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液体的压强

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【 目标 】
  1. 知识与技能
    (1) 知道液体内部压强公式,能用该公式简单说明一些物理现象;
    (2) 通过观察简易压强计的实验,培养学生的观察能力和分析推理能力;
    (3) 能用液体压强公式解释帕斯卡实验,培养学生用理论解释实验现象的能力。
  2. 过程与方法
    通过橡皮膜玻璃管液柱平衡实验,引导学生初步学习替代的思想,了解它是物理学中常用的思维方法之一。
  3. 情感态度和价值观  
    (1)通过对液体内部压强公式的推导,让学生认识到物理学逻辑性强、科学严密的特点;
    (2)通过帕斯卡实验的学习,激发学习物理的兴趣。
【 教学重点 】
  用液体压强公式解决相关问题。
【 教学难点 】
  液体压强公式的推导。
【 教学过程 】
教师活动设计 学生活动设计
一、液体压强的大小 [来 ]
  1.提出问题设计方案
  演示简易压强计的实验,引导学生回忆上堂课实验得出的结论。   回忆并回答液体压强的特点。
  强调:得到的这个规律是定性的,我们能不能具体测出液体内部一点上的压强是多大呢?
  同学们有没有什么方案?   对于定量测量,开始时,学生可能缺乏思路,在教师提醒下大胆猜想,慢慢接近主题:  
  提出方案环节衔接不上时,教师适当分解问题,如:
  (1)橡皮膜凹进玻璃管中受到哪些力?   (1)橡皮膜受到液体给它向上的压力被压进玻璃管中去。
  (2)能否从受力平衡入手来测量液体给橡皮膜的压力?   (2)可以给膜施加一个向下的力与压力平衡。测量这个力的大小就能得到液体压力的大小。
  
  (3)压强怎么计算?   (3)压强=压力 / 膜的受力面积;往管内加一定的水或沙,它们的重力等于压力。
  要求学生写下自己的实验方案。   根据自己对问题的综合思考形成设计方案,写在设计卡片上。
  请学生报告自己的实验方案或对各个问题的回答。教师进行适当点评和改进。   交流讨论实验方案,基本形成合理的定量推理思路。
  2. 挑选方案,推导公式   画出烧杯、玻璃管的结构图,带领学生对橡皮膜进行受力分析,画出受力图,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 。   能正确分析橡皮膜的受力,推导出液体压强公式。
  进行演示实验,提醒学生注意观察平衡时管内水面与烧杯水面的关系。
  提示:加入水时,水柱的高度就等于膜到液面的距离,即对应位置的深度。
  这也和我们以前得到的结论“越深的地方,压强越大”是一致的。   注意到最终管内水柱与液面相平。
  最终明确公式中常用的 h 即为液体该处的深度。
  3.推广结论   推广得出:液体内深度为 h处的压强为: P= ρgh
     意识到公式中的 h 是液体的深度,该公式适合于任何密度均匀的液体。
  指出推广公式的物理意义,适合于任何密度均匀的液体。结合公式,分析影响液体压强的几个因素。   知道影响液体压强的因素有:液体密度、该处深度和重力加速度。
二、帕斯卡实验   一定量的水改变深度将会得到不同的压强值。帕斯卡实验刚好验证了这个结论。
  演示以下实验:  观察现象,关注实验现象及结论。
  用输液软管连接漏斗和灌有一定量水的气球。把连接气球的一端固定在铁架台上,漏斗置于较低位置时加水。让学生观察现象。气球变大变薄,但没有破(将破未破)。问学生:改变漏斗位置会发生什么?
  缓慢提高漏斗,达到一定高度时,气球破裂(课前注意反复试验,把握好灌水量,不要在提高漏斗时再加水)。   针对教师问题积极猜想:
  (1)提高漏斗,不会有变化;
  (2)提高漏斗,气球会破。
  提问:气球怎么破的?是什么使它破的?
  听取学生的解释,适当总结。   一些同学能够根据压强公式解释现象。
  引入数据讲解书上例题。   积极思考例题计算过程,对实验现象及原因有更深的理解。
  引申提问:生活中有没有类似帕斯卡实验的现象发生?我们是怎样利用液体这个特性的 ?   展开讨论,举出类似的例子。或在教师提示下将关注并收集相关资料。
三、课堂小结   (1)液体内 h 深度的压强公式;
  (2)定量计算及定性解释帕斯卡实验。
  
四、课堂练习   讨论完成“发展空间”中“自我评价”的第3题。
【 实践活动 】
  (1)利用身边材料,自己动手做一做帕斯卡实验,加深液体压强公式的理解。
  (2)收集关于三峡大坝的相关资料,包括坝体的形状、高度、宽度等数据及坝体设计原理等,形成小型书面总结。
【 教学反馈 】
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