新九年级物理暑假预学课：压力与压强-揭开“力”的作用效果之谜

新九年级物理暑假预学课：压力与压强——揭开“力”的作用效果之谜一、教学内容分析

根据《义务教育物理课程标准（2022年版）》，本课处于“运动和相互作用”主题下的“机械运动和力”单元，是力学的核心概念之一，具有承上启下的关键作用。从知识技能图谱看，学生此前已学习了力的概念、重力、弹力等基础知识，本课将引导学生从“力的大小”关注点，转向“力的作用效果”这一新维度，深入理解压力概念，并首次接触“压强”这一用比值定义法建立的重要物理量。其认知要求从“了解”压力现象，提升至“理解”压强概念并能进行简单“应用”计算，为后续学习液体压强、大气压强及浮力奠定了坚实的认知基础与思维框架。从过程方法路径看，课标强调通过科学探究建构知识。本课将着力引导学生经历“感知现象→提出问题→猜想假设→设计实验→分析论证”的完整探究过程，重点训练控制变量法和转换法这两种核心科学方法，例如通过海绵形变程度来“转换”显示压力作用效果，这正是将学科思想转化为具体课堂活动的生动体现。从素养价值渗透看，压强知识广泛存在于生产生活与科技前沿（如载重车轮设计、滑雪板、锋刃工具），是“科学·技术·社会·环境”（STSE）教育的绝佳载体。通过剖析相关案例，能自然渗透“科学服务于生活”的价值观，培养学生用物理眼光观察世界、用科学思维分析问题的核心素养，并激发其探索自然的内在动机。

基于“以学定教”原则，进行如下学情研判：在已有基础与障碍方面，新九年级学生已具备初步的受力分析能力和实验操作技能，对“压力”有丰富的生活经验（如感觉书包带勒肩），但普遍存在将“压力”等同于“重力”的前概念误区，且难以自发关注“受力面积”这一关键变量。这种认知冲突是教学的重要起点。在过程评估设计上，将通过导入环节的提问、探究活动中的观察与即时追问、随堂练习的完成情况，动态捕捉学生的思维轨迹与理解难点。例如，在引出压力概念时，会直接提问：“你用手压桌子，这个‘压’的力就是重力吗？”以此暴露前概念。相应的教学调适策略是：对于基础较弱的学生，提供更多直观体验（如亲手用不同方式按压图钉）和类比支持（如用“密集程度”类比压强）；对于思维敏捷的学生，则引导其深入质疑比值定义法的合理性，或挑战其分析更复杂的非典型压力情境（如斜面上的物体），确保不同认知水平的学生都能在“最近发展区”获得成长。二、教学目标

知识目标：学生能准确辨析压力与重力的区别，理解压力是垂直作用在物体表面上的力；能通过探究实验归纳出压力的作用效果与压力大小和受力面积的关系，并能用自己的语言阐述压强的物理意义；掌握压强公式p=F/S及其变形式，理解国际单位帕斯卡（Pa）的含义，并能进行简单的定量计算。

能力目标：学生能够运用控制变量法和转换法，以小组合作形式设计并完成“探究压力作用效果影响因素”的实验；能基于实验数据，进行初步的信息处理与归纳，得出定性结论；能够将压强概念迁移应用到分析、解释生活中的相关现象，例如解释宽书包带为何更舒适。

情感态度与价值观目标：在小组实验探究中，学生能主动参与、倾听同伴意见、协作完成操作，体验科学探究的乐趣与严谨；通过对“如何增大或减小压强”的讨论，能初步认识到物理知识在改善生活、技术创新中的应用价值，激发学习物理的持久兴趣。

科学（学科）思维目标：重点发展学生的模型建构思维与科学推理能力。引导其从众多具体压力现象中抽象出“压力”和“受力面积”两个关键要素，并进一步通过“比值”构建“压强”这一新的物理模型，理解这是描述压力作用效果的普适性物理量。同时，培养其在分析问题时自觉运用“控制变量”的逻辑思维习惯。

评价与元认知目标：学生能够依据教师提供的实验操作评价量表，对自身或同伴的实验规范性进行简要评价；能在课堂小结环节，反思自己是如何从生活经验逐步建立起压强概念的，识别学习过程中的关键节点（如克服“压力等于重力”的误区），初步形成知识建构的自我监控意识。三、教学重点与难点

教学重点：本节课的教学重点是理解压强的概念、掌握其定义公式p=F/S。压强的概念是贯通固体、液体、大气压强乃至浮力部分的核心“大概念”，它不仅是后续学习的基石，更是将力的作用效果进行量化描述的关键思维跃迁。从学业评价角度看，对压强概念的理解与应用是中考的高频和高分值考点，题目常围绕公式应用、现象解释及简单计算展开，深刻体现了从知识记忆到能力立意的考察转向。

教学难点：本节课的教学难点有二：一是学生突破“压力等于重力”的前概念束缚，建立起“压力是垂直作用于接触面的弹力”这一科学概念；二是理解用比值定义法引入压强物理量的必要性与意义，即为何要用“单位面积上受到的压力”来比较压力的作用效果。难点成因在于前者需要克服强大的生活经验影响，后者涉及抽象的建模思想。突破方向在于设计对比鲜明的体验活动与环环相扣的问题链，让学生在认知冲突中自我修正，在探究需要中自然“创造”出压强概念。四、教学准备清单

1.教师准备

1.1媒体与教具：多媒体课件（含引入视频、压强应用图片、动画模拟）、交互式电子白板。

1.2实验器材：分组实验器材（每組）：海绵块、小桌模型、若干钩码、钉板（安全钝钉）与木板、铅笔（一端削尖一端未削）。演示实验器材：气球、砖块、细线和宽布带。

1.3文本材料：分层学习任务单（含探究记录表格）、课堂巩固练习卷、分层作业清单。

2.学生准备

预习教材相关章节，思考“压力的作用效果可能与什么因素有关”；携带笔记本与作图工具。

3.环境布置

教室桌椅按46人小组合作形式摆放，便于实验探究与讨论；规划好黑板板书区域，预留概念建构的思维导图空间。五、教学过程第一、导入环节

1.情境创设与认知冲突：教师表演一个“小魔术”：将一块木板平放在钉有数十颗钉子的钉板（钉尖朝上）上，用手按压木板，相安无事。然后提问：“如果我现在脱掉鞋子，单脚站到这钉板上，会怎么样？”学生大多会认为脚会被扎穿。教师随即出示一张武术演员躺钉板且胸口碎大石的真实图片或短视频。“为什么薄薄的木板没事，人的血肉之躯反而能承受？这违背了你们的直觉吗？”这个强烈的反差瞬间抓住学生注意力。

1.1.问题提出与路径明晰：教师引导：“大家先别急着翻书，我们一起来当一回侦探。这个现象的核心，是关于‘力’的作用效果。我们之前学过力能改变物体形状，这里钉尖对木板或人造成的‘下陷’或‘刺入’效果，就是一种形变。那么，力的这种‘作用效果’强弱，究竟和力的哪些因素有关呢？是不是仅仅由力的大小决定？”由此自然引出本节课的核心驱动问题：压力的作用效果与哪些因素有关？我们又该如何科学地描述和比较这种效果？教师勾勒路线图：“今天，我们将从熟悉的感觉出发，通过动手实验寻找规律，最终共同‘创造’出一个全新的物理量来精准描述它。首先，我们要重新认识一下‘压力’这位老朋友。”第二、新授环节任务一：从“感觉”到“概念”——重新认识压力

教师活动：首先，请一位学生上台，分别用掌心和平摊的手背去按压气球，引导全班观察形变差异。“大家看，同样的手，对气球施加的力，方向有什么特点？”引导学生说出“垂直”于接触面。然后，教师演示：将砖块用细线吊起静止，再将其平放在海绵上。设问：“砖块对海绵有压力吗？这个压力和砖块的重力，是不是同一个力？它们的大小、方向、作用点都一样吗？请大家在任务单上画出这两个力的示意图。”巡视指导，并选取典型图示进行投影对比。“看，重力作用在重心，竖直向下；而压力作用在海绵表面，垂直向下。是不是有点‘提壶灌顶’的感觉？压力其实是物体由于接触并挤压而产生的。”再举例子：用手按压墙壁，墙壁也对手有压力，但这个压力显然与手自身的重力无关。

学生活动：观察演示，思考并回答关于力方向的问题。动手画出砖块静止悬挂和静止放置时受力的示意图，在对比中辨析压力与重力的区别。参与讨论，尝试用自己的语言概括压力的定义和方向特点。

即时评价标准：1.能否在示意图中准确区分压力与重力的作用点。2.能否在讨论中清晰表达“压力方向垂直于接触面”这一关键特征。3.能否举出压力大小不等于物体重力的生活实例。

形成知识、思维、方法清单：★压力定义：垂直作用在物体表面上的力。它是一种弹力，源于物体间的相互挤压。▲压力与重力的区别：这是初学者极易混淆的概念。重力源于地球吸引，方向竖直向下，作用点在重心；压力源于接触挤压，方向垂直于接触面指向被压物体，作用点在接触面上。只有在水平面上静止的物体，其对接触面的压力大小才等于其自身重力。“画图对比”是辨析此类概念的有效方法。任务二：初探效果影响因素——体验与猜想

教师活动：“认识了压力，回到我们的核心问题：它的‘作用效果’怎么看？怎么比？”分发海绵和铅笔。“请大家做两个小体验：1.用不同的力，用手指按压海绵，感觉并观察。2.用铅笔的尖端和尾端，以大致相同的力按压手心，感觉有何不同？”引导学生用“海绵的凹陷深度”或“手心的疼痛感”来直观感受“作用效果”。“好，现在请大家以小组为单位，根据体验，大胆猜想：压力的作用效果可能跟哪些因素有关？并简单说说你猜想的理由。”

学生活动：进行体验活动，直观感受压力作用效果的差异。小组讨论，提出猜想。常见猜想：可能与压力大小有关，可能与接触面积（受力面积）有关。

即时评价标准：1.体验活动是否认真，能否用准确的语言描述感受（如“用力越大，凹得越深”）。2.猜想是否基于观察体验，并能初步表述出变量关系（如“效果可能随压力增大而增强”）。

形成知识、思维、方法清单：★转换法：压力的作用效果是抽象的，我们通过观察海绵的凹陷程度、皮肤的形变感觉等“易观测的量”来间接反映、转换显示那个“不易观测的量”（作用效果）。这是物理学中非常重要的研究方法。▲科学猜想：猜想不是瞎猜，应基于已有经验和观察。建立“变量”意识是设计探究实验的前提。任务三：精研效果规律——设计并实施探究

教师活动：“猜想需要实验来检验。如何设计实验来验证我们的猜想呢？这涉及到两个变量。”引导学生回顾“控制变量法”。“如果要研究效果与压力大小的关系，必须控制哪个量不变？”“对，受力面积。”教师呈现分组器材（小桌、海绵、钩码）。“大家能否利用这些器材，设计出具体的操作步骤？请小组讨论，并将设计方案简要记录在任务单上。”巡视指导，对设计有困难的小组进行启发。请一组代表分享方案，师生共同评议完善。随后明确统一操作步骤，学生开始实验并记录数据（可定性记录凹陷深度）。

学生活动：小组合作，讨论并设计验证两个猜想的实验方案。交流方案，理解控制变量法的具体应用。动手实验：①小桌正放（桌腿朝下，受力面积小）在海绵上，观察凹陷；加放钩码，再观察。②小桌倒放（桌面朝下，受力面积大）在海绵上，加放相同钩码，观察凹陷深度并与①对比。记录现象，进行分析。

即时评价标准：1.实验设计是否体现了“控制变量”的思想。2.实验操作是否规范（如轻拿轻放，观察同一视角）。3.小组分工是否明确，协作是否有效。4.能否根据实验现象得出初步结论。

形成知识、思维、方法清单：★控制变量法：这是探究多因素问题的最核心方法。要明确“探究A对B的影响，则控制C不变”。▲实验结论（定性）：当受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显；当压力大小相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。实验操作要点：如何改变压力（加减砝码）、如何改变受力面积（正放与倒放小桌）、如何显示效果（观察海绵凹陷深度）。任务四：从“比较”到“定义”——构建压强概念

教师活动：“实验告诉我们，效果受压力和受力面积两个因素共同影响。那么，怎么科学地比较不同情况下的压力效果呢？来个挑战！”出示问题：①一个重100N的正方体，平放在桌面，接触面积1m²。②一个重50N的正方体，用一个小尖角立在桌面，接触面积0.01m²。谁对桌面的压力作用效果更明显？“单比压力，①大；单比面积，①也大。效果谁强？好像比不出来了。这就像比较两个人跑步的快慢，不能只看步数，也不能只看时间，得看‘单位时间内的步数’——速度。那这里，我们能不能也找一个‘单位’来比较？”

学生活动：思考挑战问题，意识到需要一个新的比较标准。在教师引导下，进行类比推理：比较运动快慢→速度（路程/时间）；比较做功快慢→功率（功/时间）。从而类比得出，比较压力作用效果，可能需要比较“（压力）/（受力面积）”。

即时评价标准：1.能否理解直接比较压力或面积无法判断效果的困境。2.能否通过类比，理解引入新物理量的必要性。3.能否说出“单位面积上受到的压力”这一比较思路。

形成知识、思维、方法清单：★比值定义法：压强是继速度、密度之后又一个用比值法定义的重要物理量。其定义式p=F/S体现了“效果量与影响因素之比”的建模思想。理解这个“比值”本身是一个新的物理量，它由F和S共同决定，但与其无关。★压强定义：物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。它表示压力的作用效果。定义式：p=F/S。物理意义：压强越大，表示压力的作用效果越明显。任务五：量化与应用——掌握公式与单位

教师活动：“好了，我们终于‘创造’出了压强p。给它定个公式和单位吧！”板书p=F/S。“其中F表示压力，单位是牛顿（N）；S表示受力面积，注意是两物体间的实际接触面积，单位是平方米（m²）。那么压强的单位就是‘牛每平方米’，给它一个专有名称——帕斯卡，简称帕，符号Pa。1Pa=1N/m²。1帕有多大呢？相当于把一张平铺的报纸对桌面的压强！所以帕斯卡是个很小的单位。”引导学生用公式回头分析导入的“钉板”之谜和刚才的挑战题。“现在，大家能用公式和刚学的知识，解释为什么书包带要做得宽一些吗？”

学生活动：记录公式、单位及换算关系。感受1帕斯卡的大小概念。应用公式p=F/S进行定性或简单定量分析，解释相关现象。尝试解释宽书包带是通过增大受力面积来减小压强，从而使人感到舒适。

即时评价标准：1.能否准确记忆压强公式及各物理量的单位。2.能否理解帕斯卡单位的大小概念。3.能否运用压强概念解释简单的生活现象，并明确是通過改变哪个因素（F或S）来实现压强变化。

形成知识、思维、方法清单：★压强公式：p=F/S。计算时务必注意单位的统一（F用N，S用m²，p才是Pa）。常用换算：1cm²=10⁻⁴m²。▲增大和减小压强的方法：由公式可知，增大压力或减小受力面积可以增大压强（如刀磨锋利、针尖做细）；减小压力或增大受力面积可以减小压强（如坦克履带、铁轨枕木）。易错提醒：S是受力面积，不是物体的表面积！例如人站立时是双脚面积，行走时是单脚面积。第三、当堂巩固训练

基础层（全体必做）：1.判断题：（1）压力总是由重力产生的。（）（2）压强是表示压力大小的物理量。（）2.计算题：一块砖重24N，三棱长分别为20cm、10cm、5cm。求它分别平放、侧放、竖放时对水平地面的压强各是多少？（g取10N/kg）

综合层（大多数学生完成）：3.情境分析题：解释下列现象主要是通过改变什么来改变压强的：(a)滑雪板做得又长又宽。(b)图钉的钉尖做得很尖，而钉帽做得很大。(c)载重汽车有很多车轮。4.简单设计题：假如你要穿过一片沼泽地，现有一块宽木板和一个救生圈，为了不陷下去，你会选择哪个工具？请用压强知识说明理由。

挑战层（学有余力选做）：5.分析与计算：一头质量为6t的大象，每只脚掌面积约为600cm²；一个质量为60kg的芭蕾舞演员，足尖与地面接触面积约为10cm²。试通过计算比较谁对地面的压强大？（g=10N/kg）这个结果可能和你的直觉有出入，谈谈你的思考。

反馈机制：学生独立完成后，小组内交换批改基础题，教师公布答案并点评典型错误。综合题和挑战题由教师抽取不同层次学生的答案进行投影展示，引导学生共同分析解题思路和表述的规范性，重点强化受力面积的确定和公式的正确运用。第四、课堂小结

教师引导学生进行结构化总结：“同学们，今天我们沿着‘现象→因素→比较→定义→应用’这条线索，共同完成了一次概念的建构之旅。现在，请大家尝试用思维导图或关键词串联的方式，梳理一下从‘压力’到‘压强’的知识逻辑链。”请12位学生分享他们的总结。教师随后呈现简明的知识结构图（压力→作用效果→影响因素→压强定义/公式/单位→增大减小方法），并强调其中蕴含的科学方法（转换法、控制变量法、比值定义法）。“课后，请大家完成分层作业。下节课，我们将把压强的视野从固体拓展到液体，看看液体压强又有什么独特的规律。预习时不妨思考：液体对容器底部的压强，还能直接用今天的公式p=F/S计算吗？为什么？”六、作业设计

基础性作业（必做）：1.整理课堂笔记，完整写出压强定义、公式、单位及增大减小压强的方法，各举2个生活实例。2.完成练习册本节的基础概念题和简单计算题。

拓展性作业（建议完成）：3.【情境应用题】观察你的书包，估算书包的总重量和双肩背带的总受力面积，粗略计算你肩膀承受的压强大约是多少帕？如果改用单手拎（假设手提部位面积为5cm²），压强变为多少？结合计算结果和感受，写一篇简短的说明（150字左右）。4.【家庭小实验】找一块海绵和两个完全相同的瓶子。一个瓶子装满水，一个装半瓶水。将它们先后正立放在海绵上，观察凹陷程度。再将它们先后倒立（瓶盖朝下）放在海绵上，观察凹陷程度。记录现象，并用本节课所学知识进行解释。

探究性/创造性作业（选做）：5.【调研与设计】查阅资料，了解现代建筑（如摩天大楼）的地基是如何设计的以减小对地面压强的。尝试为你想象中的一栋“未来高空住宅”设计一个地基模型（可画图配合文字说明），并阐述你的设计如何运用了压强知识。6.【跨学科思考】压强在医学（如注射器针头）、生物（如骆驼的脚掌、啄木鸟的喙）等领域也有广泛应用。任选一个角度，制作一份简易的图文介绍小报。七、本节知识清单及拓展

★1.压力：定义：垂直作用在物体表面上的力。方向：总是垂直于被压物体表面，并指向被压物体。性质：属于弹力。注意：压力不一定由重力产生，大小也不一定等于重力。

▲2.压力与重力辨析：关键看力的来源和方向。画受力示意图是有效辨析方法。牢记：只有在水平面上且处于平衡状态时，物体对支持面的压力大小才等于其自身重力。

★3.压力的作用效果：使物体发生形变。其显著程度用“压强”来描述。

★4.压强：定义：物体所受压力的大小与受力面积之比。物理意义：表示压力作用效果的物理量。效果越明显，压强越大。

★5.压强公式：p=F/S。其中p表示压强，F表示压力（单位：N），S表示受力面积（单位：m²）。计算时务必使用国际单位主单位。

★6.压强单位：国际单位：帕斯卡，简称帕，符号Pa。1Pa=1N/m²。感受：一张平铺报纸对桌面的压强约0.5Pa。

▲7.常见压强估算：中学生站立对地面压强约12×10⁴Pa；标准大气压约1.0×10⁵Pa。

★8.增大压强的方法：在压力一定时，减小受力面积；在受力面积一定时，增大压力。实例：刀刃、针尖、破窗锤、啄木鸟的喙。

★9.减小压强的方法：在压力一定时，增大受力面积；在受力面积一定时，减小压力。实例：铁轨枕木、坦克履带、滑雪板、书包宽带、骆驼脚掌。

▲10.受力面积S的确定：易错点！S是两物体间实际发生挤压的接触面积，且必须是有效承压面积。如人站立时是双脚总面积，坐凳子时是臀部接触面积。

★11.控制变量法：在探究压力作用效果与压力大小、受力面积关系时，必须使用此方法。核心思想：控制其他因素不变，只改变一个因素，观察其影响。

★12.转换法：通过观察海绵、沙子等易形变物体的凹陷深度来间接显示（转换）压力作用效果的强弱。这是一种将“不可见”转化为“可见”的思维方法。

▲13.比值定义法：压强、速度、密度等都是用两个物理量的比值来定义的新物理量。理解新物理量由比值决定，但与定义它的两个物理量大小无关，反映的是事物的一种属性或特征。

▲14.固体压强计算的一般步骤：①明确压力F（分析受力，确定大小和方向）；②确定受力面积S（找准接触面，统一单位至m²）；③代入公式p=F/S计算；④作答。八、教学反思

（一）教学目标达成度分析从当堂巩固训练和随机提问的反馈来看，绝大多数学生能够准确辨析压力与重力，并能运用压强公式进行简单计算，表明知识目标基本达成。在小组实验环节，各小组均能合作设计出体现控制变量思想的方案并完成操作，能力目标得到有效落实。情感目标方面，学生在“钉板”魔术和动手体验中表现出浓厚兴趣，讨论积极，课堂参与度高。科学思维目标中，比值定义法的理解对于部分学生仍有抽象感，虽然在类比环节有所突破，但后续还需通过更多实例强化。元认知目标仅在课堂小结中初步涉及，深度有待加强。

（二）各教学环节有效性评估导入环节的“认知冲突”设计效果显著，迅速聚焦了学生注意力，并为整节课的探究提供了强大动力。新授环节的五个任务环环相扣，逻辑链条清晰。其中，“任务一”通过画图对比有效冲击了前概念；“任务三”的探究实验是学生活动的高潮，动手与动脑结合紧密；“任务四”从定性比较到定量定义的过渡是思维飞跃的关键点，部分学生在此处需要更充分的思考和讨论时间，此处教学节奏可适当放缓。巩固训练的分层设计照顾了差异，挑战题的计算结果（演员压强可能大于大象）引发了学生积极的认知冲突和课后讨论，效果良好。

（三）不同层次学生课堂表现剖析观察发现，基础扎实的学生在概念辨析和公式应用上反应迅速，并能在解释现象时举一反三。对于他们，挑战题和拓展性作业能有效激发其深度思考。中等层次的学生能较好地跟随教学节奏完成实验和基础练习，但在灵活应用和复杂情境分析上存在困难，需要教师在巡视和讲评时