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授課時間
課題
第1節(jié) 壓強
教學
目標
1. 能通過實驗探究壓力作用的效果跟壓力的大小和受力面積的關系。
2. 能描述壓強概念的建立過程。能熟練寫出壓強公式、單位,并能用壓強公式進行簡單計算。
3. 會應用壓強公式分析增大或減小壓強的具體方法,并能解釋與壓強有關的物理現(xiàn)象。
教材
分析
通過第七章“力”的學習,學生已經(jīng)知道,力可以使物體產(chǎn)生形變或改變物體的運動狀態(tài)。就壓力而言,它使物體產(chǎn)生形變的作用效果,不僅跟壓力的大小有關,還跟物體所受壓力的受力面積有關。為了描述壓力作用的效果,在物理學中引入了壓強這個物理量。壓強是力學中的一個重要概念,是對壓力作用效果的進一步描述,它會成為后續(xù)認識浮力產(chǎn)生的原因等知識的基礎,更是初中物理課程的重要教學內容。
本節(jié)由“壓強”和“怎樣減小或增大壓強”兩部分內容構成。兩部分內容彼此關聯(lián),只要學生對壓強的概念理解到位,就能順利解決減小或增大壓強的問題。壓強概念的形成是本節(jié)教學的重點,解決的關鍵是引導學生感知壓力作用的效果、比較壓力作用的效果、學會用比值定義法引入壓強的概念,并能用壓強知識解釋有關的物理現(xiàn)象。本節(jié)的節(jié)首圖就是通過情感體驗創(chuàng)設情境、提出猜想,引領學生感知壓力作用的效果的。
教學中,可以引導學生結合實例分析計算,或從多角度設計實驗,幫助學生理解壓強跟壓力大小和受力面積的關系。這樣,學生在進一步應用壓強的知識解決實際問題時才能得心應手,并為學習液體壓強和大氣壓強作好鋪墊。
多數(shù)學生學習本章時會感覺困難,原因是涉及的知識多、綜合性強,既要有實驗探究的思路,又要有理性思維,而學生又缺少壓強方面的生活體驗,所以建議教師切不可急于求成。
教學
器材
海綿、圖釘、釘板、砝碼、壓力小桌、一頭削尖的鉛筆等。
多媒體ppt,包含視頻:《探究影響壓力作用效果的因素》、《壓力的概念》等。
教學過程
教師活動
學生活動
導入新課
【播放圖片提出問題】
茫茫白雪中的兩個人對雪地的壓力是差不多的,在厚厚的積雪中行走,一個會陷到雪里,另一個穿上一副滑雪板,盡管總重力變大了,反而不會陷下去。為什么穿上滑雪板后結果不同呢?看來壓力作用的效果并不只跟壓力大小有關。想一想,還可能跟什么因素有關?


學習新課——《9.1壓強》。
觀看圖片,思考問題,進入情景.
學習新課
一、壓力
【提出問題】以下幾種情況的作用力有哪些共同點?
①茶杯對桌面的力 ②圖釘尖對墻面的力 ③木塊對斜面的力
【學生回答】這些力的共同特點是:力的方向與接觸面垂直,作用點在兩個物體的接觸面上,我們把它叫做壓力。
1.壓力
垂直作用在物體表面的力叫做壓力.
【師生共同完成】
①壓力產(chǎn)生的條件:兩物體相互接觸,兩物體發(fā)生擠壓。
例如:人靜止在地面上,人和地面間有相互擠壓的作用,人對地面有壓力,地面對人也有壓力(支持力);靜止在豎直墻壁旁的籃球與墻壁之間沒有相互擠壓,所以沒有壓力。
②壓力的作用點:在受壓的物體表面。
③壓力的方向:垂直并指向受壓的物體表面。
由于受力物體的受力面可能是水平面,也可能是豎直面,還可能是角度不同的傾斜面,因此壓力的方向沒有固定指向,它可能指向任何方向,但始終和受力物體的受力面相垂直。

F=G F與G無關 F<G
④壓力的大小:
壓力的大小并不一定等于重力的大小,有時相等,有時無關。只有當物體自由靜止在水平面時,物體對支持面的壓力大小才等于物體所受的重力大小。
2. 壓力與重力的區(qū)別
壓力
重力
定義
垂直作用在物體表面的力
由于地球吸引而使
物體受到的力
方向
垂直于受力物體表面,
并指向被壓物體
豎直向下
作用點
被壓物體表面
重心
力的性質
接觸的物體間相互擠壓而發(fā)生形變產(chǎn)生的,屬于彈力
來源于萬有引力,
是非接觸力
受力示意圖
【提出問題】小小的蚊子能輕而易舉地用口器把皮膚刺破, 重重的駱駝卻不會陷入沙中,這是為什么?

【師生分析】蚊子的口器對皮膚的壓力雖然不大,但由于口器十分尖銳,因而能輕易刺穿皮膚;駱駝雖重,但腳掌面積很大,因而不會深陷沙中。這使我們想到:壓力對物體作用的效果不僅跟壓力的大小有關,還應該跟受力面積有關。
【學生做做】用兩個手指擠壓鉛筆的兩端,使鉛筆保持靜止。體驗兩指頭的感覺?觀察兩個手指的凹陷程度相同嗎?適當改變力度重復以上操作,感覺如何?


【分析】①因為兩個指頭受到的壓力相等,但是受力面積不相等,右邊食指受力面積(接觸面積)小,感覺力的作用效果更顯著。
②當加大用力時,受力面積不變,力越大,感覺效果更顯著。
【追問】由以上實驗進行猜想,壓力的作用效果可能與什么因素有關?
壓力的大小、受力面積。
思考問題并回答。
與老師共同完成有關壓力的問題,知道壓力的作用點、方向、大小。
區(qū)分壓力與重力。
思考并分析問題,知道壓力的作用效果除與壓力的大小有關,還與受力面積有關。
通過簡單的實驗,進一步感受壓力的作用效果與壓力和受力面積有關。
學習新課
二、實驗:探究影響壓力作用效果的因素
【提出問題】壓力的作用效果跟哪些因素有關?怎樣比較壓力的作用效果?
【猜想和假設】壓力的作用效果跟壓力的大小和受力面積都有關。
【設計實驗】
(1)實驗器材:形變顯著的物體(如海綿、沙子等)、壓力小桌、砝碼。
(2)實驗方法:
①控制變量法:探究壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積的關系,采用該法進行。
②轉換法:壓力的作用效果通過海綿的凹陷程度來體現(xiàn)。
(3)實驗過程:

①保持小桌與海綿的接觸面積不變,在小桌上放一個砝碼,改變壓力,比較海綿兩次形變的程度,如圖甲、乙所示,記入表中。
②控制壓力不變,改變小桌與海綿的接觸面積(小桌一次桌面朝上正放,一次桌面朝下倒放),比較海綿兩次形變的程度,如圖乙、丙所示,記入表中。
(4)實驗記錄表格(見下)。
【進行實驗與收集證據(jù)】
操作1:在海綿上放一個小桌,觀察圖甲所示海綿被壓陷的深淺;
操作2:在小桌子上方放一個砝碼,再次觀察海綿的凹陷深度,如圖乙;
操作3:將小桌子倒置過來,桌面和海綿接觸,放上砝碼,然后再次觀察海綿的凹陷深度,如圖丙。
實驗現(xiàn)象與記錄:
實驗
壓 力
受力面積
壓力作用效果

小桌的重力
桌腳(小)
明顯

小桌+砝碼重力
桌腳(?。?br>很明顯

小桌+砝碼重力
桌面(大)
極不明顯
【分析論證】
①由甲、乙可得,受力面積大小相同時,壓力作用效果與壓力大小有關,壓力越大,壓力作用效果越明顯。
②由乙、丙可得,壓力大小相同時,壓力作用效果與受力面積大小有關,受力面積越小,壓力作用效果越明顯;
實驗結論:
①壓力的作用效果與壓力的大小有關,在受力面積相同時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯。
②壓力的作用效果與受力面積的大小有關,在壓力相同時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯。
【交流討論】
實驗中選擇海綿而不選擇木板的原因是海綿易發(fā)生形變,實驗現(xiàn)象明顯,而木板不易發(fā)生形變,實驗現(xiàn)象不明顯。實驗中可以用沙子、橡皮泥等代替海綿。
【播放視頻】——《探究影響壓力作用效果的因素》
進行猜想和假設。
進行設計實驗.
進行實驗與收集證據(jù).
進行分析論證,歸納得出實驗結論.
觀看視頻,進一步理解探究的過程。
學習新課
三、壓強
通過前面的探究實驗,我們找到了比較壓力作用效果的方法:
①壓力大小相同,比較受力面積;②受力面積相同,比較壓力大小.
【提出問題】如果壓力大小和受力面積都不同呢?
如表,甲與乙兩個不同的受力面,若壓力和受力面積都不相同,怎樣比較?
受力面
壓力F
(N)
受力面積S
(cm2)

20
2

30
5
【講解】若要比較壓力的作用效果,需要“轉化為相同的受力面積或相同的壓力時,通過比較壓力或受力面積的大小”來確定。
因此我們可以用“壓力與受力面積的比值”或“受力面積與壓力的比值” 比較壓力的作用效果。
很顯然,前一種定義更加符合人們的思維習慣,即:該比值越大,壓力的作用效果越顯著。由此我們得到一個新的物理量——壓強。并定義為:物體所受壓力的大小與受力面積之比.
【以下師生共同完成】
1.壓強
(1)物理意義:表示壓力的作用效果。
(2)定義:物體所受壓力的大小與受力面積之比叫做壓強。
(3)公式: 壓強= eq \f(壓力,受力面積) p= eq \f(F,S)
適用范圍:這是壓強的定義式,適用于所有物體間的壓強計算,無論氣體、固體、液體。
(4)單位:壓強的國際單位是帕斯卡,簡稱帕,符號是Pa。
1Pa=1N/m2
1Pa表示1m2面積上所受的壓力是1N。
Pa是一個很小的單位,一張報紙平放時對桌面的壓強約1Pa。實際應用中常用千帕(kPa) 、兆帕(MPa)作單位,氣象學中常用百帕(hPa)作單位。
換算關系1MPa =103kPa 1kPa=103Pa 1hPa=100 Pa
(5)注意:
①壓強大小是由壓力和受力面積共同決定的,不僅僅決定于壓力大小。在S一定時,p與F成正比,在F一定時,p與S成反比。
②公式中的F是壓力,而不是重力。當物體放在水平上時,壓力的大小等于重力。
③公式中的S是受力面積,它是施力物體擠壓受力物體時,二者相互接觸的面積,而不是其他面積,而且在計算時一定要注意S的單位。
【例題】水平桌面上放一本書,書受到的重力為3N,與桌面的接觸面積為5×10-2 m2,計算書對桌面的壓強。
【解析】書對桌面的壓力等于它的重力,即:F=G=3 N
桌面的受力面積:S=5×10-2 m2
書對桌面的壓強p= eq \f(F,S)= eq \f(3N, 5×10-2 m2)=60pa
2.柱體的壓強
【師生推導】有一質量分布均勻的柱狀固體,密度為?,底面積為S,高度為h。求對水平面的壓強。

這個柱體的體積:V=sh
這個柱體的質量: m=ρV=ρSh
對水平面壓力:F=G=mg=ρVg = ρgSh
對水平面壓強:p= eq \f(F,S) = eq \f(ρgSh,S) =ρgh

柱體的壓強 p=ρgh
ρ表示密度,單位為千克/米3(kg/m3)
h表示高度,單位為米(m)
g=9.8N/kg
p表示壓強,單位為帕(Pa)
注意:
①公式 p=ρgh只適用于柱形的物體對水平面的壓強,不能用于其他形狀的物體產(chǎn)生的壓強;
②柱形的物體對水平面的壓強只與物體的密度和高度有關,與物體的底面積、重力等無關。
【例題4】如圖所示,甲、乙兩個實心柱形體放在水平地面上,對地面的壓強相等,則 ( )


A.甲的密度大,質量大 B.乙的密度大,質量大
C.乙的密度小,質量小 D.無法確定
【答案】B.
【解析】①甲、乙對地面的壓強相等,根據(jù) p=ρgh可得:
ρ甲gh甲=ρ乙gh乙 ; ∵ h甲>h乙, ∴甲、乙密度 ρ甲<ρ乙
②甲、乙壓力的大小關系: 根據(jù)F=PS,
∵ P甲=P乙,S甲>S乙, ∴ F甲>F乙,
即G甲>G乙. 所以 m甲>m乙。
選項B正確。
【例題5】某中學操場積雪深達10cm,求雪對操場的壓強是多大?(ρ雪=0.2×103kg/m3)
【解析】p= eq \f(F,S) = eq \f(ρgSh,S) =ρgh=0.2×103kg/m3×10N/kg×0.1m=200pa
此題給出的已知條件比較少,直接應用P=F/S不能求出,可以推導出P= ρgh進行計算;需注意的是P= ρgh是推導公式,一般情況下,計算題中不能直接運用。
思考問題,為建立壓強概念做鋪墊。
知道壓強概念的建立方法與過程。
全面理解掌握壓強的概念。

做題并進行解析。
與老師一起推導出柱體壓強的計算公式。
知道柱體壓強的使用條件。
做題并進行解析。
學習新課
四、怎樣減小或增大壓強
【提出問題】①書包帶為什么做得比較寬?②菜刀的刃為什么磨得比較?。竣蹫槭裁醋哪绝B的嘴強直如鑿?
在生活、生產(chǎn)中人們有時需要增大壓強,有時需要減小壓強,怎樣減小或增大壓強呢?
1.改變壓強的方法
根據(jù)公式p= eq \f(F,S)=可知:
①當壓力F一定時,受力面積S發(fā)生變化,則壓強也隨之發(fā)生變化;
②當受力面積S一定時,壓力F發(fā)生變化,則壓強也隨之發(fā)生變化。
所以在生活、生產(chǎn)及技術中人們常常改變壓力或受力面積來改變壓強。
2.減小壓強的方法
所有材料能夠承受的壓強都有一定的限度,加在材料上的壓強一旦超過這個限度,材料就會損壞,這個壓強叫做極限壓強,這些情況下就要減小壓強。減小方法:
①當受力面積一定時,減小壓力:②當壓力一定時,增加受力面積。
生活中的實例:
汽車限重
軌道鋪設在枕木上
書包帶比較寬

軌道鋪在枕木上、坦克履帶、滑板都是通過增大受力面積減小壓強的。汽車限重是通過減小汽車對地面的壓力減小對地面壓強的。
3.增大壓強的方法
在生活或生產(chǎn)中有時需要增大壓強。
①當受力面積一定時,增大壓力;②當壓力一定時,減小受力面積。
以下是增大壓強的事例。
知道改變壓強的方法并列舉實例。
知道減小壓強的方法并列舉實例。
知道增大壓強的方法并列舉實例。








1.圖中正確表示壓力示意圖的是( )

【答案】C
【解析】圖A與B畫的是重力的示意圖; C圖中壓力的方向與接觸面垂直,作用點在接觸面上,正確; D圖壓力的方向錯誤。所以選C。
2. 下列壓強大小最接近1Pa的是( )
A.人站立時對水平地面的壓強
B.一張圖畫紙平放時對水平桌面的壓強
C.打針時注射器針尖對皮膚的壓強
D.推土機推土時履帶對水平地面的壓強
【答案】B。
【解析】ACD、根據(jù)物理常識可知,人站立時對水平地面的壓強、打針時注射器針尖對皮膚的壓強、推土機推土時履帶對水平地面的壓強都較大,都在1×104Pa以上,故ACD不合題意;
一張圖畫紙平放時對水平桌面的壓強最接近1Pa。所以選B.
3.圖中為了增大壓強的是( )
A. 坦克裝有 B. 書包背帶
寬大的履帶 做得較寬
C. 斧刃磨 D. 在鐵軌
得很鋒利 下面鋪枕木
【答案】C。
【解析】斧刃磨得很鋒利,是為了增大壓強;其它選項A、B、D都是增大受力面積,減小壓強。所以選C。
4. 如圖1所示,水平雪地上,穿著滑雪板的芳芳總質量為65 kg,沒有陷入雪地;而穿著運動鞋的小明總質量為50 kg,卻深陷雪地。下列說法正確的是 ( )
A.芳芳對雪地的壓力比小明的小
B.芳芳對雪地的壓力和小明一樣
C.芳芳對雪地單位面積的壓力比小明的小
D. 受力面積和壓力都不等,無法比較誰對雪地的壓強大
【答案】C.
【解析】芳芳總質量大于小明的總質量,所以對雪地的壓力也大;
芳芳沒有深陷雪地,表面芳芳對雪地的壓強比小明的小,即芳芳對雪地單位面積的壓力比小明的小。選項C正確。

圖1 圖2
5. 如圖2所示,用拇指與食指壓一支鉛筆的兩端,兩個手指受到的壓力______(選填“拇指大”、“食指大”或“一樣大”,下同),兩個手指受到的壓強________,這是由于壓力一定時,_________,受到的壓強越大的緣故。若拇指受到的壓力為2N,筆尖的受力面積為0.5mm2,則食指受到的壓強為____Pa。
【答案】一樣大,食指大,受力面積小,4×106。
【解析】用拇指與食指壓一支鉛筆的兩端,根據(jù)力的平衡可知,兩個手指受到的壓力相等;食指壓鉛筆的一端受力面積小,所以壓強大。
S=0.5mm2=0.5×10-6m2
p= eq \f(F,S)= eq \f(2N, 0.5×10-6 m2)=4×106pa
6. 如圖3所示,長木板重10N,底面積為10-2m2,現(xiàn)將其底面積的2/3 與水平桌面接觸,木板靜止時對桌面的壓強為________Pa;在水平外力作用下推動木板緩慢向左運動,直至木板全部移到桌面,在這個過程中,木板對桌面的壓強_____.
【答案】1500,變小.
【解析】p= eq \f(F,S)= eq \f(G,S) = eq \f(10N, 2×10-2m2/3)=1500pa
因水平面上的物體產(chǎn)生的壓力和自身的重力相等,所以推動木板過程中,木板對桌面的壓力不變;推動木板過程中,木板的受力面積變大,由P=F/S可知木板對桌面的壓強變小。
圖3 圖4
7.如圖4所示,體積相同的甲、乙實心均勻圓柱體放在水平地面上,且對地面的壓強P甲=P乙,甲、乙的密度分別為ρ甲、ρ乙,對水平地面的壓力分別為F甲和F乙,關系正確的是( )
A.F甲>F乙, ρ甲>ρ乙 B.F甲=F乙, ρ甲= ρ乙
C.F甲<F乙, ρ甲<ρ乙 D.F甲>F乙, ρ甲<ρ乙
【答案】A.
【解析】①甲、乙對地面的壓強相等 P甲=P乙,即 ρ甲gh甲=ρ乙gh乙
因為h甲<h乙,所以甲、乙密度的大小關系為 ρ甲>ρ乙。
②甲、乙壓力的大小關系:根據(jù)F=PS
因為P甲=P乙,S甲>S乙,所以F甲>F乙。 所以選A.
8. 在探究影響壓力作用效果的因素時,小明同學利用小桌、海綿和砝碼等器材進行了如圖所示的實驗。

①該同學是通過_____________來判斷壓力作用效果的。
②比較乙與丙兩圖可得到的實驗結論是:當壓力一定時,__________。
③此實驗______(選填“能”或“不能”)用硬紙板代替海綿,原因是_______。
④此實驗中主要運用的科學探究方法有_________和________。
⑤下列實例中,應用了②中所得結論的是_______(填序號)。
A. 交通管理部門規(guī)定,貨車每一車軸的平均承載質量不得超過10 t
B. 小小的蚊子能輕而易舉地用口器把皮膚刺破
C. 書包的背帶較寬
D. 載重汽車的輪子又多又寬
【答案】①海綿的凹陷程度;②受力面積越小,壓力的作用效果越顯著;③不能,效果不明顯;④控制變量法,轉換法;⑤BC.
【解析】①該同學是通過海綿的凹陷程度來判斷壓力作用效果的。
②比較乙與丙兩圖,壓力相同,受力面積不同??傻玫降慕Y論是:當壓力一定時,受力面積越小,壓力的作用效果越顯著。
③此實驗不能用硬紙板代替海綿,原因是硬紙板不容易發(fā)生形變,效果不明顯。
④實驗中主要采用的探究方法是控制變量法和轉換法。
⑤B. 蚊子能輕而易舉地用口器把皮膚刺破;C. 書包的背帶較寬。都是在壓力不變時,靠改變受力面積的方法改變壓強的。






壓強
①物理意義:表示壓力作用效果的物理量。
②定義:物體所受壓力的大小與受力面積之比叫做壓強。
③公式:p= eq \f(F,S)
④單位:壓強的國際單位:帕(Pa),1Pa =1N/m2
⑤柱體產(chǎn)生的壓強:p=ρgh ρ表示密度, h表示高度。
①減小壓強的方法:壓力F一定時,增大受力面積S;
受力面積S一定時,減小壓力F。
②增大壓強的方法:壓力 F一定時,減小受力面積 S
受力面積 S一定時,增大壓力 F。
壓強
的改變
壓強
①垂直作用在物體表面的力叫壓力。
②壓力的方向:垂直受力面指向被壓物體。
③壓力的作用點:作用在被壓物體表面。
壓力




第1節(jié) 壓強
一、壓力
1. 壓力定義:垂直作用在物體表面上的力。
2. 壓力的作用點:物體表面。
3. 壓力的方向:垂直指向物體表面。
4. 壓力的作用效果:使物體發(fā)生形變。
5. 影響壓力作用效果的因素:
(1)壓力大??;(2)受力面積。
二、壓強:
1. 定義:物體所受壓力的大小與受力面積之比叫做壓強。
2. 公式: 壓強= eq \f(壓力,受力面積) p= eq \f(F,S)
3.單位:帕斯卡,簡稱:帕,符號Pa. 1Pa=1N/m2
三、增大和減小壓強的方法:
1. 增大壓強的方法:①增大壓力;②減小受力面積。
2. 減小壓強的方法:①減小壓力;②增大受力面積。

業(yè)

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