九年級(jí)物理上冊(cè) 研究液體的壓強(qiáng)教案 滬粵版

1、2 研究液體的壓強(qiáng)1教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能1 知道液體內(nèi)部存在壓強(qiáng)，了解液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)，知道液體壓強(qiáng)的大小跟什么因素有關(guān)。2 認(rèn)識(shí)連通器，了解生活和生產(chǎn)中常見的連通器。過程與方法3 經(jīng)歷模仿帕斯卡裂桶實(shí)驗(yàn)的過程，體會(huì)帕斯卡裂桶實(shí)驗(yàn)的意義。4 經(jīng)歷用U形壓強(qiáng)計(jì)探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)特點(diǎn)的過程，發(fā)展分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、概括物理規(guī)律的創(chuàng)造性思維能力。5 經(jīng)歷用選取“液柱”方法來推導(dǎo)液體內(nèi)部壓強(qiáng)公式的過程，培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力，引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)會(huì)這種研究問題的方法。情感態(tài)度與價(jià)值觀6 通過液體壓強(qiáng)公式的推導(dǎo)，讓學(xué)生感受物理學(xué)邏輯推理的嚴(yán)密。2教材說明本節(jié)內(nèi)容主要是探究液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)，學(xué)習(xí)液體內(nèi)部壓強(qiáng)的計(jì)算及液體壓強(qiáng)應(yīng)

2、用的一個(gè)重要實(shí)例連通器。雖然課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本節(jié)課的內(nèi)容沒有具體的要求，但由于本節(jié)內(nèi)容與生產(chǎn)生活聯(lián)系密切，并且液體的壓強(qiáng)特點(diǎn)是學(xué)習(xí)大氣壓強(qiáng)和浮力等知識(shí)的基礎(chǔ)，是后續(xù)學(xué)習(xí)必備的知識(shí)，因此本節(jié)內(nèi)容仍是初中學(xué)生必學(xué)的知識(shí)。本節(jié)是按照“體驗(yàn)探究應(yīng)用”的順序編寫的。首先通過 “活動(dòng)1：模仿帕斯卡的實(shí)驗(yàn)”讓學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，體會(huì)液體壓強(qiáng)的“神奇”，從而激發(fā)學(xué)生探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)規(guī)律的強(qiáng)烈愿望。然后通過實(shí)驗(yàn)說明液體對(duì)容器底和側(cè)壁有壓強(qiáng)，介紹U形壓強(qiáng)計(jì)，安排“活動(dòng)2：探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)”，讓學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)。在定性探究的基礎(chǔ)上，教材利用選取液柱這種建立理想模型的方法，根據(jù)壓強(qiáng)的定義公式推導(dǎo)液體壓強(qiáng)

3、公式，加深對(duì)液體內(nèi)部壓強(qiáng)特點(diǎn)的理解，并通過例題加深對(duì)液體壓強(qiáng)公式的理解和應(yīng)用，使學(xué)生的思維從感性認(rèn)識(shí)上升為理性認(rèn)識(shí)。連通器是液體壓強(qiáng)的典型應(yīng)用，通過對(duì)茶壺、過路涵洞、鍋爐水位器、船閘的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生體會(huì)到連通器在生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用。最后，通過“STS”欄目介紹三峽船閘的原理和工作過程，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感，激發(fā)學(xué)生愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)的動(dòng)機(jī)。本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)是探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)。教學(xué)難點(diǎn)是液體內(nèi)部壓強(qiáng)特點(diǎn)和液體壓強(qiáng)公式。由于學(xué)生總認(rèn)為液體的壓強(qiáng)是由于液體受重力作用產(chǎn)生的，往往產(chǎn)生一種錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)：液體的重力越大，產(chǎn)生的壓強(qiáng)越大，對(duì)“帕斯卡裂桶實(shí)驗(yàn)”等一類現(xiàn)象感到費(fèi)解，對(duì)認(rèn)識(shí)液體內(nèi)部壓強(qiáng)特點(diǎn)和理解液體內(nèi)

4、部壓強(qiáng)公式形成干擾。另外，用選取液柱這種“理想模型法”推導(dǎo)液體內(nèi)部壓強(qiáng)公式，由于學(xué)生的抽象思維能力和想象能力水平還比較低，也會(huì)形成本節(jié)教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)。3教學(xué)建議本節(jié)課應(yīng)從學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)入手，引導(dǎo)學(xué)生提高實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)液體內(nèi)部存在壓強(qiáng)，探究液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)，然后逐步深入，從理論上推導(dǎo)出液體壓強(qiáng)的計(jì)算公式，并運(yùn)用該公式分析實(shí)際問題。教科書通過圖10-12帕斯卡裂桶實(shí)驗(yàn)及其故事引入新課。除此之外，這里再提供幾種引入方法以供參考：（1）講故事：“聰明艦長(zhǎng)巧補(bǔ)洞”：在一次海戰(zhàn)中，敵人的一顆炮彈落到軍艦上。軍艦的底部、側(cè)壁被炸開了兩個(gè)大小相同的洞，海水洶涌而入。艦長(zhǎng)果斷命令三人去堵艦底，一人去堵側(cè)壁的洞。側(cè)

5、壁的洞很快被一個(gè)人堵住了，而艦底的洞三個(gè)人卻費(fèi)了很大的勁才被堵住。同學(xué)們想一想為何艦底的洞那么難堵呢？“潛水艇爆炸”：1963年，一艘最大潛水深度500米的美國潛艇長(zhǎng)尾鯊號(hào)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障，潛水艇不斷下沉，最后發(fā)生爆炸，造成了駭人聽聞的重大傷亡事故。潛水艇下沉后為什么會(huì)爆炸呢？“玻璃變雪花”：有位海洋學(xué)家曾做過這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)，他把玻璃管的兩端都圖1密封好，再放入布包內(nèi)，然后把玻璃管裝入一端開口的銅管中，水可以從銅管口進(jìn)去，接著他把銅管沉到5km的深海里。當(dāng)他把銅管吊上來時(shí)，倒出布包一看，不禁驚呆了：布包里玻璃不見了，只剩下一堆象雪花似的粉狀物，這是什么原因呢？圖2 （2）觀察思考：演示如圖1

6、實(shí)驗(yàn)，并提出問題：“水為什么會(huì)向塑料管內(nèi)噴？為什么塑料管進(jìn)入水中的深度越大，噴出的水花越高？”演示如圖2實(shí)驗(yàn)，并提問：“小孔的大小相同，水的多少相同，為什么水流出需要的時(shí)間不同？”（乙需要的時(shí)間較少）（3）想象體驗(yàn)：提出一些能建立物理情景的問題，讓學(xué)生回憶或想象自己的體驗(yàn)。如提問：我們?cè)谟斡緯r(shí)常常會(huì)潛入水中或在水池中行走，這時(shí)你有什么感受？學(xué)生可能會(huì)回答水浸沒到胸部以上時(shí)感到呼吸困難，或潛水時(shí)感到的壓抑等等。那么為什么會(huì)有這樣的感受呢？由此引導(dǎo)學(xué)生猜想、分析，引出液體的壓強(qiáng)問題。令人驚奇的實(shí)驗(yàn)“活動(dòng)1：模仿帕斯卡的實(shí)驗(yàn)”目的是在于用學(xué)生感到驚奇的效果，意識(shí)到液體會(huì)產(chǎn)生壓強(qiáng)。本實(shí)驗(yàn)活動(dòng)會(huì)對(duì)學(xué)生認(rèn)

7、識(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊力，做好這個(gè)實(shí)驗(yàn)，會(huì)使學(xué)生對(duì)物理產(chǎn)生驚奇感和興奮感，教師一定要?jiǎng)?chuàng)造條件讓學(xué)生做好這個(gè)實(shí)驗(yàn)。如果條件允許（器材較多，教室內(nèi)場(chǎng)地空間較寬敞），這個(gè)活動(dòng)可以由學(xué)生分組完成，這樣學(xué)生活動(dòng)更充分，體驗(yàn)更深刻。如果條件不足，可以采取兩種辦法：一是選擇可見度較大的器材在教室內(nèi)由教師或?qū)W生演示；二是作為課外活動(dòng)，由學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。課前可以布置學(xué)生準(zhǔn)備部分器材：飲料瓶、杯子、水桶和水，其他器材可由教師準(zhǔn)備：每組一個(gè)漏斗，一個(gè)帶有玻璃管的塞子，一根長(zhǎng)大約5m的塑料管，塑料管的直徑1.5cm左右為宜。如果直徑太細(xì)，向管內(nèi)注水時(shí)不利于排出管子中的空氣。在飲料瓶上刻上淺槽不容易把握，可由教師代替完成。對(duì)于

8、課本上提到的幾個(gè)問題，不必急于在活動(dòng)前討論回答，可在活動(dòng)過程中或活動(dòng)后組織討論。例如：塑料瓶壁上為什么要刻些淺槽？是為了在教室的高度范圍內(nèi)顯示出“裂桶”的效果。槽刻得太深，容易漏水；刻得太淺，要使水從槽中噴出，需要使水管中的水面達(dá)到很高的高度，往往要超出教室的高度，而且對(duì)密封的要求也提高了，增加了實(shí)驗(yàn)的難度。管子應(yīng)該長(zhǎng)些還是短些？可讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中體會(huì)。一般要比在教室高度略小一些，以23m為宜。怎樣保證瓶塞與瓶口之間的密封？可讓學(xué)生從活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)瓶塞與瓶口等處密封不嚴(yán)時(shí)會(huì)漏水，很自然地想到密封問題。在活動(dòng)之前，各小組人員要有明確分工，相互合作，要注意安全。如果采用課外活動(dòng)方式，要讓學(xué)生把觀察到

9、的現(xiàn)象、想到的問題記錄下來，然后帶到課內(nèi)討論交流。探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)通過上面模擬帕斯卡裂桶實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠意識(shí)到液體也可以產(chǎn)生壓強(qiáng)，教師在此可以引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)液體的壓強(qiáng)是由于液體受到重力和具有流動(dòng)性而產(chǎn)生的。為了加深學(xué)生對(duì)液體產(chǎn)生壓強(qiáng)的認(rèn)識(shí)，為進(jìn)一步研究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的規(guī)律做好鋪墊，教師可以引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)其他實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證液體壓強(qiáng)的存在。教師要明確設(shè)計(jì)的要素：怎樣顯示壓強(qiáng)的存在？如何比較壓強(qiáng)的大小？根據(jù)學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生通過討論一般可以設(shè)計(jì)出如下方案：方案一：取兩端開口的玻璃管或硬塑料管，在一端覆蓋橡皮薄膜（可用氣球薄膜代替）。當(dāng)向管中倒入水后，能看到橡皮薄膜鼓起來，說明液體能夠產(chǎn)生壓強(qiáng)，橡皮薄膜形

10、變的程度可反映壓強(qiáng)的大小。方案二：在瓶子上打孔，然后往里面裝水，水噴射出來則說明液體能夠產(chǎn)生壓強(qiáng)，水流射出的急緩反映壓強(qiáng)的大?。ù颂幰⒁猓簩W(xué)生可能會(huì)說水流射出的遠(yuǎn)近反映壓強(qiáng)的大小，教師應(yīng)予以糾正，但不宜深究。如果學(xué)生沒有設(shè)計(jì)這種方案，教師不要再引出，以免帶來不必要的麻煩）。然后教師或?qū)W生演示設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，證明液體對(duì)容器底部和側(cè)壁有壓強(qiáng)。為了使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)液體內(nèi)部壓強(qiáng)及其特點(diǎn)，引入一個(gè)探測(cè)器U形壓強(qiáng)計(jì)。一側(cè)開口并在開口側(cè)面覆蓋橡皮膜的金屬盒（或塑料盒）就是探測(cè)壓強(qiáng)的探頭，U型管兩邊中的水柱就是用來顯示壓強(qiáng)的。教師應(yīng)通過演示介紹U型壓強(qiáng)計(jì)的使用方法，然后讓學(xué)生自己練習(xí)U型壓強(qiáng)計(jì)的使用方法：用力按

11、壓壓強(qiáng)計(jì)金屬盒上橡皮膜，觀察U形管兩液面高度差的變化，可以看出橡皮膜上受到的壓強(qiáng)就越大，兩管中液面的高度差就越大，因此，兩管中液面的高度差的大小可反映出橡皮膜受到的壓強(qiáng)的大小?；顒?dòng)2：“探究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)”的目的是讓學(xué)生親身經(jīng)歷探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)特點(diǎn)的過程，使學(xué)生獲得直觀的感性認(rèn)識(shí)，總結(jié)出液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)。教師可先讓學(xué)生猜想：你認(rèn)為液體內(nèi)部壓強(qiáng)可能有什么特點(diǎn)？液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小可能與什么因素有關(guān)？你作出這一猜想的依據(jù)是什么？怎樣驗(yàn)證你的猜想？然后讓學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)方案：研究液體內(nèi)部壓強(qiáng)與深度是否有關(guān)，你的實(shí)驗(yàn)方案是什么？ 研究同一深度液體內(nèi)部向各個(gè)方向的壓強(qiáng)的大小是否相等，你的實(shí)驗(yàn)方案是什么？研究

12、液體內(nèi)部壓強(qiáng)與液體密度是否有關(guān)，你的實(shí)驗(yàn)方案又是什么？實(shí)驗(yàn)結(jié)論為：液體內(nèi)部各個(gè)方向都有壓強(qiáng)，并且在同一深度向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等；同種液體內(nèi)部的壓強(qiáng)跟深度有關(guān)，深度增加，壓強(qiáng)增大；不同液體內(nèi)部的壓強(qiáng)跟液體的密度有關(guān)，同一深度處，液體密度越大，產(chǎn)生的壓強(qiáng)越大。怎樣計(jì)算液體內(nèi)部的壓強(qiáng)？與其他許多版本的教材不同，本教材安排了運(yùn)用已有物理知識(shí)推導(dǎo)液體壓強(qiáng)的公式，而且其中許多內(nèi)容留有空白讓學(xué)生填寫，這既是對(duì)學(xué)生的挑戰(zhàn)，也是一次很好的推導(dǎo)公式訓(xùn)練，可以使學(xué)生對(duì)液體壓強(qiáng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)和理解從“定性”上升為“定量”。其中的推導(dǎo)過程和“液柱模型”，對(duì)提高學(xué)生的邏輯推理能力和抽象思維能力具有重要價(jià)值，而這些能力正是學(xué)生

13、繼續(xù)學(xué)習(xí)高中物理必備的重要素質(zhì)之一。關(guān)于液體壓強(qiáng)公式的推導(dǎo)可以采用類比推導(dǎo)，即先計(jì)算圓柱形固體對(duì)底部產(chǎn)生的壓強(qiáng)，再建立“液柱模型”，推導(dǎo)液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)。由于初中學(xué)生抽象思維水平較低，從液體中想像出“液柱模型”是有一定困難的。為了突破難點(diǎn)，增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，可以采用將抽象問題具體化的方法，即用玻璃管內(nèi)的水柱來代替一個(gè)抽象的液柱（如教材圖10-17所示），將玻璃管插入盛有水的大容器中，當(dāng)管內(nèi)外的水面相平時(shí)，通過求管內(nèi)水對(duì)管底的壓強(qiáng)來得出同深度處容器內(nèi)水的壓強(qiáng)的大小，進(jìn)而推導(dǎo)出液體的壓強(qiáng)公式。下面再介紹幾種“液柱模型”具體化的教具：用較薄的有機(jī)玻璃做成截面積約為1016cm2的立方體管（大小以學(xué)生

14、能看清楚為準(zhǔn)），里面灌滿有色水，把管子浸入水中，使其上表面與水面平齊來分析它的底面上受到的壓強(qiáng)。用金屬絲制成一個(gè)長(zhǎng)方體框架，在框架底面貼上帶色的薄塑料片，使框架上底與水面相平，借助長(zhǎng)方體框架，幫助學(xué)生建立理想液柱的物理模型。然后可以按照教材，引導(dǎo)學(xué)生一步步討論如何計(jì)算出液柱的體積、質(zhì)量、液柱重、對(duì)底面的壓力、底面受到的壓強(qiáng)，每步的計(jì)算結(jié)果同時(shí)用字母表示出來，最后得出計(jì)算液體壓強(qiáng)的公式。關(guān)于例題的教學(xué)，可以放手讓學(xué)生自己解決，然后引導(dǎo)學(xué)生討論應(yīng)用液體壓強(qiáng)公式應(yīng)注意的問題，如：公式中h的物理意義，單位的統(tǒng)一等，讓學(xué)生在討論交流中達(dá)到對(duì)知識(shí)應(yīng)用的鞏固和升華。圖3連通器連通器屬于液體壓強(qiáng)的應(yīng)用。課本圖

15、1019是連通器的示意圖，教材直接給出了“若連通器內(nèi)裝入同種液體，當(dāng)液體靜止時(shí)，各容器中的液面總保持相平”結(jié)論。教學(xué)時(shí)，可用圖3所示的較簡(jiǎn)單的連通器演示，盡管連通器外形粗細(xì)不同，但盛入水靜止后，各個(gè)容器的水面總是相平，這會(huì)使學(xué)生確信上述結(jié)論。圖4對(duì)于連通器中液面相平的原因，教材中沒有分析。如果學(xué)生抽象思維水平較高，教師可以補(bǔ)充。運(yùn)用液體壓強(qiáng)的知識(shí)以及建立液片模型法（如圖4所示）來解釋。分析時(shí)可引導(dǎo)學(xué)生按下面的思路進(jìn)行：液體不流動(dòng)液片處于平衡狀態(tài)液片兩側(cè)受到的壓力相等（F左F右）液片兩側(cè)受到的壓強(qiáng)相等（P左P右）兩管液面高度相等（h左h右）兩管液面相平。教材通過“STS”欄目，介紹三峽船閘，目的

16、在于引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用自己的知識(shí)分析生活中的實(shí)例，體驗(yàn)物理知識(shí)在生產(chǎn)技術(shù)中的重要作用。教師可結(jié)合利用課本圖1022或船閘模型、活動(dòng)掛圖、多媒體動(dòng)畫、錄像資料等就行教學(xué)，重點(diǎn)分析船閘工作的過程，理解其中的原理。同時(shí)還要注意利用這個(gè)素材，對(duì)學(xué)生進(jìn)行愛國主義教育，以培養(yǎng)其民族自信心和自豪感。4教學(xué)評(píng)價(jià)課堂測(cè)評(píng)圖51如圖5所示，A、B兩個(gè)內(nèi)徑相同的玻璃管內(nèi)盛有同種液體，當(dāng)A管豎直，B管傾斜放置時(shí)，兩管液面等高，則（ ） AA、B兩管中液體的質(zhì)量相等 BA管中液體對(duì)管底的壓強(qiáng)比B中大 CA管中液體對(duì)管底的壓強(qiáng)比B中小 DA管中液體對(duì)管底的壓強(qiáng)與B中相等 圖62. 如圖6中甲圖所示，圓臺(tái)形密閉容器中裝滿水，靜置

17、在水平桌面上，此時(shí)容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)為P1，水對(duì)容器的壓強(qiáng)為P2。然后將容器倒置，如圖乙，則此時(shí)P1 、P2的變化情況是（ ）A.P1變大，P2不變B.P1變大，P2變小C.P1不變，P2不變 D.P1變小，P2變大3、連通器在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用，圖7中利用連通器原理的有（ ）A只有甲、乙 B只有丙、丁C只有甲、丙、丁D甲、乙、丙、丁圖7圖84、關(guān)于圖8中a、b、c三點(diǎn)壓強(qiáng)的說法中，正確的是（ ）Aa點(diǎn)向下壓強(qiáng)比向上壓強(qiáng)大Ba、b兩點(diǎn)的壓強(qiáng)相等Cb點(diǎn)壓強(qiáng)比c點(diǎn)壓強(qiáng)小Db、c兩點(diǎn)的壓強(qiáng)相等圖95.如圖9所示，一開口的杯子，裝上8 cm深的水后，放在水平桌面上。已知杯子底面積為60 cm2；杯

18、子裝上水后的總質(zhì)量為0.6 kg。則水對(duì)杯底的壓強(qiáng)為Pa。杯子對(duì)桌面的壓強(qiáng)為_ Pa。（g取10Nkg）6.圖10是研究液體內(nèi)部壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)時(shí)的六種情況，除圖杯中裝的是濃鹽水外，其余杯里裝的都是水。請(qǐng)你仔細(xì)觀察這六幅圖后回答：圖10（1）比較兩幅圖，可以得出：液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小跟液體的_ _有關(guān)；（2）比較兩幅圖，可以得出：液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小還跟液體的_ _有關(guān)；（3）比較三幅圖，還可以得出結(jié)論_ _ _。圖117如圖11所示，在水平桌面上放置一空玻璃杯，它的底面積為0.01m2，它對(duì)桌面的壓強(qiáng)為200Pa。 求玻璃杯的質(zhì)量。 在玻璃杯中裝入1kg水后，水對(duì)杯底的壓強(qiáng)為900Pa，求水的深度。 通過計(jì)算推測(cè)出玻