沪科版第八章第一节教学设计.doc

第八章 第一节 压力作用效果教学设计

山东省苍山县实验中学 张军
一、教学目标
1.知识与技能
（1）知道压力的概念；懂得压力垂直于受力面。
（2）理解压强的概念，公式和单位——帕斯卡；能应用压强知识进行有关的计算。解释简单的现象和解决简单的问题。
（3）知道压强增大和减小的途径。
2.过程与方法
（1）能设计并进行探究压力产生效果与哪些因素有关，并建立压强的概念。
（2）了解改变压强的实际意义和基本方法，让学生具有运用知识解释简单现象和解决简单问题的能力。
3.情感态度与价值观
（1）经历观察、实验以及探究等学习活动，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。
（2）通过探究性物理学习活动，使学生获得成功的喜悦。
二、重点、难点
1.重点
（1）压力的概念。
（2）压强的概念，公式和单位——帕斯卡。
（3）能运用压强的公式进行有关计算，解释简单现象。
2.难点
（1）压力与重力的区别。
（2）压强的概念及有关计算。
三、教学思路
压强的概念是本节的教学重点。理解压强概念关键在于认识压力产生的效果跟受力面积有关系。在教学中，首先以演示实验——细线分肥皂，让学生先感受相同压力不同效果的巨大差别，再与学生共同探究压力的概念。为了突破本节的难点――压力与重力的区别，针对学生设计了几个问题，由此来辨析压力与重力的区别。学生知道压力的概念后，让学生用两只手的食指同时压铅笔的两端感受压力的效果，由此提出问题并进行猜想，设计实验并进行探究，由此得出结论：压力的作用效果不仅与压力的大小有关，还与受力面积有关。
为了比较压力的作用效果，就应比较单位面积上受到的压力，引导学生由比值法定义压强的概念以及压强的公式。得出公式后，再由公式得出压强的单位，在此基础上介绍压强的单位帕斯卡，并列举一些小数据使学生对1Pa的压强形成具体的概念。公式及单位都具备即可以进行公式的简单应用，学生解决学案上设计好的题目，请学生上黑板板演，由学生共同批改并指正。
增大和减小压强的方法在日常生活中的应用非常广泛，由学生自己根据压强公式找到增大和减小压强的方法，从自己身边开始找增大和减小压强的例子，并延伸到生产和生活中。展开讨论加深学生对压强概念的理解和应用。
四、教具准备
演示：铁架台、铁圈、肥皂、粗绳、细线、重物（盒子里放几个钩码）。
分组：海绵状泡沫塑料、钉子小桌、钩码（二个）、用铁丝撑起的橡皮膜。
五、教学过程
（一）创设情景
师：（出示一块肥皂）这是什么？
生：肥皂。
师：我想把它分成两块，请一个同学和我共同完成。
师生共同把一条粗绳挂在肥皂上（肥皂架在铁架台上），下面挂上重物。问：能把肥皂分成两块么？
生：不能。
把一条细线挂在肥皂上，下面挂上重物。肥皂被细绳分成两块。
生：哇！好厉害。
师：为什么施加了一样的压力，产生的效果却不同，带着你的疑问我们来共同探究本节的内容。
说明：生活中应用压强的实例很多，所以引入压强的方法也很多，本设计从学生手边的肥皂入手，体现“从生活走向物理”。
（二）自主学习
出示自学提纲：
1、什么叫压力，怎样描述压力的方向？
2、试猜想压力的作用效果可能与哪些因素有关？并在稍后的试验中验证你的猜想。
3、什么叫压强，压强是用来描述什么的物理量？
4、写出压强的公式和单位，知道压强单位的含义。
5、根据压强公式你能找到几种增大压强和减小压强的方法。
说明：学生能够对简单知识点自主学习，对有难度的知识点也有了初步的思考。
（三）合作共建
1、压力
师：大家看着我（教师手压在墙壁上并摆个造型），不是让大家看我帅不帅，是我的手对墙壁有没有力的作用。
生：有力的作用。
师：这应该叫什么力？
生：压力。
师：我们应怎样定义压力？
生：压在物体表面上的力或垂直压在物体表面上的力。
师：压力的方向是向哪的呢？
生：向下或其它各种答案。
师：现在我们来体验一下压力的方向。
教师示意学生拿起用钢丝圈起的圆橡皮膜，然后让橡皮膜朝向不同的方向，并用一个压力压在橡皮膜上，观察压力的方向，并总结方向的特点，回答老师的提问。
师：原来压力的方向特点是与接触面垂直。板书压力的概念及方向。
师：关于压力我还有几个问题要问大家。（1）压力是重力么？怎样区别压力和重力？（2）压力的大小等于重力么？（3）什么时候压力的大小等于重力？请大家讨论。
学生讨论后回答：（1）压力不是重力。教师提示从大小、方向、作用点来区别。（2）压力和重力是两个不同的力，压力的大小和重力可能相等也可能不相等。（3）置于水平面上的物体对支持面的压力的大小等于物体的重力（处于平衡状态且没有其它力的作用）。
说明：压力的方向是需要学生辩析的难点之一，本设计让学生用橡皮膜感受压力的方向，一见得非常科学，但提供了一个解决的方法。
2、探究压力的作用效果
师：大家回想一下我们一开始时的实验，在分开肥皂时，相同的作用力所产生的效果却有很大的不同，而在很多情况下我们更关注压力所产生的效果。请大家根据你的观察和日常生活中的经验猜想：压力所产生的效果与哪些因素有关呢？
生：与压力的大小有关；与受力的面积有关；等等
师：压力的作用效果可能与多个因素有关，我们怎样才能探究压力的作用效果与其中某一个因素的关系呢？
生：采用控制变量法
师：（出示海绵状泡沫塑料、钉子小桌、钩码）根据我们现有的器材，大家自己设计实验来验证你的猜想。
生：分组进行设计与探究压力的作用效果与各因素之间的关系，并进行交流讨论。
师：哪一组能说一下你的设计方案。
生：为了保证受力面积相同，我们保持小桌的不动，分别加一个砝码、二个砝码，看海绵的凹下的程度来比较压力的作用效果与压力大小的关系；保持砝码的个数不变，分别让小桌的面和脚朝下，看压力的作用效果与受力面积的关系。
师：通过刚才的探究，我请一个组的同学说一说你们探究的结论。
生：当受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显；当压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
师：其它各组的结论是不是相同呢？
生：我们的实验结论与他们组相同，通过实验验证了我们的猜想是正确的。
师：祝贺同学们通过实验得出正确结论。现在我们知道压力作用效果的决定因素：压力的大小、受力面积的大小。
说明：该分组实验可放心由学生自主完成，尽管学生的设计思路和实验过程不尽相同，但都能得出正确的结论。
师：请大家完成学案知能应用的第1、2题。并讨论正确的答案。
生：完成题目并互相讨论正确答案。
3、压强
师：由以上实验可知，压力的作用效果与压力有完全不同的含义，为了表达压力的作用效果，在物理学中引入了压强的概念。即压强是描述压力作用效果的物理量（板书）。
师：如果受力面积相同，压力大小与产生的作用效果应是什么样的关系？如果压力大小相同，受力面积的大小与产生的效果应是什么样的关系？如果压力的大小和受力面积的大小也不相同，怎样才能定义和表达压力的作用效果呢？大家讨论一下应怎样定义。
生：展开讨论
师：可以参考速度的定义方法和密度的定义方法。为了比较物体运动的快慢，取单位时间内物体通过的路程；为了比较物体的密度，取单位体积内物体念有的质量。
生：可以取单位面积上受到的压力来定义。
师：对，这种方法叫比值定义法，板书：单位面积上所受到的压力大小叫做压强。压强用符号P来表示，压力用F表示，受力面积用S表示，哪一位同学上黑板与出压强的公式。
说明：教学中要注意突出物理方法。
生：上黑板与出压强的公式。
师：在国际单位制中，力的单位是N，面积的单位是m2，压强的单位应是什么？
生：N/ m2
师：为了纪念法国科学家帕斯卡，压强还有一个单位——帕，符号为Pa，1Pa=1N/m2，Pa是一个非常小的单位，一张纸平放在桌面上对桌面的压强约是1Pa，一个西瓜籽对桌面的压强约是20Pa，一块砖平放在桌面上对桌面的压强约是1000Pa。
师：即然有了公式，我们就可以利用公式进行计算。请大家完成知能应用部分的第3、4、5题，其中第4、5题请两个同学上黑板完成。
生：完成题目并进行交流。
说明：题目尽量由学生根据例题自主完成，教师提示点拨，但要突出学生的自主地位，既能提高学生的学习主动性，又能增强其成就感。
师：现在请大家阅读教材中的例题，看完后我有几个问题要问大家。
生：阅读例题
师：求坦克对地面的压强时，为什么要写F1=G=mg？
生：这是因为此时压力的大小等于坦克的重力。
师：求图钉尖对墙面的压强时，为什么要写F’2=F2=20N。
生：由手按图钉帽的压力是20N知图钉尖对墙面的压力也是20N。
师：大家来对比一下，坦克的重量非常大，但对地面的压强却小于图钉尖对墙的压强，甚至小于手与图钉帽的压强；在相同压力的情况下，图钉帽与尖的面积相差1000倍，它们之间的压强也相差1000倍。
生：进行对比，理解压力的作用效果与压力及受力面积是不同的物理量。
师：人在行走时与站立时的压强也是不同的，如果人走在易破裂的冰面上时应该采取什么样的办法呢？
生：讨论解决的办法。
师：我们在日常生活中也要根据需要改变压强的大小。
4、压强的增大与减小
师：生活中有时要增大压强，有时又要减小压强。你能利用压强的公式分析一下要增大压强有哪些方法么？
生：要增大压强可以采取的办法有：增大压力，减小受力面积。
师：在减小压强有哪些办法呢？
生：要减小压强可以采取的办法有：减小压力，增大受力面积。
师：大家讨论一下减小压力的方法是否可行呢。
生：根据实际情况有时可行，有时并不可行。
师：现在从我们身边开始找增大和减小压强的例子，并说出采用了什么方法。
生：小刀（减小受力面积），钉书机（钉子很尖，增大压强；手按的地方较宽，减小压强），书包带等等。
师：在生产和生活中还有哪些增大和减小压强的例子？
生：菜刀、沙发、铁锨、注射器、坦克履带、房屋的地基等等。让学生展开讨论。
说明：讨论减小压强的方法时，有的方法并一可行，例如：减小坦克对地面的压强也决不可把坦克里面的弹药给卸掉，教师提示给学生，让其同时还要结合实际。“从物理走向社会”的理念。
图1
（四）知能应用
1、 在物体表面上的力叫压力。画出图1中两物体对接触面的压力的示意图。
图2
2、在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验中，某同学做了如图2所示的实验。比较 两图所示实验，说明受力面积相同时，压力越大，压力作用效果越明显；比较 两图所示实验，说明压力相同时，受力面积越小，压力作用效果越明显。
3、物理学中，把物体 上受到的 叫压强，写成公式是P= ；在国际单位制中，力的单位是 ，面积的单位是 ，则压强的单位就是 。为了纪念科学家帕斯卡，压强还有专门的单位 ，1Pa= N/ m2。
4、往墙上压图钉时，手压图钉帽的压力是20N，图钉帽的面积是0.5cm2，求手对图钉帽的压强。
已知：F=20N；S=0.5cm2 =5×10-5 m2
求：P
解：手对图钉帽的压强
P= = = 4×105Pa
解题完成后让学生与例题中的图钉尖对墙的压强进行比较，并同坦克对地面的压强进行比较。教师可以指出：固体可以大小不变地传递压力，压强因为受力面积的不同会有很大的不同。
5、李明的体重为400N，他每只脚的面积为0.01 m2，求他站立和行走时对地面的压强。
已知：F= G =400N；S1= 2×0.01 m2 =0.02 m2 ；S2= 0.01 m2
求：P1；P2
解：站立时对地面的压强
P1= = = 20000 Pa
行走时对地面的压强
P2= = =40000Pa
解题时进行交流与讨论，让学生知道站立时是两只脚着地，而行走时是一只脚着地。
（五）诊断评价
师：大家完成学案中有诊断评价（题目如下）
1、关于压力，下列说法正确的是（ ）
A．压力就是重力 B．压力的大小一定等于物体的重力
C．压力的方向一定垂直于物体间接触表面
D．压力的方向有时垂直于物体间接触表面，有时不垂直于物体间接触表面
2、在研究压力产生的效果跟压力大小和受力面积大小的关系时，下列说法中错误的是（ ）
A．采用控制变量法，分别研究压力和受力面积的改变对压力效果的影响
B．让压力的大小保持不变，改变受力面积的大小，看它对压力的效果有什么影响
C．让受力面积的大小保持不变，改变压力的大小，看它对压力的效果有什么影响
D．让压力的大小和受力面积的大小同时改变，看它对压力的效果有什么影响
图3
3、正方体金属块放在水平桌面上，若从高度的一半处将它沿水平方向切开，如图3，并将上半部分拿走，则剩余部分对桌面的压力、压强与原来相比( )
A．压力减半，压强减半 B．压力不变，压强减半
C．压力减半，压强不变 D．压力、压强都不变
4、一块砖的长、宽、厚分别为20 cm、l0 cm、5 cm，重15 N．将它放在水平地面上，它对地面的最大压强为__________Pa，最小压强为_________ Pa。
5、下列现象中，属于增大压强的是（ ）
①载重量大的汽车装有许多车轮 ②压路机上碾子的质量很大
③注射器的针头做得很尖 ④房屋建在承受面积更大的地基上
图4
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
6、如图4所示，仔细观察订书机，它的结构应用了许多物理知识，其中哪些地方应用了压强知识？试列举出来。
A．增大压强的地方：_____________________________；
B．减小压强的地方：_________________ ________。
学生完成后将答案交给学生，让学生自己讨论，普遍有难度的题目教师讲解。
答案：1、C；2、D；3、A；4、3000；750；5、B；6、A．钉子比较尖 B．手按的地方比较宽，等等
六、课后作业
教材P140 第2、3题。
七、板书设计
第八章 第一节 压力的作用效果
一、压力
1、定义：垂直作用在物体表面上的力叫压力
压力的方向：垂直于受力面
2、探究：压力的作用效果与哪些因素有关
受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显
压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显
二、压强
1.压强的物理意义：表示压力作用效果的物理量
2.定义：单位面积上所受到的压力大小叫压强
3.公式：压强=压力/受力面积 即P =
4.单位：帕斯卡（帕Pa） 1Pa=1N/㎡
三、压强的增大与减小
增大：增大压力；减小受力面积
减小：增大受力面积；减小压力（视情况允许）
附：压强学案
第八章 第一节 压力作用效果学案
一、自主学习
1、什么叫压力，怎样描述压力的方向？
2、试猜想压力的作用效果可能与哪些因素有关？并在稍后的试验中验证你的猜想。
3、什么叫压强，压强是用来描述什么的物理量？
4、写出压强的公式和单位，知道压强单位的含义。
图1
5、根据压强公式你能找出几种增大压强和减小压强的方法。
二、知能应用
1、 在物体表面上的力叫压力。画出图1中两物体对接触面的压力的示意图。
图2
2、在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验中，某同学做了如图2所示的实验。比较 两图所示实验，说明受力面积相同时，压力越大，压力作用效果越明显；比较 两图所示实验，说明压力相同时，受力面积越小，压力作用效果越明显。
3、物理学中，把物体 上受到的 叫压强，写成公式是P= ；在国际单位制中，力的单位是 ，面积的单位是 ，则压强的单位就是 。为了纪念科学家帕斯卡，压强还有专门的单位 ，1Pa= N/ m2。
4、往墙上压图钉时，手压图钉帽的压力是20N，图钉帽的面积是0.5cm2，求手对图钉帽的压强。

5、李明的体重为400N，他每只脚的面积为0.01 m2，求他站立和行走时对地面的压强。

三、诊断评价
1、关于压力，下列说法正确的是（ ）
A．压力就是重力 B．压力的大小一定等于物体的重力
C．压力的方向一定垂直于物体间接触表面
D．压力的方向有时垂直于物体间接触表面，有时不垂直于物体间接触表面
2、在研究压力产生的效果跟压力大小和受力面积大小的关系时，下列说法中错误的是（ ）
A．采用控制变量法，分别研究压力和受力面积的改变对压力效果的影响
B．让压力的大小保持不变，改变受力面积的大小，看它对压力的效果有什么影响
C．让受力面积的大小保持不变，改变压力的大小，看它对压力的效果有什么影响
D．让压力的大小和受力面积的大小同时改变，看它对压力的效果有什么影响
3、正方体金属块放在水平桌面上，若从高度的一半处将它沿水平方向切开，如图3，并将上半部分拿走，则剩余部分对桌面的压力、压强与原来相比( )
图3
A．压力减半，压强减半 B．压力不变，压强减半
C．压力减半，压强不变 D．压力、压强都不变
4、一块砖的长、宽、厚分别为20 cm、l0 cm、5 cm，重15 N．将它放在水平地面上，它对地面的最大压强为__________Pa，最小压强为_________ Pa。
5、下列现象中，属于增大压强的是（ ）
①载重量大的汽车装有许多车轮 ②压路机上碾子的质量很大
③注射器的针头做得很尖 ④房屋建在承受面积更大的地基上
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
图4
6、如图4所示，仔细观察订书机，它的结构应用了许多物理知识，其中哪些地方应用了压强知识？试列举出来。
A．增大压强的地方：_____________________________；
B．减小压强的地方：_________________ ________。

答案：1、C；2、D；3、A；4、3000；750；5、B；6、A．钉子比较尖 B．手按的地方比较宽，等等

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