初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）第1节 压强教学设计及反思

这是一份初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）第1节 压强教学设计及反思，共12页。教案主要包含了创设情境　导入新课，新课讲解　探究新知，归纳概括　课堂小结等内容，欢迎下载使用。
物理观念:知道压力的概念,会用力的示意图表示压力;理解压强的概念,理解压强的大小与哪些因素有关;能够用压强公式进行简单的计算。
科学思维:通过观察生活中的压强现象,理解压强的概念。通过观察日常生产、生活中的实例,分析增大、减小压强的方法。
科学探究:运用控制变量法和转换法探究压力的作用效果与哪些因素有关,加深对压强概念的理解。
科学态度与责任:经历观察、实验以及探究等学习活动,培养尊重客观事实、善于观察生活的科学素养。通过探究性学习活动,获得成功的愉悦,积极参与物理活动,激发学习的热情并提高学习的自信心。
教学重难点
教学重点:探究压力的作用效果与哪些因素有关;运用压强公式解决有关问题。
教学难点:压强概念的建立,运用压强公式解决有关问题。
教学准备
教师准备:气球、砝码、钉床、教学课件。
学生准备:海绵、砝码、小桌。
教学过程
板书设计
第1节 压强
1.压力
(1)定义:物理学中把垂直压在物体表面上的力叫作压力。
(2)压力的作用效果:与压力的大小、受力面积有关。
2.压强
(1)定义:物体所受压力的大小与受力面积之比。
(2)公式:p= FS。
(3)单位:帕斯卡(Pa)。
(4)增大和减小压强的方法。
作业设计
1.利用身边的物品探究“压力的作用效果与哪些因素有关”,器材有两瓶完全相同的矿泉水,写出实验过程,并总结实验结论。
2.测量自己走路时对路面的压强
(1)用体重秤测量出自己的体重为 kg。
(2)算出自己对路面的压力为 N(g取10 N/kg)
(3)用刻度尺在白纸上均匀画好边长为1 cm的方格。用任意一只脚与纸面充分接触,在白纸上留下清晰的鞋印。
(4)数出带鞋印的格子数为 格。(不足一格时,大于等于半格算一格,小于半格舍去)再乘以每小格的面积。
(5)计算出自己走路时的压强为p= Pa。
教学反思
压强和生活、生产实际及自然现象的联系极为密切,教学中着重培养学生运用规律解释身边常见的现象,进而解决一些实际问题的能力。本节课,本着“从生活走向物理,从物理走向社会”的课程基本理念,以真实情景为例引入课堂,激发学生探究的求知欲。通过方便、直观的实验探究,使学生认识压力的作用效果与哪些因素有关,帮助学生建立压强的概念。在帮助学生理解压强概念时,采取了与速度、密度的定义方法进行类比的比值法下定义,正是这些方法的不断深入领会与应用,帮助学生丢掉“拐杖”,学习不再依赖于教师,而是主动地参与到知识获取过程中去,这些方法将成为学生终身受用的宝贵财富。
教学环节
设计意图
一、创设情境 导入新课
把充气的气球放在一根钉子的钉尖上,放上重物后,气球被压爆;然后把另一气球放在自制“钉床”上,放上重物后,气球没有被压爆。
我们都知道铁钉的钉尖是比较尖锐的,为什么气球放在一根钉子的钉尖上会被压爆,而放在“钉床”没有被压爆呢?学习了“压强”的知识你会找到答案。
通过实验引入,设疑引入教学,激发学生求知欲
二、新课讲解 探究新知
探究点一 压力的作用效果
(一)压力的三要素
教师展示几种情况下的压力示意图
人对地面的压力 木块对斜面的压力 图钉对墙壁的压力 图钉对天花板的压力
小组合作学习,完成以下问题:
1.压力的方向是怎样的?
2.压力的作用点在哪里?
3.几种情况下压力等于物体的重力吗?
小组讨论后总结:
压力的作用点:在受压面上;
压力的方向:与受压面垂直并指向受压物体;
压力的大小:当物体放在水平面上时,F压=G。
我们把垂直作用在物体表面上的力叫压力。
小组合作学习,把学习主动权交给学生,体现学生是学习的主体
教师点拨(展示课件图片):
压力不是重力。压力可以由重力产生,也可以由其他力引起。
压力不一定等于重力大小。置于水平面上的物体对水平面的压力大小等于重力的大小。
教师播放课件“压力的大小与重力大小的关系”。
压力是弹力的一种,压力的作用点在接触面上,方向与接触面垂直;而重力是由于地球吸引而产生的,重力作用点在重心处,方向竖直向下,因此压力与重力是两种性质完全不同的力,二者不能混淆。
【拓展延伸】压力和重力的区别与联系
比较项目
压力
重力
区别
产生原因
物体间相互接触且挤压
地球的吸引
方向
垂直接触面
竖直向下
作用点
接触面上
重心
施力物体
产生压力的物体
地球
联系
只有独自静止在水平面上的物体,压力的大小才等于重力的大小,但是压力并不是重力,因为两力的作用点不相同
(二)压力的作用效果
学生活动
1.用手按皮肤,逐渐增大压力,观察压力的作用效果。
2.两个手指用同样大的力向中间压一支铅笔,两个手指的感受相同吗?如果逐渐增大力度,尖的那一端感觉有什么变化?(提醒学生注意安全,不要施加很大的力)
学生参与活动,并根据自己的感受和观察回答问题。
学生:用手按皮肤,手指对皮肤有压力,用的力越大,皮肤陷入越深;用手指顶住铅笔的两端,笔尖、笔帽对手指有压力,笔尖陷入手指深些,笔帽陷入手指浅些。
教师引导提出:压力的作用效果跟什么因素有关?
学生猜想:压力的作用效果可能跟压力的大小有关,压力的作用效果可能跟受力面积的大小有关。
教师:既然压力的作用效果可能跟压力大小、受力面积的大小等因素有关,那么我们要研究跟其中一个因素的关系可采用什么研究方法?
学生:控制变量法。
教师:那如何设计实验?如何显示压力的作用效果?如何控制和改变压力、受力面积等变量?请大家利用自己手头的器材(如海绵、砝码、小桌等)设计实验探究。
学生分组动手实验,进行探究;教师巡视指导。(如用小桌陷入海绵的深度显示压力的作用效果;通过控制放在小桌上砝码的个数控制压力;通过小桌的正放和倒放控制受力面积)
学生容易混淆压力与重力,认为压力的作用效果跟重力有关,有必要将压力和重力比较,以使学生正确认识压力的概念,并为压强的教学扫除障碍
通过亲身体验,分析现象,引导学生提出问题、进行猜想、设计实验、进行实验、分析和论证,完成科学探究
实验
压力
受力面积
压力作用效果
甲
乙
丙
学生观察、分析、交流,教师引导学生总结,得出结论:
压力的作用效果跟压力的大小和受力面积有关。受力面积一定时,压力越大,作用效果越明显;压力一定时,受力面积越小,作用效果越明显。
探究点二 压强
过渡:通过前面的探究实验,我们找到了比较压力作用效果的方法:①压力大小相同,比较受力面积;②受力面积相同,比较压力大小。
提出问题:如果压力大小和受力面积都不同呢?根据前面我们学习的速度和密度的概念,速度是路程与时间之比,密度是质量与体积之比。请根据速度和密度的概念给压强下定义。
学生:压强是压力与受力面积之比,也就是单位面积受到的压力。
请同学们自学课本,自学压强的物理意义、定义、公式、单位。
学生自学后师生共同总结归纳:
压强
(1)物理意义:表示压力的作用效果。
(2)定义:物体所受压力的大小与受力面积之比叫作压强。
(3)公式: 压强=压力受力面积 p=FS
适用范围:这是压强的定义式,适用于所有物体间的压强计算,包括气体、固体、液体。
(4)单位:压强的国际单位是帕斯卡,简称帕,符号是Pa。
1 Pa=1 N/m2
1 Pa表示1 m2面积上所受的压力是1 N。
例题1 水平桌面上静止放一本书,书所受的重力为3 N,与桌面的接触面积为5×10-2 m2,计算书对桌面的压强。
解 书对桌面的压力F=G=3 N
桌面的受力面积S=5×10-2 m2
书对桌面的压强p=FS=3N5×10-2 m2=60 Pa
书对桌面的压强为60 Pa。
例题2 一个质量为50 kg的中学生,它每只脚着地的面积为250 cm2,求他走路时对地面的压强和他站立时对地面的压强。(g取10 N/kg)
找两名学生上台板演,其他学生做在学案上,完成后找其他组学生进行点评。
解 他走路时对地面的压力F=G=mg=50 kg×10 N/kg=500 N
走路时与地面的接触面积S=250 cm2=2.5×10-2 m2
他走路时对地面的压强p=FS=500N2.5×10-2 m2=2×104 Pa
当他站立时受力面积是走路时的2倍,站立时的压强为走路时压强的一半,即1×104 Pa。
教师进行点拨:
(1)在计算的过程中各单位一定要换算成国际单位。
(2)要明确受力面积的大小。中学生行走时始终有一只脚着地,受力面积为一只脚的着地面积。
(3)还要注意题中压力的大小就是重力的大小。但不是任何情况下,压力的大小都等于重力。
通过速度、密度比值定义法类比压强概念,突破教学难点,建立压强概念
通过结合实际的基本运算,练习公式使用,规范学生解题过程,学会简单的压强计算
拓展:有一质量分布均匀的柱状固体,密度为ρ,底面积为S,高度为h。求对水平面的压强。
这个柱体的体积:V=Sh
这个柱体的质量:m=ρV=ρSh
对水平面压力:F=G=mg=ρVg=ρgSh
对水平面压强:p=FS=ρgShS =ρgh
ρ表示密度,单位为千克/米3(kg/m3);h表示高度,单位为米(m);g=9.8 N/kg,p表示压强,单位为帕(Pa)。
点拨:
①公式p=ρgh只适用于柱形的物体对水平面的压强,不能用于其他形状的物体产生的压强;
②柱形的物体对水平面的压强只与物体的密度和高度有关,与物体的底面积、重力等无关。
探究点三 增大压强和减小压强的方法
过渡:压强在我们生活中很重要,但要真正的学以致用,就要掌握增大压强和减小压强的方法,我们一起来讨论一下如何增大压强和减小压强?
(一)减小压强的方法
思考:当我们需要压强小一些时,可采用什么方法?
教师引导:根据公式p=FS来思考。
学生分组交流、讨论,然后回答。
教师归纳总结:
1.压力一定时,增大受力面积(通常采用的办法)。
2.受力面积一定时,减小压力。
3.同时减小压力和增大受力面积。
活动:让学生举出实际例子并分析。
举例:1.坦克很重,不用轮子而装上履带,是为了增大受力面积从而减小压强。
2.滑雪者站在雪橇上或脚蹬滑雪板,可以在松软的雪地上滑行,而不会陷入雪中,因为用雪橇或者滑雪板,增大了与雪地的接触面积,从而减小雪地所受的压强。
3.钢轨铺设在枕木上,是增大地面的受力面积,减小压强,防止破坏路面。
4.严禁汽车超载,减小质量,从而减小地面所受的压力,减小了压强。
减小压强的应用:播放视频,两名大一学生在冰面上拍照时,不慎掉入冰水里,无力自救,处境危急。假如你此时正好路过,在确保自身安全的情况下,你该怎么救他们呢?
学生观看视频,思考并回答问题。
(二)增大压强的方法
思考:增大压强的方法有哪些?
教师引导:根据公式p=FS来思考。
同学交流、讨论后回答。
教师归纳总结:
1.压力一定时,减小受力面积(通常采用的办法);
2.受力面积一定时,增大压力;
3.同时增大压力和减小受力面积。
通过推导规则柱体对水平面的压强,加深对压力、压强公式的理解和应用,同时为下节学习液体压强公式做铺垫
引导学生充分利用压强公式进行分析,说明压强与压力或受力面积之间的关系,从而归纳出增大和减小压强的方法
活动:让学生举出实际例子并分析。
举例:1.菜刀磨得很锋利,是为了减小与菜的接触面积,以便用较小的力就能产生很大的压强,容易把菜切开。
2.针、箭和斧头等工具都是采用减小受力面积的方法来增大压强,这样容易刺穿物体或砍碎物体。
3.压路机的碾子质量很大,增大了压力,增大了压强。
引导学生注意观察,勤于思考,提高他们应用物理知识解决实际问题的意识和能力
三、归纳概括 课堂小结
学生总结本节所学知识,教师课件展示。
培养学生归纳总结的意识和能力