《压力和压强》教案

《压力和压强》教案物理观念：1．知道压力的概念，会用力的示意图表示压力。2．了解压强的概念，理解压强的大小与哪些因素有关。3．了解压强公式中各个物理量的名称、单位及符号，知道压强单位的物理意义和由来，能用压强公式进行简单计算。4．了解增大压强与减小压强的方法。科学思维：观察生活中各种跟压强有关的现象，了解对比是拓展物理思维的基本方法。科学探究：探究压力的作用效果跟什么因素有关，经历探究的主要环节，通过探究实验，观察实验现象，采集实验数据，获得对压强知识比较深入的了解，进一步学习使用控制变量法。科学态度与责任：1．经历观察、实验以及探究等学习活动，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。2．通过探究性物理学习活动，使学生获得成功的喜悦，培养学生对参与物理学习活动的兴趣，提高学生的自信心。3．感悟科学是人类创造发明的基础，激发学生的学习热情。重点：探究影响压力作用效果的因素及压强的计算。难点：压强概念的理解。多媒体课件、小桌、砝码、海绵。一、情景导入同学们思考一下为什么图钉的钉尖做得很尖，而钉帽却做得很大？为什么坐沙发比坐板凳舒服？为什么刀口磨得越薄，刀越锋利？你认为书包带宽一些好，还是窄一些好？为什么？教师引导并继续提问：以上事例都跟压力的作用效果有关，那么，什么是压力呢？压力的作用效果跟哪些因素有关呢？今天我们就来学习相关内容。二、合作探究压力eq\o(\s\up7(),\s\do5(提出问题))我们前面学习过弹力，回想一下弹力是如何产生的呢？人站在雪地对雪地有压力，手指顶住中性笔有压力，那压力是如何产生的呢？eq\o(\s\up7(),\s\do5(交流讨论))同学们交流讨论上述问题，发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力。人们走在雪地里，鞋底与雪地之间相互接触发生形变产生了力；手指顶住中性笔，中性笔与手指间发生形变产生了力。它们的共同特点是都相互接触且发生了形变。eq\o(\s\up7(),\s\do5(归纳总结))(1)压力：垂直作用在物体表面上的力。(2)压力产生的原因：相互接触的物体间发生相互挤压而产生力的作用。(3)压力的作用效果：使物体发生形变。探究影响压力作用效果的因素eq\o(\s\up7(),\s\do5(提出问题))前面我们学习了压力，那么影响压力作用效果的因素有哪些呢？eq\o(\s\up7(),\s\do5(演示实验))实验器材：小桌、砝码、海绵。实验步骤：如图所示：eq\o(\s\up7(),\s\do5(甲))eq\o(\s\up7(),\s\do5(乙))eq\o(\s\up7(),\s\do5(丙))①按图甲所示将小桌放在海绵上，观察海绵的凹陷程度；②按图乙所示在小桌上放一个砝码，将小桌放在海绵上，观察海绵的凹陷程度；③按图丙所示把小桌翻过来，桌面朝下，并在其上放一个砝码，将小桌放在海绵上，观察海绵的凹陷程度。实验分析：①比较图甲和图乙：海绵的受力面积相同，图乙中小桌对海绵的压力大，作用效果明显，故可得出：受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显；②比较图乙和图丙：海绵受到的压力相同，图乙中海绵的受力面积小，作用效果明显，故可得出：压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。实验结论：压力的作用效果与压力大小和受力面积大小有关。方法总结：①以上分析问题的方法是控制某个因素不变，改变另一个因素来判断这个因素对压力作用效果的影响，称为控制变量法；②实验中，通过海绵的凹陷程度来判断压力的作用效果，称为转换法，实验中不能用较硬的木板等物体来代替海绵。eq\o(\s\up7(),\s\do5(归纳总结))(1)受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显。(2)压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。压强eq\o(\s\up7(),\s\do5(提出问题))当压力和受力面积都不相同时，如何比较压力的作用效果？eq\o(\s\up7(),\s\do5(多媒体展示))(1)由于压力的作用效果同时跟压力大小和受力面积有关，利用比值定义法引出压强的概念：在物理学中，物体所受压力的大小与受力面积之比叫作压强。即压强＝eq\f(压力,受力面积)，表达式为p＝eq\f(F,S)(适用于一切物体)。(2)压强的单位：Pa；1Pa＝1N/m2，表示物体在1m2的面积上受到的压力是1N。(3)压强的大小：①人站在水平地面上时产生的压强约为10000Pa；②物理课本平放在水平桌面上产生的压强约为60Pa。第1节压强第1课时压力和压强eq\a\vs4\al(压力和压强)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(压力\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(定义,作用点,方向)),压强\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(影响因素\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(受力面积,压力)),定义,公式：p＝\f(F,S)(p－Pa，F－N，S－m2),单位：Pa))))完成对应课时内容。压强是生活和生产中应用广泛的一个概念，但学生比较陌生。本节课内容主要建立在前面学过的力的初步知识的基础上，是学习了重力、摩擦力后另一类力的学习迁移，是学习了物体运动状态的改变和力的关系后对力的另外一类作用效果的具体分析。本节课着重学习的压强是整个单元的基础，也是学好液体压强、大气压强和浮力的重要前提。由于压强的概念较为抽象，学生初学时极容易与压力的概念混淆，为了让学生较好地理解压强与压力的区别，做好探究影响压力作用效果的因素的实验是本节课的关键。课后·知能演练基础巩固1.用50N的水平力把重40N的正方体木块紧压在竖直墙壁上,如图所示,这时木块对墙壁的压力为()A.10N B.40NC.50N D.90N2.一位八年级同学站在水平地面上时,对地面的压力约为()A.5N B.50N C.500N D.5000N3.图甲为体重大致相同的滑雪者和步行者在雪地里行走的情境,此现象与图乙实验中哪两个实验步骤所反映的原理相同()甲乙A.①与② B.②与③C.①与③ D.以上任意两个都可以4.如图所示,牙膏盖的前端的小锥体常常做得很尖,针对这一设计目的,小桂提出的下列问题中最有探究价值的是()A.压强的大小怎么计算B.压力的作用效果与哪些因素有关C.压力的作用效果与压力的大小有什么关系D.压力的作用效果与受力面积的大小有什么关系5.右图是一个在水平桌面上的均匀木块,若沿虚线切去一半,将其放在上边,此时地面受到的压强是原来的()A.一倍 B.两倍 C.一半 D.四分之一6.如图所示的四种现象中,目的是增大压强的是()7.连云港城区每天清晨都要进行洒水,若一辆洒水车空车质量为6t,水罐容积为4m3。装满水后,车轮与地面的总接触面积为0.4m2,g取10N/kg。(1)该车最多能装水的质量为多少?(2)装满水后,洒水车对地面的压强为多少?能力提升8.中华文化书画艺术中的篆刻艺术源远流长,右图为篆刻家在用刻刀刻制印章,关于篆刻中所涉及的物理知识,下列说法正确的是()A.篆刻刀上缠绕的布条是为了通过增大受力面积来增大摩擦力B.为了使刻纹深浅合适,只要注意用刀的力量就行了C.粗大的刻刀柄,是在压力一定时,通过增大受力面积来增大压强的D.尖锐的刻刀尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的9.如图所示,物体重20N,它与竖直墙面的接触面积是0.2dm2,现用30N的水平力把物体按在墙上静止,当逐渐减小水平压力至25N时,物体沿墙面匀速下滑,则下列相关说法正确的是()A.当水平压力为30N时,墙面受到的压强是1.5×104PaB.当水平压力为30N时,墙面受到的压力是20NC.当水平压力为30N时,物体受到墙面的摩擦力是30ND.当水平压力由30N减小到25N时,摩擦力减小10.如图所示,A物体叠放在B物体之上并放在水平桌面上,A物体重力为20N,底面积为200cm2,B物体重力为40N,底面积为400cm2,则A对B的压强跟B对桌面的压强之比为()A.1∶1 B.1∶2C.2∶1 D.2∶311.一颗图钉,图钉尖的面积是5×10-4cm2,图钉帽的面积是0.8cm2,一木板能承受的最大压强为4×108Pa。(1)要使图钉能钉进木板,手对图钉帽的压力至少为多少?(2)手对图钉帽的压强是多少?思维拓展12.小明设计了一个实验来探究压力的作用效果与哪些因素有关。使用的器材有小桌、海绵、砝码、木板各一个。请你利用学过的知识分析:(1)通过观察比较压力的作用效果。

(2)通过观察甲、乙两图后得出,。

(3)图丙中小桌对木板的压强设为p丙,图丁中的小桌对海绵的压强设为p丁,则p丙(选填“大于”“小于”或“等于”)p丁。

(4)老师还提供了如图戊所示的器材:①用钉子作腿的小桌;②海绵;③砝码;④木板;⑤盛有适量水的矿泉水瓶;⑥装有沙的容器等供同学们选择,同学们所选的下列四组器材中,不能达到小明探究目的的是。

A.①③⑥B.③④⑤C.②③④D.②⑤参考答案【课后·知能演练】1.C2.C3.B4.D5.B6.A7.(1)4×103kg(2)2.5×105Pa解析(1)车最多能装水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×4m3=4×103kg。(2)装满水后,车中水的重力G水=m水g=4×103kg×10N/kg=4×104N车受到的重力G车=m车g=6×103kg×10N/kg=6×104N装满水后,车对地面的压力大小等于车的重力大小和水的重力大小之和,则车对地面的压力F压=G车+G水=6×104N+4×104N=1×105N车轮与地面的总接触面积为0.4m2,洒水车对地面的压强p=F压S=1×105N8.D9.A10.D11.(1)20N(2)2.5×105Pa解析(1)图钉尖的面积S1=5×10-4cm2=5×10-8m2,图钉帽的面积S2=0.8cm2=8×10-5m2,根据p=FSF1=p1S1=4×108Pa×5×10-8m2=20N手对图钉帽的压力F2等于图钉尖对木板的压力,因此手对图钉帽的压力至少为F2=F1=20N。(2)手对图钉帽的压强p2=F2S2=20N8×10-12.(1)海绵的凹陷程度(2)压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显(3)等于(4)B解析(1)该实验是通过海绵的凹陷程度来显示压力作用效果的。(2)由图甲和图乙所示实验可知,物体的压力相同而受力面积不同,图乙受力面积小,图乙力的作用效果明显,由此可得:压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。(3)由图丙、丁可知,图丙中小桌对木板的压力等于图丁中小桌对海绵的压力,图丙中小桌受力面积等于图丁中小桌的受力面积,由p=FS知,p丙=p丁(4)选择①用钉子作腿的小桌、③砝码、⑥装有沙的容器。小桌放在沙子上,观察小桌陷入沙子的深度;在小桌上再放砝码,再观察小桌陷入沙子的深度;把小桌的桌面朝下,小桌上放砝码,再观察桌面陷入沙子的深度,可以达到实验目的,故A不符合题意