初中物理压强

初中物理“压强（固体、液体、大气）”

教学研究与案例评析

石志芬（北京市朝阳区教委，中学高级）

第一部分压强知识研究

一、压强在学科知识结构中的地位及相互作用

（一）教学目标

1.国家课程标准的要求

•通过实验探究，学习压强的概念。能用压强公式进行简单计算。知道增大和

减小压强的方法。了解测量大气压强的方法。

例估测自己站立时对地面的压强。

•通过实验探究，初步了解流体的压强与流速的关系。

例简单解释飞机的升力。

2.教学目标

（1）了解压力的意义，掌握压强的概念及其单位。能利用压强公式进行计算。

了解增大和减小压强的方法。

（2）掌握静止液体内部压强的特点、及其公式。能进行简单计算。

（3）理解连通器的原理，了解它在生产和实际生活中的应用。能解释有关连

通器的现象。

（4）会用实验验证大气压的存在。能简单解释一些与大气压有关的现象。了

解托里拆利实验的原理以及气压计的构造、用途、使用方法。掌握标准大气压的

数值和单位，能换算不同的压强单位。

（-）在学科知识结构中的地位

1.学科知识结构中的地位

压强知识是学习了力学基础知识后的进一步深入，也是学习浮力知识、高中学习

气体性质的基础，在初中教学中占有重要的地位。同时压强知识在生产生活中应

用非常广泛，在解释一些自然现象时也经常用到。从这两个方面来讲，学习压强

知识有着双重意义，既为学科学习奠定了坚实的基础，也为扩大生活经验、理解

生活常识增加了拓宽了眼界。

2.教学内容分析

与前面学习“力”和“运动”的概念不同，压强部分较抽象，需要学生有一定的

想象、分析和推理能力。同时压强的应用又体现在生活生产的多个方面，因此有

趣的小实验也较多。但在寻找现象背后的原因需要一定的推理、分析能力。在课

堂教学中可以紧紧抓住这一特点，设计适当的演示实验、学生分组实验、课外小

实验以及物理兴趣小组的实验等种形式，让学生通过眼睛观察、动手操作、动脑

思考，激发学生学习物理的兴趣，同时注重培养学生重视实验、手脑并用、理论

和实践相结合的学习方法，提高他们的实验能力和一定的想象能力、分析能力及

推理能力。

3.学情特点分析

学生对压力有一定的感知和认识，但没有建立准确的概念，对压强知识较陌生，

生活中虽然积累了一些名词，比如大气压，但是对于压强、液体压强、大气压强

等的准确认识还没有形成。特别是在推导液体压强公式时，使用的那种由分析一

个特定的柱形物体过渡到对一段柱形液柱本身的分析、推理方法，以及在学习连

通器时，在静止液体内部寻找液片AB再进行想象、分析的学习方法是十分困难

的。

因此在学习本部分知识时，要注重引导学生的思维实现由感性到理性、由具象到

抽象的过渡，通过本部分的学习提高学生的分析能力和抽象能力是思维训练方面

的重点。

二、压强及相关知识的联系

（一）压力和重力、压力和压强

1.压力和重力

压力和重力是不同性质的两种力，要严格区分，不能因为有的情况下压力的大小

等于重力，就把它们混为一谈。

压力和重力的性质不同、作用点不同、施力物与受力物不同、大小和方向一般不

同，压力不一定都是由重力产生的，具体问题要具体分析。

（1）从力的定义和性质看：压力属于一种弹性力，是由于挤压形变而产生的。

重力属于一种引力，是由于地球对物体的吸引而受到的力。

压力是由于两个互相接触的物体间有相互的挤压(发生了形变)而产生的，它是

弹力的具体形式之一，它的存在是和形变紧密联系的。例如图1所示图中物体

不可能对接触面MN产生压力；乙图中物体竖直悬挂，也不会与MN相互挤压，

只有丙图中物体才会对接触面MN产生压力。所以压力产生条件是：物体间有接

触并且发生形变。

(2)从力的作用点看：压力作用在相互挤压的两个物体的接触面上，而重力

的作用点在物体的重心上。

(3)从施力物体看：压力的施力物体是相互挤压的物体，而重力的施力物体

是地球。

(4)从力的方向看：压力的方向与接触面垂直，且指向被作用的物体。而重

力的方向总是竖直向下。

(5)从力的大小看：重力大小由G=mg计算，当g一定时，重力大小由物

体的质量决定，而压力的大小是由相互挤压，发生形变的情况而定。

2.压力和压强

压力和压强之间有着紧密的联系，但又有着本质的区别。要注意区分压力和压强

的概念：

(1)压力是支承面上受到的全部垂直作用的力，压强是单位面积上受到的压

力；是描述压力作用效果的物理量。压力大小跟受力面积无关，而压强的大小

与受力面积有关；衡量压力作用效果的不是压力而是压强；压力单位是牛顿，压

强单位是帕斯卡。所以不能错误的认为，压力就是压强。

压力属于广延量，依赖于系统的大小和幅度的变化。压强属于强度量，与系统的

大小和幅度的变化无关，是表征某一点强度的参数。压强是一类特殊的强度量，

是表示压力作用效果的物理量，所以压强大小，不仅与压力有关，而且与受力面

积大小有关。压强的国际单位是“帕”，1帕=1牛/米2。

(2)压强大小是可以改变的。当受力面积一定时，压强跟压力成正比；当压

力一定时，压强跟受力面积成反比。增大压强的方法有两个：一是增大压力，二

是减小受力面积。例如：剪子、斧头、钉子、针、刀等都做成一头为尖的，其目

的就是通过减小受力面积从而增大压强。减小压强的方法也有两个：减小压力或

增大受力面积。例如：坦克、拖拉机宽宽的履带，铁路钢轨铺在路基上等等都是

在增大受力面积的同时从而减小压强的。

(-)液体内部的压强

1.静止平衡状态液体内部压强特点

(1)在同点各方向都有压强且大小相等(各向同性)。

(2)在同一水平面上(或说同一深度)各点压强大小相等(即水平分布均匀)。

(3)随着深度的增加压强增大(即竖直分布不均)。这是由于重力作用，重

力分散作用在液体的各个部分，不像表面外力只作用在表面，如果把液体由上至

下分成多层则每一层都受到竖直向下的重力。上层压着下层，下层压着再下层，

层层相压，因而上层挤压程度小，下层挤压程度大，越往下挤压程度越大，因而

液体压强水平分布均匀各处相等，而竖直分布不均，越深压强越大。

2.液体压强的定量研究

(1)液体平衡与液体压强公式的推导

初中力学的一大特点：始终贯穿着平衡这条线索。所讲压力、压强的前提条件是

静止状态，因而液体压强公式的推导也是建立在这些条件之上。

如图2:容器中装有密度为P的液体，且处于静止状态，求深力处8点的

压强。

推导过程：

在液体中划出一个上下粗细均匀横截面积为S的竖直液柱。其上表面在液体表

面4处，下表面在B处，且与液体表面平行。

液柱处于静止状态，可知其受力平衡。根据液体压强的特点，液体侧面各处所受

周围液体压强相等，则压力亦相等。

此式既体现了重力作用使液体发生挤压产生的压强，也体现了表面外力作用使液

体发生挤压产生的压强，也表明了重力作用产生压强差，而表面外力作用产生的

压强各处均匀。

依据上式不难得出液体中任一高度差为h12的两点，点1和点2的压强差为：

(2)托里拆利实验分析和抽水机原理

托里拆利实验分析

图3所示为托里拆利实验装置，AB=A为管内水银柱的高度，其上为真空，即

=可知管内B点压强

由于液体压强特点，在同一水平面上各占压强相等，则管外水银面处所受大气压

强

即管外水银面上的大气压支持着管里的水银柱。

抽水机原理

图4所示为一个截面为S的玻璃管，上端有活塞，下端插入水槽中，管内充满

水，活塞处A点比管外水面高出h,管外水面处大气压强。整个装置处于

静止平衡状态。

如果向上提起活塞，活塞下面的水将随活塞一直上升，这就是抽水机的基本现象。

解释：高h的水柱其下端压强为，此水柱向上的压力，水柱所受重力

G,可知A处的压强为。当活塞向上提时，紧挨着活塞处的水挤压

程度变小压强减小，因而水柱失去平衡向上移动，使水柱上升的力无疑是大气

压力。

3.液体传递压强，固体传递压力

根据帕斯卡定律，作用在密闭液体的压强，能够按照原来的大小，由液体向各个

方向传递，而压力的大小却随受力面积大小的不同而不同。固体却不是这样，作

用在固体一端的力，在一定条件下能够按原来的大小和方向传到固体的另一端，

而这个力在固体两端产生的压强却因两端面积大小的不同而不同（例如用手指

按图钉），所以通常说固体传递力，而不说固体传递压强。

（三）大气压强

1.大气压强的成因：“气体的压强到底是由什么决定的？”

初中物理：由于空气受力重力作用，所以就像液体对浸在它里面的物体要产生压

强一样，空气对浸在它里面的物体也要产生压强，这个压强叫大气压强，简称大

气压。

高中物理（碰撞说）：由于大量气体分子不断碰撞器壁，对器壁产生一个持续的

宏观的力，单位面积器壁上所受的压力就叫做气体的压强。它决定于单位体积内

的分子数和分子的平均速率。

从不同角度认识气压的结果。

(1)“碰撞”是产生气压的微观实质

根据分子动理论，气体分子总在不停地作无规则运动。气体分子在热运动的过程

中，必将与气体中的物体及器壁发生碰撞，给物体及器壁一个持续的压力，从而

产生了压强。我们知道气体压强的公式为：，式中n是

气体分子密度。

由于分子沿各个方向运动的几率是相等的，所以气体内部任何方向都有压强，而

且在同一处向各个方向的压强是相同的。

上面气体压强公式表明：气体的压强取决于气体分子的密度和分子的平均动能，

温度是物体平均动能的标志，因此也可以说气体的压强取决于气体的密度和温

度。想想我们身边的很多事例，例如给轮胎打气，某些密闭气体容器(包括一些

化妆用品)不能储存在高温日照强烈的地方，都可以发现，事实上对盛有一定气

体的容器来说，我们既可以通过加热的方法，也可以通过给容器输入气体的方法

来增加气体的压强。加热将使气体分子运动得更快，从而在每次碰撞时给器壁以

更大的作用力，增加分子密度则使在单位时间内气体分子与器壁碰撞的次数增加

了，从而也增加了气体的压强。由此可见，气体的压强是气体分子碰撞的结果。

(2)“约束”是产生气压的必要条件

气体作为一种物质形态，它除了像液体一样具有流动性以外，还有自己的特点。

由于气体分子在剧烈地、永不停息地做无规则地运动。同时由于气体分子间的间

隔较大，因而气体分子间几乎不存在相互作用力(碰撞的瞬间除外)，气体分

子总是试图占有尽可能大的空间。因而，对于一定质量的气体而言，如果没有一

定的约束作用，将因体积的无限膨胀而使分子密度趋于零，压强也必将趋于零。

因此，“约束”是产生气体压强的必要条件。为使气体产生一定的压强，我们必

须给气体一定的约束。在日常生活中，我们通常是通过密闭容器来“约束”气体

的，从而有可能获得一定的气体压强。

(3)空气所受重力是大气所受的约束作用

大气是处于特殊状态下的气体，它处于地球周围一个开放空间，不存在约束其运

动范围的具体边界。但大气由于受地球的吸引，空气重力是大气所受到的约束作

用。

正是由于这种约束作用才限制了空气的体积，否则空气将均匀分布于地球周围的

无限空间，从而使空气的密度趋于零，大气压强也将趋于零。

而气体分子的运动正好与重力相对，如果没有气体分子这种永不停息、无规则的

运动，重力将使空气分子全部聚集于地球表面。这样大气压亦将化为乌有。

实际的情况是，''因运动想脱离约束和因重力作用而受到约束”这两种趋势互为

消长，最终结果是两种对立作用达到平衡。由于气体的压缩性较大，下层的空

气受到来自上层空气的压力作用，使气体的密度从高处到地面愈来愈大。

综上所述：初、高中物理关于气体压强的两种说法，是分别从不同角度认识气体

压强的必然结果。“碰撞说”揭示的是压强产生的微观本质，而初中阶段则从宏

观的角度形象地帮助学生去理解压强。

三、压强知识的应用与拓展

（一）生活与生产

各种工具的利用（菜刀、书包带等教材中经常用的例子）

座垫呈马鞍型，它能够增大座垫与人体的接触面积以减小臀部所受压强，跑步健

身的同时需要注重运动的效果和防止运动损伤。一双理想的运动鞋应具有较佳的

调整足底压力平均分布之功能，以提供适当的保护与支撑足部的作用。

都江堰：都江堰建筑中用了压强知识。

（二）气象应用-理解大气压的五种变化

在不同的季节，不同的气候条件和地理位置等条件下，地球上方大气压的值有所

不同。用大气压知识可以更好地理解大气压的各种变化。

1.大气压随地势高低的变化

从微观角度看，决定气体压强大小的因素主要有两点：一是气体的密度n；二

是气体的热力学温度T。

在地球表面随地势的升高，地球对大气层气体分子的引力逐渐减小，空气分子的

密度减小；同时大气的温度也降低。所以在地球表面，随地势高度的增加，大气

压的数值是逐渐减小的。如果把大气层的空气看成理想气体，可以推得近似反映

大气压随高度而变化的公式：

（2）式给出了大气压强随高度变化的规律，即大气压取决于空气的密度与温

度。

在不考虑大气温度变化这一次要因素的影响时，大气压值随地理高度h的增加

按指数规律减小。

2.大气压随地理纬度的变化

地球表面大气层里的成份，变化比较大的就是水汽。人们把含水汽比较多的空气

叫“湿空气”，把含水汽较少的空气叫“干空气”。我们直觉地会认为湿空气比

干空气重。实际上干空气的平均分子量为28.97,而水汽分子量只有18.11,

所以含有较多水汽的湿空气密度要比干空气小。因而在相同的物理条件下，干空

气的压强比湿空气的压强大。

现在来分析不同地理纬度的情况。在地球表面，由赤道到两极，随地理纬度的增

加，一方面由于地球的自转和极地半径的减小，地球对大气的吸引力逐渐增大，

空气密度增大；另一方面由于两极地区温度较低，所以空气中的水汽较少，可近

似看成干空气。所以由赤道向两极，随地理纬度增加，大气压总的变化规律是逐

渐增大（因气候等因素影响，局部某处的大气压值变化可能不遵循这一规

律）。

3.大气压的日变化

对于同一地区，在一天之内的不同时间，地面的大气压值也会有所不同。一天中，

地球表面的大气压有一个最高值和一个最低值。最高值出现在9—10时，最

低值出现在15—16时。

导致大气压日变化的原因主要有：大气的运动、大气温度的变化、大气湿度的变

化。

4.大气压的年变化

同一地区，在一年之中的不同时间其大气压的值也有所不同。

大气压的年变化，具体又分为三种类型：大陆型、海洋型和高山型。其中海洋型

大气压的年变化刚好与大陆型的相反。通常所说的“冬天的大气压比夏天高”，

指的就是大陆型大气压的年变化规律。

大陆型气候，由于大气处于地球周围一个开放没有具体边界的空间之内，这就使

它与密闭容器中的气体有着很多区别。

夏天，大陆中的气温比海洋上高，大气的湿度也比较大（相对冬天而言），这

样大陆上的空气不断向海洋上扩散，导致其压强减小。

冬天，大陆上气温比海洋上低，大陆上的空气湿度也较夏天小，这样海洋上的空

气就向大陆上扩散，使大陆上的气压升高。这就是大陆上冬天的大气压比夏天高

的原因。

5.大气压随气候的变化

大气压随气候也会变化。谚语讲“晴天气压比阴天气压高”，反映的是最为典型

的晴天与阴天大气压的变化。

出现这种变化的主要原因是，通常情况下，地面不断地向大气中进行长波有效辐

射，同时大气也在不断地向地面进行逆辐射。晴天，地面的热量可以较为通畅地

通过有效辐射和对流气层的向上辐散运动向外输运。阴天时，云层减少了对流层

大气向外的辐散运动。阴天地区的大气膨胀就比较厉害，从而导致阴天空气的密

度减小，同时阴天地区大气的湿度比较大，也使大气的密度减小。从而导致阴天

的大气压比晴天的大气压低。

（三）流体流速度与压强的关系

伯努力原理：流体中，流速加快时，压力会减弱。

机翼切面上方距离较长，下方距离短。空气被机翼切面分成两部分，两方气流于

机翼后方有相同速率，故通过上侧的空气流速较快，空气压力较小而形成一向上

的升力。

第二部分压强教学策略

一、重点和难点

压强部分重点讲四个问题：

1.固体压强重点介绍压强概念的引入和建立。

2.液体压强重点讲液体内部压强的特点。

3.气体压强的存在。

4.流体流速与压强的关系。

固体压强概念的建立是从无到有，因此如何从力的概念顺利过渡到压强的概念，

从广度量的概念过渡到强度量的概念，是这部分知识重点要解决的一个问题，而

且压强概念的建立为后面液体压强、气体压强的学习也会奠定好概念基础。

第二个重点来探讨的问题是液体内部压强的特点。这是因为液体内部存在压强学

生容易感知也容易接受，但在深入理解液体内部压强的特点时存在困难和迷惑。

例如液体内部水平方向有压强，与向下和向下的压强相比，学生的生活经验中没

有细化到这样的细微之处，因为生活经验会帮助学生了解到水等液体是有一定质

量的，因此对支持它的重物也会有压强存在，“当玻璃管下部换成橡皮模时，橡

皮膜会向外凸出”这样的现象会产生。再比如液体内部压强的变化和深度有关、

密度有关，而和面积等因素无关，这也是学生在学习中迷惑之处。在学习固体

压强时，曾经反复让学生讨论两个质量一样粗细不一样的物体对底面所产生的压

强会因为接触面积的不同而变化，而当换成液体时，学生会理所当然地把固体压

强的知识迁移到液体部分，因此当出现两个粗细不一样的容器（其它条件都一样）

时直觉会告诉他二者液体对容器底部的压强也会有所不同，而没有细致地去从逻

辑上推一推。因此在学习液体压强时，对于液体内部压强特点的讨论是需要下功

夫细细讨论的。

在学习大气压强时，由于初中生的知识储备和学习能力，对于大气压强的定量的

讨论是不涉及的，大气压强的名词学生通过各种媒体书籍是容易知道的。但由于

身处其中，反而不易感知到大气压的存在，不像手里托一个重物有向下压迫的感

觉，当浸在液体里，有上浮的感觉，因此如何让学生感知到大气压切切实实存在

是本节课的重点。另外气体流速与压强的关系则需要学生在现象和原因之间建立

起因果联系，是训练学生的逻辑思维和推理能力，也是初中生会倍感困惑的知识

点。

因此在压强部分重点就以上四个问题展开。

二、教学策略

（一）固体压强

在前面的讲座里介绍过，一个物理概念的建立一般要经过：感性认识、抽象与定

义和应用与拓展三个阶段，才能初步形成一个概念。那么在压强概念的学习与建

构中也同样要经过这样的一个过程。很多老师在设计这节课时也是这样的一个思

路，先让学生观察小桌用不同的接触面放置在沙子或其它易发生形变的材料上，

观察接触材料的形变情况，然后引出压强概念。在这里我们稍加改进，在观察前,

从前后知识的承上启下的角度帮助学生梳理之前的相关知识，目的是为了帮助学

生系统地认识力学知识，在知识点与知识点之间建立起系统的联系。基本设计如

下：回顾旧知一观察建构一分析本质一归纳总结。

1.回顾旧知一一复习力的概念

回忆力的三要素引入新课

2.观察建构

实验观察：选用挤压现象明显的典型实验。

说明：力的三要素一一大小、方向和作用点是描述力的需要，但力的作用效果不

仅仅决定于“力”本身，还与被作用物体的材料属性有关。力对物体的作用效果

通常可表现为两类：一是改变物体的运动状态，即产生加速度；二是改变物体内

部各部分的相对位置，即产生形变。前者加速度还与受力物体的惯性质量有关；

后者，形变的程度还与受力物体的弹性、塑性等性质相关。因此，力的三要素只

是描述了一个抽象化的力，不能完全确定力的作用效果。因此在观察建构环节，

除了要设计好外力及接触面的变化情况，同时也要注意选择恰当的材料，能充分

体现挤压形变的不同程度。同时形变的程度有的并不是很明显，为了便于观察,

可以改进观察效果，例如在桌面上竖起一块玻璃，将形变的材料紧贴着玻璃放置,

同时还可以利用刻度尺帮助观察。常用的几个实验：

例1.同一块砖（长方体）以三个不同侧面依次放在两端支架的薄板中心部

位，观察薄板弯曲形变的程度明显不同。

例2.把一个瓶子放在泡沫塑料上，观察比较在不同的情况下泡沫塑料块被挤

压的程度。（比较空瓶和装满水的瓶，瓶底朝下和瓶口（有盖子）朝下等不同情

况下泡沫塑料块被挤压的情形。）

例3.取一个四条腿的小木桌，先把桌面放在沙上，往桌面上放重物，可以看到

放的重物越重，桌面陷进沙里越深。把小桌翻过来让桌脚立在沙上，再把同样的

重物放在桌上，可以看到，桌脚陷进沙里更深了。

3.分析本质，凸显挤压形变的程度

由现象提出问题“为什么同样的重物在两种情况下产生的效果不同呢？”引入

压强概念。揭示压强产生的本质和原因“压力与挤压相联系，压强与挤压程度相

联系”。

另外在学习这部分时，很多学生会在重力和压力两个本不应该混淆的概念上含混

不清，实际上也是因为建构概念时情境单一，列举的绝大多数情境中的挤压原因

是重力因素，在这样的情境暗示下，学生就会想当然地把压力等同于重力。在设

计时要花一些心思，多设计一些情境，使得压力的产生除了重力因素外还有其它

的因素，丰富学生的情境。从而将压力与挤压形变联系起来，从根本上区别开重

力和压力两个概念。

（二）液体内部压强

液体内部压强的特点：观察实验，感知液体对容器底、侧壁有压强，同一深度

向各个方向压强相等。

引入实验：帕斯卡桶实验。（帕斯卡在1648年表演了一个著名的实验，一个大

木桶，装满水，盖上盖，封闭好。在桶盖上插了一根细长的管子，从楼房的阳台

上向细管里灌水，结果只用了几杯水就把水桶压破了。）

1.液体对容器的压强

实验1：将水倒入上端开口、下端扎有橡皮膜的玻璃圆管内。

师：玻璃管中倒水之前，橡皮膜的情况是怎样的？

生：橡皮膜的表面是平的。

师：将水逐渐倒入玻璃管中后，同学们观察到皮膜有什么变化呢?

生：橡皮膜向下凸起，并且随着水的深度增加，橡皮膜凸起的程度越来越大。

实验2:将水倒入侧壁有三个开口的玻璃圆管内。

师：同学们看到了什么现象？

生：水从侧壁向外射出，而且开口越在下面，水射出的距离越远。

师：请同学们根据观察到的现象思考：液体对盛放它的容器是否有压强呢？

生：液体对容器底部和侧壁都有压强，且压强随深度的增加而增大。

（通过演示实验，使学生对液体内部压强有一个粗略的认识，并为下面探究液体

内部压强的特点做好铺垫。）

2.探究液体内部压强的规律

（1）认识测量液体压强的工具一压强计

认识压强计的结构、原理和使用方法。

压强计的结构：探头、U型管和橡胶管。

原理：橡皮膜表面受到的压强越大，U形管两边液面的高度差越大。所以，可

以根据U型管两边液面的高度差来判断橡皮膜表面受到压强的大小及变化情

况。

（2）提出猜想（讨论、猜想）

提出问题：液体内部存在压强，大小与哪些因素有关呢？

猜想：液体内部的压强可能与液体的深度有关、可能与方向有关、可能与液体的

密度……

确定实验探究的内容：

•液体内部是否存在压强？向哪个方向有压强？

•在同一深度液体向各个方向的压强的大小关系如何？

•在同一液体中，随深度的增大，压强的大小怎样变化？

•在同一深度，水和盐水产生的压强大小相等吗？

讨论实验方法:

提示学生：液体内部的压强可能跟多个因素有关，要研究跟其中一个因素的关系

应该采用什么方法进行研究？(控制变量法)。

(3)实验探究液体内部压强的规律

这部分内容设计成学生分组实验，教师为学生确定实验内容，全程指导，避免实

验的盲目性，提高实验能力。学生合作研究，实验后设计讨论分析环节，不仅可

以培养学生科学探究的能力，培养学生提取和处理信息的能力，还可以让学生体

验一种成功感，从而增强其学习的主动性和积极性。

探究一：保持压强计探头所在的深度不变，改变橡皮膜所对的方向，如：朝上、

朝下、朝任何侧面，观察U形管两边液面的高度差，探究液体内部压强是否与

方向有关。

探究二：使压强计探头进入液体的深度由浅到深，观察U型管两边液面的高度

差，探究液体内部压强是否与深度有关。

探究三：控制压强计探头进入酒精、清水和盐水的深度相同的，观察U型管两

边液面的高度差，探究液体内部压强是否与液体的密度有关。

(1)在同一深度，液体向各个方向的压强相等。

(2)液体的压强随深度的增加而增大。

(3)在同一深度，液体的密度越大，压强越大。

说明：实验中揭示学生注意实验方法-控制变量。

(三)气体压强教学策略

1.观察引入

引入新课是课堂教学的首要环节。通过引入新课，丰富学生的感性认识，可以引

起学生的学习兴趣，明确学习目标，活跃学生的思维。为此，设计一些实验请学

生带着问题注意观察。实验举例：

(1)是谁压扁了瓶子

(2)流不下去的水

(3)气球怎么变大了

(4)马德堡半球实验

说明:

(1)实验要精心设计，因为大气压强肉眼看不到，可以看到的是大气压强产

生的形变，因此形变产生的原因就要精心设计。

(2)大气压强是由空气的重力和空气的流动性所致，因此只要制造一个空气

相对稀薄的空间，用比较的方法就可明显地显示出大气压强的作用。

2.形成概念

学习过程是学生主动地建构知识的过程。教学过程中要充分发挥学生的主体作

用，通过教师的启发引导，积极主动地发现问题，进行合理的推理，形成概念。

在本节课教学中紧紧扣住现象和问题，引导学生进行合理分析。关键要抓住

“前”和“后”进行分析，什么变了，发生了什么现象。实验前要注意设计好问

题，引导学生进行思考，帮助学生明确观察要点，课堂需要解决的问题，及建构

新知识的方向。通过课堂或课后的探究、启发、分析，培养学生的探究能力和思

维能力。

例如覆杯实验。两次覆杯实验，第一次掉下去了，而第二次没有，区别在于第二

次的玻璃杯里装满水，这个变化是关键，而更关键的是帮助学生能意识到装满水

是为了排出空气，甚至还可以把这个实验再增加不装水、装半杯、装满三种情况,

发现只有装满才能产生这个效果。通过对比，发现由于杯内的气压发生了变化，

而导致了纸片掉不下来的结果。关键就是气压，再顺着这个思路分析下去，由于

杯内的水对硬纸片的压强小于大气压强，在大气压强的作用下，托住了硬纸片。

而当把杯口向各个方向转圈时硬纸片未掉下来，说明处处都存在大气压强，且大

气向各个方向都有压强。

能证明大气压强存在的实验很多，关键是精心设计实验、问题，引导学生认识到

是由于大气的变化，而导致了各种意料之外的结果。这样的讨论有利于学生形成

概念，深刻理解概念。

3.分析大气压产生的原因

分析大气压产生的原因时，一般教材上是说：地球周围被厚厚的空气层包围着，

这层空气又叫大气层。空气由于受重力作用，而且能流动，因而空气内部向各个

方向都有压强。大气对浸在它里面的物体的压强，叫做大气压强，简称大气压。

突出挤压作用：大气因重力作用被束缚于地球周围，因而使其内部发生挤压，

也使其与地面及浸没在其中的一切物体发生挤压产生压力、压强。

第一个气体实验定律于1660年由英国科学家玻意耳，1666年法国科学家马略

特先后独立发现第一气体实验定律时，二人都把气体作为弹性体，在当时没有现

代分子理论的情况下就是以挤压对应压力，以挤压程度来对应压强的。在现代我

们都知道气体压强p=nkT。式中n为单位体积分子数叫数密度，k为玻耳兹

曼常数，T为热力学温度。公式表示在温度一定的条件下，压强与数密度成正

比。从宏观讲n即气体的挤压程度，压强可以作为在一定温度下用来说明气体

挤压程度的物理量。

4.实例分析，掌握方法

认识到大气压强的存在之后，只是建构的第一步，要想真正帮助学生深入透彻理

解大气压强，还得通过实践演练，也就是还得通过解决问题的办法，来检验是否

掌握、理解到位。

（1）实例1

首先，拿一个敞口盆，点燃一根蜡烛（短的），用蜡烛油把蜡烛固定在盆底上。

接着，把红色的水倒进敞口盆里（不要太多）。然后，把透明的玻璃杯罩在蜡烛

上。过了一会儿，蜡烛就灭了，杯子里的水面升高了。

氧气能够帮助燃烧，氧气用完了，蜡烛就会灭的。这时杯子里的气压比外面的低,

水被压到杯子里去。所以，杯子里的水面升高了。

（2）实例2

从水里拿东西而手不湿，如图6所示。把一枚硬币放在平底大盘里，倒上清水,

把硬币淹没，点燃蘸有酒精的棉花球，放到杯子里，迅速将杯子倒转，盖在硬币

附近的盘上。

棉花球熄灭冷却后，杯内压强减小，大气压把盘里的水全部压入杯里，就可以不

沾湿手取出硬币了。

（四）流体压强与流速的关系教学策略

流体压强与流速的关系是一个实验规律。实验规律的认识过程一般来说可通过实

验归纳法。即从对事物、现象的多次观察、实验出发，在取得大量资料的基础上

进行综合、归纳，发现在一定条件下有关物理量之间的必然联系，从而得出结论。

实际教学中我们一般使用简单枚举归纳法，即只需要通过观察某类中的某些事

物，只要遇到没有相反的情况，就可以推出该类事物共同具有的一般性的结论。

在应用实验归纳法设计本课时要注意细化每一阶段的具体环节和活动：

1.定性研究流体压强与流速的关系（建立在实验现象和事实的基础上）

（1）流速改变，压强是否改变（建立在实验现象和事实的基础上）

实验：两个乒乓球自由悬挂在空中，用塑料管向乒乓球中间吹气，观察乒乓球有

什么变化?

（2）猜想

流速改变，压强变化。

流速变快，压强变大还是变小?

如果压强变大，会观察到什么现象？如果压强变小，又会观察到什么现象？

讨论观察压强变大或变小的方法。

可借助纸条实验、乒乓球等实验讨论。

（3）实验探究流体压强与流速的关系（结论建立在实验的现象和事实基础上）

分气体、液体分别进行实验探究。

可借助身边常见的物体设计实验。

实验举例：吹纸条（双张、单张）器材：2张纸条、1张纸条

器材：乒乓球2个，吸管1根，铁架台，细绳

器材：蜡烛2根、火柴、吸管1根

2.实验归纳

（1）对规律建立的事实基础进行分析、研究。

（2）对文字表述的本质有一定认识，弄清文字表述中关键词语的含义。

3.用物理规律解决新问题

针对学生抽象思维能力不高，不会运用物理规律说明、解释现象，分析解决实际

问题的困难，可设计理论联系实际问题，请学生运用新知识解决实际问题。

实例1.分析地铁站台上的安全线

实例2.飞机的升力

第三部分学生常见错误与问题的分析与解决的策略方法

在压强这部分内容中，包括的知识点主要有：压强的概念、液体压强、压强的计

算、大气压强、流体压强与流速的关系等。在这些知识点中，压力的概念；在进

行压强计算时，受力面积的确定；液体压强与液体密度及深度的关系；液体深度

的确定等都是同学们容易出现错误的地方。只有对这些知识点把握到位，在进行

解题时才不会犯错。

一、固体压强

1.怎样区分压力和重力

例如图11,用10N的压力把一物体压在水平地面上，此物体自身的重力为

20N,与地接触面积为10cm2。那么此物体对地面的压强为多少？

在求解压强时，要注意对压力的确定。不能简单地认为物体的重力就是压力，正

确掌握压力和重力的关系，才能准确把握压力的大小。

2.怎样区分接触面积和物体的表面积

例重79N的正方体铁块放在0.5m2的水平桌面中央，求铁块对桌面的压强。

归纳拓展：上述两题从思维难度看并没有给学生设置过多的障碍，运用公式求解

物体的压强看似直接明了。重点是考察学生的缜密思维，既能正确判断求解固体

压强的几个条件，还能正确找到压力和受力面积，而不是死读书、读死书。再放

眼于综合题，可能压力和受力面积不是直接提供，而是需要利用给出的条件间接

解出，例如利用浮力的知识、杠杆的知识，都是可以的，但殊途同归，不管什么

条件，最终都要回归到压强的核心思想上。因此在训练学生学习这部分知识或者

说在学习物理知识时，帮助学生梳理清楚思路，不管条件怎么变化，但核心知识

的本质是不变的。

二、液体压强

（一）前概念

影响学生对液体压强概念理解困难的原因很多，包括日常生活经验的影响、知识

的负迁移、不恰当的类比、遣词用语带来的曲解等等。一般来说离不开特定情境

中某些经验的支持。

1.液体内部各个方向压强的存在

液体由于具有流动性，所以各个方向上都存在压强。但在实际生活中由于经验的

缺乏及受某些定势思维的影响，学生通常较难感觉到静止液体内部各个方向上的

压强。

相对于竖直方向的压强，对水平方向压强，学生生活经验较少。这不仅是因为左

右两边的压强经常同时出现而难以感觉，更主要的是因为液体水平方向的压力与

他们头脑中与力相关的认知结构存在很大的差异。生活经验大多与固体有关，生

活经验告诉学生有重量的物体会压下面的物体，将物体放在水中它会浮在上面。

但如果要将有质量的物体贴在墙上，就必须在侧面对它施加一个水平方向的力。

而液体中学生是无法看到在侧面施加的力的。

2.液体内部压强的大小变化

对于“液体内部压强的大小只与液体的深度和密度有关，随深度增加而增大，与

液体的总质量、体积和形状无关”的理解：有部分学生会认为越深压强越大，是

因为越深的地方，浮力越大。学生会举潜水例子，说明下潜得越深会越困难，因

为水下的浮力越来越大。当学生遇到类似的问题如“将筒向下压得更深，膜会如

何变化？为什么？”，会将浮力的感受和认识迁移过去。

3.影响压强大小的因素

根据液体压强大小公式，当g一定时，某处的压强大小只与液体的密

度和深度有关，与液体的体积、质量、形状无关。但实际生活经验会影响学生对

压强大小的理解。

另外受到前面固体压强知识的影响，决定固体压强大小的因素既有压力又有受力

面积，而且在学习这部分知识时考虑到学生接触的强度量不多，因而会反复强调

这两个因素共同作用影响。紧接着在学习液体压强特点时学生自然会把这部分知

识迁移过来，这也是很正常的，因此在设计时要提前想到学生可能会出现的问题,

提前做好设防，帮助学生顺利实现由固体到液体的认识过渡。

（二）典型错解题

例2如图13,放在水平桌面上的圆柱形容器，装满水后，容器中A点的压强

为多少？（g取10N/kg）

归纳拓展：液体对容器底部的压力和液体本身重力的关系与容