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9.2液体的压强
教学目标
【知识与能力】
1.知道微小压强计的构造和使用方法。
2.知道流体的概念和流体压强的基本特点。
3.通过实验探究,知道液体内部压强规律,发展学生由猜想到实验设计、现象分析的能力,由现象概括结论的归纳能力和创造性思维能力。
4.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。
5.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。
6.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。
【过程与方法】
1.通过完整的实验探究过程,让学生体会物理实验是研究问题的重要方法,明确探究是研究物理问题的基本方法。
2.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。
【情感态度价值观】
1.通过各个教学环节,激发学生的求知欲,并使学生体验探究的乐趣,培养学生乐于探究物理知识的精神。
2.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。
3.通过帕斯卡实验的学习,激发学生学习物理的兴趣。
教学重难点
【教学重点】
通过实验探究液体压强和哪些因素有关。
【教学难点】
能推导液体压强大小的计算公式,并能进行简单计算。
课前准备
课件、多媒体设备、微小压强计、水杯、水、玻璃管、橡皮膜、烧杯等。
教学过程
情景导入
哪些同学有过游泳的经历呢?同学们积极发言,都说游到深处感觉胸口更闷。再用课件展示浅海潜水服、深海潜水服,并问:为什么深海潜水服要比浅海潜水服更厚重些?要揭开这层神秘的面纱,今天我们就来学习液体的压强。
教学活动
一、液体压强特点探究
引出课题介绍海底景象的录像,引导学生注意,潜水员穿着笨重、奇特的潜水服。提问:潜水时都要穿这样的衣服吗?
为什么只有潜到深海时才需要穿这种特殊的服装?
展开积极讨论:
(1)潜水时不一定都穿潜水服。只有比较深的地方才需要穿,而且到不同深度的海域要穿的潜水服不同。
(2)穿潜水服是为了保护潜水员,海水会对人体施加压力;很深的地方压力(压强)很大。
总结学生可能的猜想:液体内部不仅存在压强,而且越深的地方压强越大。
阅读教材P41,做“实验探究:液体内部的压强”。
出示微小压强计,讲解它的构造并演示使用方法。
认识微小探测器,仔细观察教师的演示,理解仪器的构造和使用方法。
在微小压强计原理基础上,引导学生观察、使用图9-2-2 的简易液体压强计。
1.猜想:
首先让学生猜想,并说出猜想依据。老师对学生的猜想分类整理,明确探究的方向。
2.设计实验:
根据猜想,确定该实验的研究方法:控制变量法。
学生讨论:怎样采用控制变量法来验证液体压强可能跟液体深度有关;液体压强与方向有关;液体压强可能跟液体密度有关。说出具体的做法。
探究一:液体内部压强的大小可能与______________有关。
记录的表格:
实验次数
液体种类
深度L/cm
压强计管中液面
高度差ΔL/cm
1
2
3
探究二:液体内部压强的大小可能与______________有关。
记录的表格:
实验次数
液体种类
深度L/cm
压强计管中液面高度差ΔL/cm
1
2
3
探究三:液体内部压强的大小可能与______________有关。
记录的表格:
实验次数
液体种类
深度L/cm
金属盒所对的方向
压强计管中液面高度差ΔL/cm
1
2
3
实验前的温馨提示:
(1)改变深度方法:松开螺丝,上、下调整即可;
(2)改变橡皮膜方向方法:手拿胶管,转动上端的旋钮即可;
(3)压强计上的胶管不能弯折;
(4)出现U形管中液面不平时,请去掉胶管接头处,重新接好;
(5)深度是指从液面向下到某处的竖直距离;用钢尺可以读出深度大小。
3.进行实验:老师巡视指导。
4.分析论证:完成实验后,引导学生分析表格中数据得出结论。
总结:
(1)同一种液体的压强随深度的增加而增大;
(2)不同液体的压强与密度有关,深度一定时,液体密度越大,压强越大;
(3)同一深度的液体向各个方向的压强相等。
二、液体压强的大小
液体的压强跟液体的密度、深度有关,那么液体内部某处压强的大小如何确定呢?
据此,我们将一端带橡皮膜的玻璃管竖直插入水中(如图9-2-4),来定量研究液体压强的大小。
阅读教材P42-43,做“实验探究:液体内部的压强有多大”。
如图9-2-5所示,在玻璃管中注入水,观察橡皮膜的变化。当橡皮膜没有凹凸时,观察玻璃管内水的高度,你会发现什么?
设水的密度是ρ,玻璃管的内截面积是S,橡皮膜距水面的深度是h。橡皮膜没有凹凸时,杯中的水对橡皮膜向上的压力与玻璃管内水柱对橡皮膜向下的压力F水柱平衡。
分析后,学生完成推导过程,得出液体压强大小的计算公式。
(1)ps=F水柱。
(2)F水柱=G水柱=mg=ρVg=ρShg。
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