【知識(shí)與技能】
1.知道液體內(nèi)部存在壓強(qiáng)。
2.了解液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)。
3.知道液體壓強(qiáng)的大小與什么因素有關(guān)。
4.認(rèn)識(shí)連通器及其在生活中的應(yīng)用。
【過程與方法】
1.模擬帕斯卡裂桶實(shí)驗(yàn)的過程,體會(huì)帕斯卡裂桶實(shí)驗(yàn)的意義。
2.通過用U形壓強(qiáng)計(jì)探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)過程,提高學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、概括物理規(guī)律的創(chuàng)造性思維能力。
3.運(yùn)用選取“液柱”的方法來推導(dǎo)液體內(nèi)部壓強(qiáng)公式,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·價(jià)值觀】
通過長(zhǎng)江三峽船閘的介紹,增強(qiáng)民族自豪感,激發(fā)學(xué)生學(xué)科學(xué)、愛科學(xué)的興趣。
◇教學(xué)重難點(diǎn)◇
【教學(xué)重點(diǎn)】
探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)、連通器及其應(yīng)用。
【教學(xué)難點(diǎn)】
分析、推導(dǎo)液體內(nèi)部壓強(qiáng)公式的過程。
◇教學(xué)過程◇
一、新課導(dǎo)入
1963年,一艘最大潛水深度為500 m的美國(guó)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?
二、教學(xué)步驟
探究點(diǎn)1 令人驚奇的實(shí)驗(yàn)
[閱讀課本]P70“令人驚奇的實(shí)驗(yàn)”
[思考]觀察圖8—13,帕斯卡裂桶實(shí)驗(yàn)說明了什么?
[提示]幾杯水的質(zhì)量較小,但水柱的高度很高。桶裂開說明木桶內(nèi)的水產(chǎn)生的壓強(qiáng)很大,所以推測(cè)液體的壓強(qiáng)與高度有關(guān)。
[思考]模擬帕斯卡裂桶實(shí)驗(yàn)中,在飲料瓶上刻細(xì)槽的目的是什么?
[提示]模仿木桶的縫隙,同時(shí)降低飲料瓶的強(qiáng)度,使實(shí)驗(yàn)更容易成功。
[思考]管子應(yīng)該長(zhǎng)一些還是短些?
[提示]模擬帕斯卡實(shí)驗(yàn),改變的是液柱的高度,所以管子應(yīng)該長(zhǎng)一些。
[思考]怎樣保證瓶塞和飲料瓶口之間密封?
[提示]瓶塞與瓶口之間需塞緊。
探究點(diǎn)2 探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)
[閱讀課本]P71~72“探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)”
[思考]觀察圖8—15(a),這一現(xiàn)象說明了什么?
[提示]容器底部的橡皮膜向外凸出,說明液體對(duì)容器的底部有壓強(qiáng)。
[思考]觀察圖8—15(b),這一現(xiàn)象說明了什么?
[提示]容器側(cè)面的橡皮膜向外凸出,說明液體對(duì)容器的側(cè)面有壓強(qiáng)。
[思考]你認(rèn)為液體的壓強(qiáng)是由什么引起的?
[歸納提升]液體由于受重力作用,對(duì)容器底部有壓強(qiáng);對(duì)阻礙液體散開的容器壁也有壓強(qiáng)。
[思考]使用U形壓強(qiáng)計(jì)前需用手壓一下金屬盒口的橡皮膜,為什么?
[提示]用手指輕輕按一按金屬盒口的橡皮膜,若U形管中兩管液面出現(xiàn)高度差,說明該壓強(qiáng)計(jì)沒有漏氣,可正常使用;否則,需把橡皮管拔下重新安裝。
[思考]如何根據(jù)壓強(qiáng)計(jì)來判斷液體壓強(qiáng)的大小?
[提示]U形管兩側(cè)液面的高度差越大,橡皮膜表面受到的壓強(qiáng)也越大。
[思考]閱讀P72“活動(dòng)2”,將U形壓強(qiáng)計(jì)的金屬盒放進(jìn)液體中,能觀察到什么現(xiàn)象?這一現(xiàn)象說明了什么?
[提示]U形管兩側(cè)液面出現(xiàn)高度差,說明液體內(nèi)部有壓強(qiáng)。
[思考]將金屬盒放入水中的不同深處,能觀察到什么現(xiàn)象?這一現(xiàn)象說明了什么?
[小結(jié)]金屬盒放入的深度增加,U形管兩側(cè)液面的高度差增大,說明液體內(nèi)的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大。
[思考]在液體內(nèi)同一深度,轉(zhuǎn)動(dòng)金屬盒,U形管兩側(cè)液面的高度差會(huì)發(fā)生變化嗎?這一現(xiàn)象說明了什么?
[小結(jié)]深度不變時(shí),改變金屬盒的方向,U形管兩側(cè)液面的高度差不變,說明液體內(nèi)同一深度處向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等。
[思考]將金屬盒分別放入清水和鹽水中,在同一深度處U形管兩側(cè)液面的高度差,為什么在鹽水中比在清水中大?這一現(xiàn)象說明了什么?
[提示]清水和鹽水的密度不同,說明液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與液體的密度有關(guān)。
[歸納提升]液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn):①液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng);②同種液體在同一深度的各處、各個(gè)方向的壓強(qiáng)大小相等,隨液體深度的增加,壓強(qiáng)隨之變大;③不同的液體,產(chǎn)生的壓強(qiáng)大小與液體的密度有關(guān),在同一深度處,密度越大,液體的壓強(qiáng)越大。
[思考]設(shè)想在液面下有一高度為h,截面為S的液柱,那么這段液柱的重力該如何表示?
[提示]設(shè)液體的密度為ρ,液體的體積V=Sh,液體的質(zhì)量m=ρV=ρSh,液柱的重力G=mg=ρShg。
[思考]液柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)有多大?
[提示]液柱產(chǎn)生的壓力F=G,則p=FS=GS=ρShgS=ρgh。
[思考]通過推導(dǎo),你發(fā)現(xiàn)了什么?
[提示]液體的壓強(qiáng)與受力面積無關(guān),只與液體的深度和液體的密度有關(guān)。
探究點(diǎn)3 連通器
[閱讀課本]P72~74“連通器”
[思考]觀察圖8—20,這些裝置在結(jié)構(gòu)上有什么相同之處?
[提示]都可以看成兩個(gè)容器的組合,且開口處與空氣接觸,而底部相互連通。
[小結(jié)]上端開口、底部互相連通的容器,物理學(xué)上叫做連通器。
[思考]觀察圖8—20,這些容器中的液面高度有什么特點(diǎn)?
[提示]兩端開口與空氣相接觸的面都是相平的。
[歸納提升]連通器的原理:連通器里只有同一種液體且液體靜止時(shí),各容器中液面總保持在同一水平面上。
[閱讀課本]P73~74“三峽船閘——當(dāng)今世界上最大的船閘”
[思考]觀察圖8—22,說說船閘的工作過程。
[提示]如圖(a),打開上游閥門A,閘室和上游河道構(gòu)成一個(gè)連通器;如圖(b),閘室水面上升到和上游水面相平后,打開上游閘門,船駛?cè)腴l室;如圖(c),打開下游閥門B,閘室和下游河道構(gòu)成一個(gè)連通器;如圖(d),閘室水面下降到和下游水面相平后,打開下游閘門,船駛?cè)胂掠巍?br>[思考]說說船閘的工作原理。
[歸納提升]船閘是利用連通器原理工作的。通過閘門和閥門的打開、關(guān)閉,調(diào)節(jié)船閘內(nèi)的水位分別與上、下游水位相平,使船經(jīng)過船閘從上游駛往下游或從下游駛往上游。當(dāng)上游閘門打開時(shí),閘室與上游河道構(gòu)成連通器;當(dāng)下游閘門打開時(shí),閘室與下游河道構(gòu)成連通器,這樣能讓船只在落差較大的河面上正常、安全地行駛。
三、板書設(shè)計(jì)
8.2 研究液體的壓強(qiáng)
1.帕斯卡裂桶實(shí)驗(yàn)
2.探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)
(1)U形壓強(qiáng)計(jì)
(2)影響液體壓強(qiáng)的因素:液體的深度、液體的密度
(3)液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)
3.連通器及其應(yīng)用
(1)定義
(2)原理
(3)船閘的工作過程
◇教學(xué)反思◇
本節(jié)課是按照“體驗(yàn)→探究→應(yīng)用”的順序進(jìn)行的。首先通過“模擬帕斯卡裂桶實(shí)驗(yàn)”讓學(xué)生體驗(yàn)到壓強(qiáng)的“神奇”,從而激發(fā)學(xué)生探究的興趣。然后通過實(shí)驗(yàn)說明液體對(duì)容器底部和側(cè)壁有壓強(qiáng),“探究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)”讓學(xué)生了解液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)。在定性探究的基礎(chǔ)上,通過選取液柱,建立理想模型的方法,推導(dǎo)液體壓強(qiáng)公式,加深理解,使學(xué)生的思維從感性認(rèn)識(shí)上升為理性認(rèn)識(shí)。

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2 研究液體的壓強(qiáng)

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