初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）第2节 液体的压强教学设计

这是一份初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）第2节 液体的压强教学设计，共12页。教案主要包含了创设情境　导入新课，新课讲解　探究新知，归纳概括　课堂小结等内容，欢迎下载使用。
物理观念:通过实验探究液体压强的特点;运用液体内部压强公式进行简单计算;了解连通器的原理及其在生产生活中的应用。
科学思维:类比于固体压强,了解液体压强的产生原因;通过观察,知道液体对容器底和容器壁都有压强;经历用“假想液柱”模型推导出液体压强公式的过程,培养抽象思维能力,初步了解假想模型法的研究思路,知道它是物理学的研究方法之一。
科学探究:通过实验探究,知道液体内部压强规律,会使用压强计;体会物理实验是研究问题的重要方法,培养由实验数据分析概括物理规律的思维能力。
科学态度与责任:通过帕斯卡裂桶实验,培养热爱科学的情感;知道船闸利用了连通器原理,体会科学、技术、社会的紧密联系。
教学重难点
教学重点:液体内部压强规律,运用液体内部压强公式解决有关问题。
教学难点:引导学生建立物理模型,推导液体压强公式;利用实验定性探究液体内部压强与密度、深度的关系。
教学准备
教师准备:砝码、海绵、侧壁和底部蒙有橡皮膜的塑料管两只、一次性手套、玻璃水槽、连通器、水。
学生准备:水(带颜色)、烧杯、U形管压强计、不同密度的液体(水、浓盐水、酒精等)、连通器。
教学过程
板书设计
第2节 液体的压强
液体压强产生的原因:液体受重力的作用特点液体内部向各个方向都有压强压强随深度的增加而增加同一深度向各个方向的压强相等计算公式:p=ρgℎ应用:连通器、船闸
作业设计
设计一个简单的实验,验证液体压强与深度有关。请画出实验装置示意图并简述实验步骤。
教学反思
在引导学生学习液体压强的教学过程中,始终关注学生生活,引导学生从分析日常生产、生活中的事例入手,联系以前学习的知识进行类比分析,同时注重探究方法的渗透和传授。体现了“从生活走向物理,从物理走向社会”的基本理念,让学生感受到物理知识是有用的、有趣的。充分了解学生的学习情况,从学生的兴趣和已有的感知水平出发,设计合理的教学环节,突出重点,突破难点,突出因材施教,加强自身素质的提高。如让学生自己设计探究液体压强特点的实验,教师适当引导,学生小组实验探究,分析、讨论得出结论,然后进行交流。在推导液体压强的计算公式的过程中,为了降低难度,教师以提纲的形式引导学生分析、推导,这样既使学生熟悉了前后知识的联系,又加深了对新知识的理解。
教学环节
设计意图
一、创设情境 导入新课
情境1:1648年一名叫帕斯卡的科学家曾经做过一个有名的实验,同学知道是什么实验吗?今天让我们重温帕斯卡裂桶实验,感受物理的美妙。
情境2:同学们见过活带鱼吗?我们在市场上买到的带鱼都是冷冻的,我们再来看一段短片,看一下活的带鱼是什么样的?
帕斯卡裂桶实验中为什么细细水管中的水会将木桶撑破?市场上为什么几乎见不到活的带鱼?通过今天的学习,你会找到答案。
通过重温帕斯卡裂桶实验激发学生热爱科学的情感
通过市场上的带鱼和活带鱼视频,初步了解液体压强,激发学习欲望
二、新课讲解 探究新知
探究点一 液体压强的特点
演示实验1:把砝码放在海绵上,海绵发生形变,是因为砝码对海绵有压力,压力会产生压强,固体可以产生压强,那么液体能不能产生压强。我们通过实验说明。
演示实验2:在一个两端开口的玻璃管底端扎好橡皮膜,逐渐加红色墨水观察现象。
学生1:没加水时,橡皮膜是平的;当红色墨水倒入后,底部橡皮膜向下凸出。
结论:液体对容器底有压强。
通过演示实验,探究液体对容器底和容器壁的压强
演示实验3:在侧壁有开口的玻璃管上扎好橡皮膜,逐渐加水观察现象。
学生2:没加水时,橡皮膜是平的;当红色墨水倒入后,侧壁的出水口处的橡皮膜向外凸出。
结论:液体对容器的侧壁有压强。
实验结论(课件展示):
(1)由于液体受到重力的作用,液体对容器底有压强。
(2)由于液体具有流动性,液体对容器侧壁也有压强。
教师:液体对容器底和容器壁都有压强,那么液体内部有没有压强?
学生活动:学生上台演示,用一次性手套感受液体压强,将手带上一次性手套插入水中,感受塑料手套给手的力,再将手的各面展示给全体同学。说出实验现象和手的感觉。
学生:一次性手套贴紧手指,且与手指和手掌的各面都贴紧,说明液体的内部有压强,而且液体内部向各个方向都有压强。
探究液体内部压强的特点
过渡:液体的内部有压强,那么液体内部压强的大小与哪些因素有关?通过刚才的体验,请你猜想一下与哪些因素有关。并且说明猜想的理由。
学生1:方向,将一气球装满水,气球向周围鼓起。
学生2:深度,潜水员在不同的深度需要穿不同的潜水服。
教师强调深度的意义:深度是指该点到液面的垂直距离。
学生3:液体的密度,在同一深度时,液体的密度不同,液体的压强可能不同。
教师:我们利用U形管压强计来研究液体内部压强的特点。介绍U形管压强计(课件展示)。
1.压强计的构造、原理、使用方法
(1)作用:测量液体内部的压强。
(2)构造:一侧装有橡皮膜的金属盒(即探头)、橡皮管、U形玻璃管(内装红色液体)、刻度板、底座。
(3)测量原理:当金属盒上的橡皮膜受到压强时,U形管两端的液面出现高度差。压强越大,U形管两边液面的高度差越大。
教师讲解U形管压强计的使用方法,引导学生思考U形管压强计是通过什么来展示液体也存在压强的?
向U形管中加入适量的红色液体,提醒学生注意观察U形管中两边液柱的高度变化。学生发现:当把带有橡皮膜的金属盒放入待测液体中时,U形管中两边液柱的高度不相平,出现了高度差。
学生上台亲自参与活动,取材来源于生活,实验现象直观,从生活走向物理
介绍压强计的构造和使用方法,为探究液体压强做准备
学生观察,回答:通过U形管中两边红色液柱的高度变化来反映橡皮膜所受压强的变化,高度差越大,橡皮膜受到的压强越大,说明待测液体的压强越大。
2.科学研究方法
师生共同归纳总结:用到了控制变量法、转换法。
①控制变量法:液体内部的压强与多个因素有关,每次只能研究与一种因素的关系。
②转换法:将U形管压强计的探头放入液体中,根据U形管两管液面的高度差判断液体压强大小。
3.请以小组为单位,设计实验探究液体压强的大小与方向、深度和液体密度的关系。
小组讨论后进行展示交流,其他小组进行补充。教师课件展示实验步骤。
(1)按压橡皮膜观察液柱是否发生变化,检查压强计的气密性;若实验前液面高度不同,需要拆下软管重新安装。
(2)把探头放入盛水的容器中,观察液柱变化。保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,探究压强大小与方向的关系。
现象:观察到U形管两侧液面高度差 不变 。
结论:同种液体内部同一深度,向各个方向的压强都相等。
(3)增大探头在水中的深度,探究液体压强与深度的关系。
现象:观察到U形管两侧液面高度差 变大 。
结论:同种液体内部,深度越深,压强越大。
(4)换用盐水,保持探头在水和盐水中的深度相同,探究液体压强大小与液体密度的关系。
现象:观察U形管两侧液面高度差,在 盐水 (选填“盐水”或“水”)中的高度差大。
结论:深度相同时,液体密度越大,压强越大。
实验完成后,小组展示实验现象和实验结论,教师课件展示液体压强的特点。
4.实验结论:液体压强的特点
(1)液体内部向各个方向都有压强。
(2)在同一液体内的同一深度,各个方向的液体压强大小相等。
(3)同种液体内部的压强随深度的增加而增大。
(4)在相同深度时,液体密度越大,液体压强越大。
讨论以下问题:
(1)潜水员在不同深度为什么要穿不同的潜水服?
答:液体的压强随深度的增加而增大。潜入水中越深,压强越大,所以要穿不同的潜水服。
(2)拦河坝截面为什么设计成上窄下宽的梯形?
答:因为同种液体中,液体压强随深度增大而增大,因此在水下深度越大,水对坝体的液体压强越大,深度大的地方需要修宽些以增加抗压能力。
(3)为什么深海鱼类被捕捞上岸后会死亡?
答:带鱼等深海鱼类长期生活在深海当中,内脏器官适应了深海中巨大的压强。一旦离开海洋,由于外界压强的忽然降低,内脏器官会爆裂而导致死亡。
探究点二 液体压强的计算公式
过渡:液体的内部存在压强,那么液体内部的压强的大小如何进行计算呢?
小组设计实验方案,学生主动参与,还学习主动权给学生
学生展示实验现象并分析实验结论,培养学生分析归纳能力
前后呼应,学以致用,从物理走向生活,应用所学物理知识解释生活中实际问题
设想在液体某处有个水平放置的平面,计算这个平面上方液柱对这个平面的压强就可以计算该点受到的液体压强大小。设平面在液面下的深度为h,平面的面积为S。求深度为h的平面受到的压强多大?
学生分组推导,完成下面式子。
(1)这个液柱的体积是多大?V= ;
(2)这个液柱的质量是多大?m= ;
(3)这个液柱有多重?对平面的压力是多少?
G= ;F= ;
(4)平面受到的压强是多少?p=
答案(课件展示):(1)Sh (2)ρ液Sh (3)ρ液Shg ρ液Shg (4)ρ液gh
教师点拨:公式p=ρgh只适用于液体内部压强的计算,不能用于不规则固体和气体的压强计算,而公式p=FS是压强的定义式,适用于一切固体、液体和气体压强的计算。
探究点三 连通器
教师演示实验,请同学们观察有什么现象?
甲:玻璃连通器 乙:胶管U形连通器
实验1:选择任一个开口端向玻璃连通器(如图甲)中注入红色水,然后将连通器倾斜。
实验2:向底部用胶管连通成的U形连通器(如图乙)的玻璃管中注入红色水,上下左右移动侧管。
学生观察现象后,积极发言回答。
学生1:实验1中,水会从下端连接的部分流到其他开口端的容器中,虽然连通器是倾斜的,但当水不流动时,各容器中水面的高度都相同。
学生2:实验2中,不管如何上下移动侧管,当水不流动时,U形管连通器左右两端的液面总保持相平。
教师鼓励学生回答,并进行总结。
归纳总结:
(1)连通器的特点:当连通器中装有同种液体且液体不流动时,各容器中液面保持相平(与容器的粗细和形状等无关)。
(2)连通器中液面相平的条件:一是连通器中只有一种液体,二是液体不流动。(若连通器里装有不同种液体,则液体静止时,液面不一定相平)
小组合作学习:生活中有哪些连通器的应用,请举例说明。
小组代表回答后课件展示。
分步推导,降低学生学习的难度
通过演示实验,形象直观,激发学生学习兴趣
小组合作学习,体现学生的学习主体地位
三峡大坝是世界上规模最大的水利枢纽工程,集防洪、发电、航运、水资源利用等为一体,同学们知道船只是怎么通过三峡大坝的吗?
教师播放课件:三峡船闸及轮船通过船闸的过程,帮助学生理解船闸的工作原理。学生了解船闸的工作原理和过程。
讨论交流:一艘轮船由上游通过船闸驶向下游。
甲:打开上游阀门A,闸室和上游水道构成了一个连通器。
乙:闸室水面上升到和上游水面相平后,打开上游闸门,船驶入闸室。
丙:打开下游阀门B,闸室和下游水道构成了一个连通器。
丁:闸室水面下降到跟下游水面相平后,打开下游闸门,船驶向下游。
通过简单介绍三峡大坝,厚植爱国情怀
通过视频,了解船闸的工作原理
三、归纳概括 课堂小结
学生总结本节所学知识,教师课件展示。
培养学生归纳总结的意识和能力