第九章 第1節(jié) 《壓強》大單元分課時教學設計

第九章第1節(jié)《壓強》大單元分課時教學設計桂陽縣東風中學鄧灶榮【教材分析】壓力、壓強是初中物理力學的重要概念，是對壓力的作用效果的進一步描述，是后續(xù)學習、認識浮力產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“壓力、壓強”和“怎樣減小或增大壓強”兩部分內容組成。兩部分內容彼此關聯，學生只有對壓力、壓強的概念理解透徹，才能順利解決減小或增大壓強的問題。壓力概念的理解、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、比較壓力的作用效果，知道用控制變量法來完成“探究影響壓力作用效果的因素”實驗，學會用比值定義方法引人壓強的概念，并能用壓強知識解釋有關的物理現象。【學情分析】通過前面的學習，學生已經了解了力學的一些基礎知識，這些知識是本節(jié)學習認知的基礎；控制變量、比值定義、對比、歸納等學習方法，在以前的學習中已有所涉及，這為本節(jié)課的探究學習提供了基礎。但學生對壓力的概念不清楚，容易理解為壓力就是重力，對受力面積把握不準。學生已經初步具備了實驗操作能力，能體驗控制變量法和轉化法，但學生實驗時結論表述可能不嚴謹，可能忽視對壓力作用效果與壓力大小和受力面積關系的正確歸納。多數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，因此教學過程注意科學、適度的引導?！窘虒W目標】1.物理觀念（1）了解壓強的定義和計算公式。（2）掌握壓強的單位及其換算。（3）了解壓強在日常生活中的應用。2.科學思維與探究：（1）通過實驗、觀察和探究，了解壓強的概念和計算方法。（2）培養(yǎng)學生的實驗能力和科學思維能力。（3）提高學生的觀察能力和分析能力。3.科學態(tài)度與責任：（1）培養(yǎng)學生的合作意識和團隊精神。（2）激發(fā)學生對物理學科的興趣和熱愛。【教學重難點】重點:壓力作用效果與哪些因素有關的實驗。難點:壓強概念的建立?！窘虒W策略】討論法、實驗法、探究法、類比法?！窘叹邷蕚洹枯o助教具：?！径嗝襟w與資源】【教學過程】第1課時壓力和壓強一、情景導入視頻：輪胎和釘子【教師提問】布滿200根鋼釘的釘板沒有將輪胎刺破反而是一根鋼釘釘的板就能將輪胎扎破，為什么呢？這其中有怎樣的科學道理？下面我們一起來學習壓強。［設計意圖］讓學生帶著疑問來展開本節(jié)課內容的學習，激發(fā)了學生的求知欲、好奇心。同時讓學生養(yǎng)成從物理學角度對客觀事物進行初步的、定性的推理的科學思維習慣。二、新課教學(一)、壓力1、現象探究：展示圖片①茶杯對桌面的力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【提出問題】以上幾種情況的作用力有哪些共同點？【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。［設計意圖］通過觀察圖片，培養(yǎng)學生的分析、歸納能力【師生共同完成】2、壓力（1）定義：垂直作用在物體表面上的力；（2）作用效果：使受壓物體發(fā)生形變；（3）產生條件：兩物體相互接觸，兩物體發(fā)生擠壓。［教師強調］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。3、壓力三要素（1）壓力的作用點：在受壓的物體表面。（2）壓力的方向：垂直于接觸面指向被壓物體。［教師強調］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=GF與F=GF與G無關F＜G（3）壓力大?。簤毫Σ皇侵亓?。壓力可以由重力產生，也可以由其他力產生。只有當物體自由放在水平面時，物體對水平面的壓力在數值上等于重力。4、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接觸面而指向被壓的物體豎直向下作用點受壓物體表面重心力的性質接觸的物體間相互擠壓而發(fā)生形變產生的，屬于彈力來源于萬有引力，是非接觸力受力示意圖［設計意圖］通過老師引導讓學生明確壓力的定義及三要素、作用效果，并理解壓力不是重力，大小不一定都等于重力?！緦W以致用】例1、關于壓力，下列說法正確的是（）A.壓力的大小一定等于物體受到的重力B.壓力的方向總是豎直向下的C.兩個相接觸的物體之間一定存在壓力D.壓力的方向與接觸面垂直答案：D例2、在下列各圖中，能正確表示物體對支撐面壓力的是（）A．B．C．D．答案：D【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？【師生共同分析】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】體驗1、用手掌和手指擠壓氣球，觀察到氣球兩邊的凹陷程度不一樣。體驗2、用兩個手指擠壓鉛筆的兩端，使鉛筆保持靜止。體驗兩個指頭的感覺？觀察兩個手指的凹陷程度相同嗎？適當加大力度重復以上操作，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，感覺力的作用效果更顯著。【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。［設計意圖］引導學生從生活實例出發(fā)，通過親身體驗感知力的作用效果，并能根據實驗現象提出合理猜想。（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】展示實驗器材：海綿、小桌、砝碼、木板等【教師提問】（1）怎樣體現壓力的作用效果？（2）如何改變壓力大小和受力面積大??？（3）如何探究壓力作用效果與受力面積是否有關，實驗方法是什么？（4）如何探究壓力作用效果與壓力大小是否有關，實驗方法是什么？［設計意圖］根據問題，引導學生思考，自己選擇器材，培養(yǎng)學生設計實驗、控制變量等探究能力，激發(fā)學生探索的興趣和創(chuàng)新意識。【學生回答】（1）實驗器材：海綿、小桌、砝碼。 （2）探究方法：①控制變量法：研究壓力大小對壓力作用效果的影響時，要控制受力面積一樣，只改變壓力的大小;研究受力面積大小對壓力作用效果的影響時，要控制壓力大小一樣，只改變受力面積的大小。②轉換法：壓力的作用效果通過海綿的凹陷程度來體現。實驗過程：【設計實驗】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。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。【進行實驗與收集證據】【學生活動】學生分小組進行實驗并討論分析得出實驗結論操作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。實驗現象與記錄：實驗壓力受力面積壓力作用效果甲小桌的重力桌腳（?。┟黠@乙小桌+砝碼重力桌腳（?。┖苊黠@丙小桌+砝碼重力桌面（大）不明顯播放視頻：《探究影響壓力作用效果的因素》實驗【分析與論證】（1）比較甲圖和乙圖∶海綿的受力面積相同，乙圖中桌子對海綿的壓力大，海綿凹陷程度大，即乙圖壓力的作用效果比甲圖明顯，故可得出∶受力面積一定時，壓力越大，壓力的作用效果越明顯。（2）比較乙圖和丙圖∶海綿受到的壓力相同，乙圖中海綿受力面積小，海綿凹陷程度大，即乙圖壓力的作用效果比丙圖明顯，故可得出∶壓力一定時，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯?！緦嶒灲Y論】壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積大小有關。（1）受力面積一定時，壓力越大，壓力的作用效果越明顯。（2）壓力一定時，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯?！窘涣髋c評估】實驗中，為什么選用海綿做實驗器材，而不選用木板?因為此實驗是通過受力物體的形變程度來體現壓力的作用效果的，海綿形變程度較明顯，而木板等一些較硬的物體形變程度不明顯，故不選用木板等一些較硬的物體代替海綿。。［設計意圖］通過實驗，可以培養(yǎng)學生的動手能力、分析論證的能力，讓學生養(yǎng)成分析、處理、解釋實驗探究結果的科學探究品質。（三）、壓強【教師總結】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\*GB3①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，如何比較壓力的作用效果呢？【教師引導】在比較時間和路程都不相等時物體的運動快慢時，我們用到了單位時間內通過的路程，即速度=路程/時間。同學們可以類比速度來比較?！緦W生回答】可以通過比較單位面積上受到的壓力來比較壓力的作用效果，物理學中用壓強來表示壓力的作用效果。即壓強＝壓力/受力面積。［設計意圖］通過遞進和類比的方法啟發(fā)學生思維，使學生在分析、歸納中積極思考，從而更好地突破教學難點?！編熒餐瓿伞?.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)（4）單位：壓強的國際單位是帕斯卡，簡稱帕，符號是Pa。1Pa=1N/m21Pa表示1m2面積上所受的壓力是1N。常用單位：千帕(kPa)、兆帕(MPa)換算關系：1MPa=103kPa1kPa=103Pa（5）常見數值∶一顆西瓜子平放在桌面上，對桌面的壓強約20Pa;一張報紙平放在桌面上時對桌面的壓強約1Pa，成年人站立在地面上時對地面的壓強約為1.5×104Pa。（6）對公式的理解=1\*GB3①p=FS為壓強的定義式，適用于所有物體間壓強的計算（氣體、液體、固體均適用）。=2\*GB3②用公式計算時，各物理量的單位必須統一，其單位分別是p—Pa，F—N，S—m2。=3\*GB3③公式中F是壓力，而不是重力，但物體靜止在水平面上時（只受重力和支持力），對水平面的壓力的大小等于物體的重力的大小。=4\*GB3④公式中的S是受力面積，它是施力物體擠壓受力物體時，兩者相互接觸的面積。如圖所示，將一底面積為S的物體A分別放置在面積為S1和S2的兩個桌面上，兩種情況下，物體對桌面的壓力相等，但圖甲中受力面積是S，圖乙中受力面積是S2?！緦W以致用】例3、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5×10-2m2，計算書對桌面的壓強。【學生動手】兩名學生上黑板演算，其他學生在草稿本上書寫計算過程，教師巡視，最后點評，講解計算注意事項，培養(yǎng)學生解題思維和規(guī)范書寫。解：書對桌面的壓力等于它的重力，即：F＝G＝3N桌面的受力面積：S＝5×10-2m2書對桌面的壓強p=eq\f(F,S)=eq\f(3N,5×10-2m2)=60pa答：書對桌面的壓強為60pa。（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？【學生回答】書包用寬的背帶，可以增大受力面積，減小壓強，背起來舒服；菜刀刃薄，可以減小受力面積，增大壓強，切菜更容易；啄木鳥的堅硬而細長的啄可以減小受力面積，增大啄對樹皮的壓強，有利于它啄破樹皮覓食。【提出問題】任何物體能夠承受的壓強都有一定的限度，超過這個限度，物體就會被損壞。在生產、生活中，如何改變壓強的大小呢?增大壓強（1）方法：壓力F一定時，減小受力面積S公式解釋：注射針尖刀刃磨得薄注射針尖刀刃磨得薄破窗錘（2）方法：受力面積S一定時，增大壓力F公式解釋：用較大的力切肉用較大的力砸墻壓路機巨大的碾輪用較大的力切肉用較大的力砸墻壓路機巨大的碾輪減小壓強寬大的書包帶重型卡車裝有很多車輪螺絲下較大寬大的書包帶重型卡車裝有很多車輪螺絲下較大的墊圈房屋寬厚的地基坦克的履帶鐵軌下鋪枕木實例：汽車限重空心磚（2）方法：受力面積S一定時，減小汽車限重空心磚實例：【學以致用】例4、下列事例中，屬于減小壓強的是（

）A．切芒果的刀磨得很薄 B．鐵軌下鋪枕木C．用針繡花 D．細線切雞蛋答案：B三、課堂小結通過對壓力和壓強的學習，我們知道了壓強的公式和計算方法，以及改變壓強大小的途徑，下面請學生談談學習本節(jié)有哪些收獲。［設計意圖］學生在回顧和思考中加深對本課知識的理解，對本節(jié)課學習的知識與過程進行梳理，形成一個完整的知識體系，培養(yǎng)學生的語言表達能力和歸納能力。四、課堂練習1．圖中正確表示壓力示意圖的是（）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3．圖中為了增大壓強的是（）A.坦克裝有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4.如下圖1所示，水平雪地上，穿著滑雪板的芳芳總質量為65kg，沒有陷入雪地；而穿著運動鞋的小明總質量為50kg，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圖圖1圖25.如上圖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。五、板書設計第九章第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受力面積一定時，增大壓力；②壓力一定時，減小受力面積；2.減小壓強的方法：①受力面積一定時，減小壓力；②壓力一定時，增大受力面積；第2課時壓強的計算【教學目標】會運用壓強公式進行計算【教學過程】一、復習導入在上節(jié)課中我們學習了壓強，下面我們一起來回顧一下壓強的定義式、物理意義和單位。二、新課教學（一）壓強復習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)（4）單位：壓強的國際單位是帕斯卡，簡稱帕，符號是Pa。（5）變形式∶求壓力用F=pS求受力面積用p=例1、一個圖釘帽的面積是0.8cm2，圖釘尖的面積是0.05mm2，手指對釘帽的壓力是30N，則手對圖釘帽的壓強和圖釘尖對墻的壓強各是多大?解：圖釘帽的面積：S1=0.8cm2=8×10?5m2，圖釘尖的面積:S2=0.05mm2=5×10?8m2，手對圖釘帽的壓強：p=F墻壁受到的壓力也為F=30N，則圖釘尖對墻的壓強：p=答：手對圖釘帽的壓強為3.75×105Pa；圖釘尖對墻的壓強為6×108Pa?！窘處煆娬{】（1）用公式計算時，各物理量的單位必須統一，其單位分別是p—Pa，F—N，S—m2。（2）式中F是壓力，垂直作用在接觸面上的力，而不是重力。（3）公式中的S是受力面積，它是施力物體擠壓受力物體時，兩者相互接觸的面積。例2、在高速公路上，一些司機為了降低營運成本，肆意超載，帶來極大的危害．按照我國汽車工業(yè)的行業(yè)標準，載貨車輛對地面的壓強應控制在7×105Pa以內．有一輛自重2t的6輪汽車，已知該車在某次實際營運中裝貨10t，每個車輪與地面的接觸面積為0.02m2．求：（1）這輛汽車對路面的壓強是多少？是否超過行業(yè)標準？（g=10N/kg）（2）如果要求該車運行時不超過規(guī)定的行業(yè)標準，這輛汽車最多裝多少噸貨？（設車輪與地面的接觸面積不變）（計算中g取10N/kg）【學生練習】1、第24屆冬奧會于2022年在北京、張家口舉辦，如圖所示，小麗的質量為50kg，每只腳與地面的接觸面積為0.02m2，雪地能夠承受最大壓強是3.0×103Pa。求：（1）小麗的重力？（2）通過計算判斷小麗站立在雪地時能不能陷入雪地？（3）要完成滑雪運動，小麗所穿滑雪板的總受力面積至少多少m2？（小麗和滑雪板及裝備總質量為60kg）［設計意圖］通過學生動手，教師講解例題，學生再練習，讓學生學會規(guī)范解題且能夠熟練運用壓強公式及其變形公式。(二)、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。柱體的體積：V=sh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柱體的壓強p=ρghρ表示密度，單位為千克/米3（kg/m3h表示高度，單位為米（m）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3、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（）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