液體的壓強的教學案例
【 教學目標 】
1. 知識與技能
(1) 知道液體內部壓強公式,能用該公式簡單說明一些物理現象;
(2) 通過觀察簡易壓強計的實驗,培養學生的觀察能力和分析推理能力;
(3) 能用液體壓強公式解釋帕斯卡實驗,培養學生用理論解釋實驗現象的能力。
2. 過程與方法
通過橡皮膜玻璃管液柱平衡實驗,引導學生初步學習替代的思想,瞭解它是物理學中常用的思維方法之一。
3. 情感態度和價值觀
(1)通過對液體內部壓強公式的推導,讓學生認識到物理學邏輯性強、科學嚴密的特點;
(2)通過帕斯卡實驗的學習,激發學習物理的興趣。
【 教學重點 】
用液體壓強公式解決相關問題。
【 教學難點 】
液體壓強公式的推導。
【 教學過程 】
一、液體壓強的大小 [來 ]
1.提出問題設計方案
演示簡易壓強計的實驗,引導學生回憶上堂課實驗得出的結論。 回憶並回答液體壓強的特點。
強調:得到的這個規律是定性的,我們能不能具體測出液體內部一點上的壓強是多大呢?
同學們有沒有什麼方案? 對於定量測量,開始時,學生可能缺乏思路,在教師提醒下大膽猜想,慢慢接近主題:
提出方案環節銜接不上時,教師適當分解問題,如:
(1)橡皮膜凹進玻璃管中受到哪些力? (1)橡皮膜受到液體給它向上的壓力被壓進玻璃管中去。
(2)能否從受力平衡入手來測量液體給橡皮膜的壓力? (2)可以給膜施加一個向下的力與壓力平衡。測量這個力的大小就能得到液體壓力的大小。
(3)壓強怎麼計算? (3)壓強=壓力 / 膜的受力面積;往管內加一定的水或沙,它們的重力等於壓力。
要求學生寫下自己的實驗方案。 根據自己對問題的綜合思考形成設計方案,寫在設計卡片上。
請學生報告自己的實驗方案或對各個問題的回答。教師進行適當點評和改進。 交流討論實驗方案,基本形成合理的定量推理思路。
2. 挑選方案,推導公式 畫出燒杯、玻璃管的結構圖,帶領學生對橡皮膜進行受力分析,畫出受力圖,分析 F 水柱 = G 水柱 = ρ 水 gh 水柱 S。
由受力分析得: P = F 水柱 / S = ρ水 gh 水柱 。 能正確分析橡皮膜的受力,推導出液體壓強公式。
進行演示實驗,提醒學生注意觀察平衡時管內水面與燒杯水面的關係。
提示:加入水時,水柱的高度就等於膜到液麪的距離,即對應位置的'深度。
這也和我們以前得到的結論“越深的地方,壓強越大”是一致的。 注意到最終管內水柱與液麪相平。
最終明確公式中常用的 h 即爲液體該處的深度。
3.推廣結論 推廣得出:液體內深度爲 h處的壓強爲: P= ρgh
意識到公式中的 h 是液體的深度,該公式適合於任何密度均勻的液體。
指出推廣公式的物理意義,適合於任何密度均勻的液體。結合公式,分析影響液體壓強的幾個因素。 知道影響液體壓強的因素有:液體密度、該處深度和重力加速度。
二、帕斯卡實驗 一定量的水改變深度將會得到不同的壓強值。帕斯卡實驗剛好驗證了這個結論。
演示以下實驗: 觀察現象,關注實驗現象及結論。
用輸液軟管連接漏斗和灌有一定量水的氣球。把連接氣球的一端固定在鐵架臺上,漏斗置於較低位置時加水。讓學生觀察現象。氣球變大變薄,但沒有破(將破未破)。問學生:改變漏斗位置會發生什麼?
緩慢提高漏斗,達到一定高度時,氣球破裂(課前注意反覆試驗,把握好灌水量,不要在提高漏斗時再加水)。 針對教師問題積極猜想:
(1)提高漏斗,不會有變化;
(2)提高漏斗,氣球會破。
提問:氣球怎麼破的?是什麼使它破的?
聽取學生的解釋,適當總結。 一些同學能夠根據壓強公式解釋現象。
引入數據講解書上例題。 積極思考例題計算過程,對實驗現象及原因有更深的理解。
引申提問:生活中有沒有類似帕斯卡實驗的現象發生?我們是怎樣利用液體這個特性的 ? 展開討論,舉出類似的例子。或在教師提示下將關注並收集相關資料。
三、課堂小結 (1)液體內 h 深度的壓強公式;
(2)定量計算及定性解釋帕斯卡實驗。
四、課堂練習 討論完成“發展空間”中“自我評價”的第3題。
【 實踐活動 】
(1)利用身邊材料,自己動手做一做帕斯卡實驗,加深液體壓強公式的理解。
(2)收集關於三峽大壩的相關資料,包括壩體的形狀、高度、寬度等數據及壩體設計原理等,形成小型書面總結。
【 教學反饋 】
本節的主要內容是分析和推導液體內深度爲 h 處的壓強計算公式。難點在公式的邏輯推導上。新教材引入帶橡皮膜的玻璃管,通過加入液體,計算液柱所受的重力等效於計算壓力,解決了從前教材利用假想液柱來計算壓力的比較抽象的缺點。
教學關鍵是要做好實驗,充分調動學生的積極性和注意力。定量公式推導的實驗已經在上節課由學生探究了一部分,教師要注意內容的銜接;帕斯卡實驗要突出演示效果,激發學生思維,鼓勵學生從定性解釋上升到定量計算的意識。
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