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一、教学任务分析
本节为上海教育出版社九年级上学期课本中的第六章第3节,主要学习液体内部的压强规律.其知识点包括液体内部各个方向都有压强,液体内部压强大小与哪些因素有关以及压强知识的应用。
学习本节内容需要以压力和压强的概念、液体的特点、密度知识为基础.在知识结构上,学生已经掌握了这些知识,并且知道通过观察形变效果来判断压强的大小.在思维能力上,初中学生的感性思维强于理性思维,通过演示实验和学生实验能够更好地帮助他们理解并掌握知识.在学习方法上,应逐步培养学生探索式学习的能力,通过分析讨论、设计实验、探究、交流与总结,从而归纳出液体内部压强与深度和密度的关系.整个过程体现学生探究式学习及类比学习的过程,使学生对新知识的掌握更加深入。
二、教学目标
1.知识与技能
(1)知道液体内部各个方向都存在压强。
(2)学会使用U形管压强计测液体内部压强。
(3)知道影响液体内部压强大小的因素。
2.过程与方法
(1)通过水中吹气球体验,总结得出液体内部各个方向存在压强。
(2)通过观察与实验,探究液体内部压强规律.更好地掌握控制变量法,学会归纳结论。
(3)用液体内部的压强知识解释现实生活中的现象,将知识进行应用。
3.态度、情感与价值观
(1)通过探究液体内部压强规律的实验,培养观察、交流的能力。
(2)知道液体内部压强在生产和生活中的应用,感受生活与物理的紧密联系,增强对物理学科的兴趣。
三、教学重点和难点
重点:探究液体内部压强规律。
难点:猜测影响液体内部压强的因素,并用控制变量法探究液体压强规律。
四、教学准备
1.学生器材:1000 mL烧杯、水、水槽、气球、橡皮筋、吸管。
2.教师演示器材:U型管压强计、500 mL烧杯(2支)、水、酒精、各种不同形状的容器(花瓶)、水槽、吸管、橡胶手套、橡胶管、夹子、气球、漏斗。
3.课件:PPT、实物投影。
五、设计思路
本设计的内容包括三个方面:一是液体内部各个方向都存在压强;二是应用U型管压强计等器材,探究影响液体内部的压强的因素;三是应用液体内部压强的知识解决实际问题。
以“水中吹气球”的实验创设情景引出课题,激发学生的学习兴趣,通过学习分析,知道液体内部各个方向存在压强.通过一杯水压破橡胶手套的实验(改造的帕斯卡裂桶实验),引导学生合理猜想影响液体内部压强的因素.通过讨论,排除无关因素.再小组选取实验器材,进行实验探究,总结得出液体压强与深度、密度有关系.最后,将液体内部压强的知识进行实际应用.在实验探究的过程中要体现控制变量的思维模式,体验探究物理规律的科学方法,同时获得液体内部压强的规律。
本设计通过水中吹气球的情景,引发学生的兴趣,然后通过体验、猜想、实验探究,同时结合控制变量、归纳演绎的科学方法.以小组间的交流和讨论,归纳出结论,从中体验探究式学习和合作学习的重要性。
六、教学流程
1.教学流程图
[TP11CW56.TIF,BP#]
2.教学过程
情景引入
学生实验1
师:我们都吃过带鱼,大家会觉得带鱼在刚买来的时候非常新鲜,活蹦乱跳的.但其实,菜场里的带鱼都是这样的——死去的,放置在冰块里的.为什么菜场里没有活蹦乱跳的带鱼招揽生意呢?再看一张图片,这是一座大型水坝,水坝上部薄底很厚,水坝为什么是这种结构?
这两个问题稍留一下,同学们先来做一个小游戏——比较水中、空气中吹气球,哪个更容易?
生:各组实验(注意使用水槽、毛巾等)
师:通过刚才的比较,水中、空气中吹气球,哪里更容易?
师(总结):原来水压住气球,所以比空气中难吹.而且水对气球形成的压强是各个方向的.也就是说,液体内部各个方向都存在压强。
演示实验1
师:刚刚烧杯中的水所形成的压强,同学们吹气能够克服它.那么,这杯水形成的压强就只能这么大吗?
这是从橡胶手套上剪下来的手指,比气球难吹的.请肺活量最大的、刚刚吹破气球的同学来试试。
生:上台尝试.(无法吹起来)
师:那我们来看看这杯水的本领.(橡胶手套中事先灌满水,利用虹吸现象)
正常放置,没有将手套撑起;往烧杯中加水,无明显反应;把杯子转一转没反应;将杯子举高,橡胶手套马上撑起,甚至撑破.也就是在增加高度时,水产生更大的压强,撑大橡胶手套.有一位叫帕斯卡的物理学家,他也曾经用几杯水,通过一根细长的管子,将一个装满水的密封桶压破,就是著名的帕斯卡裂桶实验。
学生探究
活动1:学生猜想
师:这一杯水形成的压强,可以轻易被我们克服,也可以大到撑破橡胶手套,甚至是水桶.那么水也就是液体形成的压强由什么决定呢?
现在请同学们小组讨论,猜测影响液体压强大小的因素.五分钟后,各组派代表陈述。
学生猜测因素,并可简单陈述理由.(部分小组猜测因素较少,教师可适当进行提问、引导,启发学生思考)
活动2:讨论排除
师:同学们猜测的因素都非常好,需要进一步实验验证.不过,在实验验证之前,先对这些因素进行分析.是否有等同因素,或者通过理论分析可以排除.请各小组再进行讨论。
密度:保留研究;深度:保留研究;方向:保留研究。
质量: 同一杯水,形成的压强不同,质量不能决定压强。 形状:粗的烧杯、细的玻璃管,或者是方形的玻璃管,影响形成的压强嘛?
重力:这一猜想非常好.但请同学们进一步思考:地面上,物体的重力跟什么因素有关?那么说重力也就是考虑质量因素,所以可以排除重力因素。
此外,有同学提到液体内部压强的大小就可能和g有关了.g的确影响液体内部压强大小,在之后学习的压强的计算公式中也有体现.但地球上的g认为是不变的,现在教室中无法实验验证,这里也就不再考虑.(若学生未提出此处省去)
面积:面积这个因素我们需要理一理.同学们说的面积,是什么面积是受到压强的面积嘛?那猜想是:面积大,受到的压强大,是嘛? 面积大受到的压强大,还是压力大?所以不要搞混压强和压力的概念.那是面积大,压强小嘛?(根据时间情况进行验证)
师:同学说的都非常好.接下来,我们对这些合理的猜想,进行实验验证。
活动3:实验验证
师:首先跟大家介绍实验中用到的一个重要器材:U形管压强计.U型管内装有有色液体,便于观察.通过橡胶管与橡皮膜相连.当橡皮膜受压,U型管内的液面就发生改变,U型管两边液面相差的格子越多,说明橡皮膜受到的压强也就越大.将橡皮膜放到液体中,通过读U型管的高度差,从而得到液体压强的大小.高度差的大小,从而说明橡皮膜处的压强越大.将橡皮膜放入液体中,通过U型管两边的液面差,反映液体内部压强大小.此外,笔者还可以通过转动,改变压强的方向.通过调节来研究高度对于液体内部压强的影响。
为了研究其他因素的影响,笔者还给大家提供了以下器材:U型管压强计、橡皮膜、大圆筒、两个相同的烧杯(500 mL)、酒精、水、两个高度相同、形状不同的容器、底面积不同的橡皮膜.接下来,请各组讨论,验证以上因素的影响,分别需要选取哪些器材。
深度:将橡皮膜放入水中不同的深度,要保证方向等因素相同.第一次较浅,离液面高度小.请同学们读出U型管内高度差.第二次,深度增加,请同学读出U型管内高度差;第三次再增加深度,U型管内高度差为.通过这个实验,结论是什么?
方向:控制液体密度、高度相同等条件,改变橡皮膜的方向.现在是向下,请大家记录高度差.第二次,向左,高度差怎样,有没有发生变化.接着转动,现在是向上,高度差有没有发生变化?所以,我们可以得出结论,液体内部压强方向发生改变时它的大小有没有变化?
密度:选取相同的烧杯,酒精、水,导入相同高度.(提前倒好)
面积:选取不同的橡皮膜。
质量:圆形容器、烧杯。
形状:你们觉得形状是影响因素嘛?从容器的形状和质量综合来看,其实就是深度的影响。
经过以上实验验证,我们得出,液体内部压强,只跟液体的密度、离液面的深度有关。
知识应用
习题巩固:简单习题,强调液体内部各个方向都有压强,及影响液体内部压强的因素。
活动4:解释生活现象
师:接下来,我们看一些与液体内部压强有关的应用.平时我们游泳,服装很简易.如果要潜水,不仅要有潜水证,还必须有十分专业的装备.如果想进行深海探测,要求就更高了.为什么会有这样的区别呢?
师:再回到之前留下的问题,生活在水下60~100米处的带鱼,打捞上岸后,会因为内脏破裂而亡.请同学们讨论并解释为什么?
师:那大坝越往下,越宽厚,为什么?
七、板书设计
[HT6][JZ]6.3 液体内部的压强
一、液体内部各个方向存在压强
二、[WB]影响液体内部压强大小的因素
[DW]液体密度,离液面的高度
三、液体内部压强的应用
教学反思
(1)物理知识来源于生活生产的实践,要让学生在学习中体会物理知识从生活中来到生活中去的过程.所以,本节课首先从活动体验引入,最后回归到生活实际;其次,课堂中注重实验对于学生的启发,如模拟帕斯卡裂桶实验;最后,在实验中要求学生掌握实验仪器操作的规范性。
(2)知识的获得是一个建构的过程,本次课遵循知识学习的过程:从体验感知开始,到矛盾引发思考,猜测因素,排除因素,实验验证,最后总结应用。
(3)本次课的教学形式采用小组教学,让学生在课堂中猜想、讨论,真正的成为课堂的主体。
(4)关于本次课的改进,可在使用U型管压强计测量中,进行实验数据的记录,从定性实验过渡到定量实验.
本节为上海教育出版社九年级上学期课本中的第六章第3节,主要学习液体内部的压强规律.其知识点包括液体内部各个方向都有压强,液体内部压强大小与哪些因素有关以及压强知识的应用。
学习本节内容需要以压力和压强的概念、液体的特点、密度知识为基础.在知识结构上,学生已经掌握了这些知识,并且知道通过观察形变效果来判断压强的大小.在思维能力上,初中学生的感性思维强于理性思维,通过演示实验和学生实验能够更好地帮助他们理解并掌握知识.在学习方法上,应逐步培养学生探索式学习的能力,通过分析讨论、设计实验、探究、交流与总结,从而归纳出液体内部压强与深度和密度的关系.整个过程体现学生探究式学习及类比学习的过程,使学生对新知识的掌握更加深入。
二、教学目标
1.知识与技能
(1)知道液体内部各个方向都存在压强。
(2)学会使用U形管压强计测液体内部压强。
(3)知道影响液体内部压强大小的因素。
2.过程与方法
(1)通过水中吹气球体验,总结得出液体内部各个方向存在压强。
(2)通过观察与实验,探究液体内部压强规律.更好地掌握控制变量法,学会归纳结论。
(3)用液体内部的压强知识解释现实生活中的现象,将知识进行应用。
3.态度、情感与价值观
(1)通过探究液体内部压强规律的实验,培养观察、交流的能力。
(2)知道液体内部压强在生产和生活中的应用,感受生活与物理的紧密联系,增强对物理学科的兴趣。
三、教学重点和难点
重点:探究液体内部压强规律。
难点:猜测影响液体内部压强的因素,并用控制变量法探究液体压强规律。
四、教学准备
1.学生器材:1000 mL烧杯、水、水槽、气球、橡皮筋、吸管。
2.教师演示器材:U型管压强计、500 mL烧杯(2支)、水、酒精、各种不同形状的容器(花瓶)、水槽、吸管、橡胶手套、橡胶管、夹子、气球、漏斗。
3.课件:PPT、实物投影。
五、设计思路
本设计的内容包括三个方面:一是液体内部各个方向都存在压强;二是应用U型管压强计等器材,探究影响液体内部的压强的因素;三是应用液体内部压强的知识解决实际问题。
以“水中吹气球”的实验创设情景引出课题,激发学生的学习兴趣,通过学习分析,知道液体内部各个方向存在压强.通过一杯水压破橡胶手套的实验(改造的帕斯卡裂桶实验),引导学生合理猜想影响液体内部压强的因素.通过讨论,排除无关因素.再小组选取实验器材,进行实验探究,总结得出液体压强与深度、密度有关系.最后,将液体内部压强的知识进行实际应用.在实验探究的过程中要体现控制变量的思维模式,体验探究物理规律的科学方法,同时获得液体内部压强的规律。
本设计通过水中吹气球的情景,引发学生的兴趣,然后通过体验、猜想、实验探究,同时结合控制变量、归纳演绎的科学方法.以小组间的交流和讨论,归纳出结论,从中体验探究式学习和合作学习的重要性。
六、教学流程
1.教学流程图
[TP11CW56.TIF,BP#]
2.教学过程
情景引入
学生实验1
师:我们都吃过带鱼,大家会觉得带鱼在刚买来的时候非常新鲜,活蹦乱跳的.但其实,菜场里的带鱼都是这样的——死去的,放置在冰块里的.为什么菜场里没有活蹦乱跳的带鱼招揽生意呢?再看一张图片,这是一座大型水坝,水坝上部薄底很厚,水坝为什么是这种结构?
这两个问题稍留一下,同学们先来做一个小游戏——比较水中、空气中吹气球,哪个更容易?
生:各组实验(注意使用水槽、毛巾等)
师:通过刚才的比较,水中、空气中吹气球,哪里更容易?
师(总结):原来水压住气球,所以比空气中难吹.而且水对气球形成的压强是各个方向的.也就是说,液体内部各个方向都存在压强。
演示实验1
师:刚刚烧杯中的水所形成的压强,同学们吹气能够克服它.那么,这杯水形成的压强就只能这么大吗?
这是从橡胶手套上剪下来的手指,比气球难吹的.请肺活量最大的、刚刚吹破气球的同学来试试。
生:上台尝试.(无法吹起来)
师:那我们来看看这杯水的本领.(橡胶手套中事先灌满水,利用虹吸现象)
正常放置,没有将手套撑起;往烧杯中加水,无明显反应;把杯子转一转没反应;将杯子举高,橡胶手套马上撑起,甚至撑破.也就是在增加高度时,水产生更大的压强,撑大橡胶手套.有一位叫帕斯卡的物理学家,他也曾经用几杯水,通过一根细长的管子,将一个装满水的密封桶压破,就是著名的帕斯卡裂桶实验。
学生探究
活动1:学生猜想
师:这一杯水形成的压强,可以轻易被我们克服,也可以大到撑破橡胶手套,甚至是水桶.那么水也就是液体形成的压强由什么决定呢?
现在请同学们小组讨论,猜测影响液体压强大小的因素.五分钟后,各组派代表陈述。
学生猜测因素,并可简单陈述理由.(部分小组猜测因素较少,教师可适当进行提问、引导,启发学生思考)
活动2:讨论排除
师:同学们猜测的因素都非常好,需要进一步实验验证.不过,在实验验证之前,先对这些因素进行分析.是否有等同因素,或者通过理论分析可以排除.请各小组再进行讨论。
密度:保留研究;深度:保留研究;方向:保留研究。
质量: 同一杯水,形成的压强不同,质量不能决定压强。 形状:粗的烧杯、细的玻璃管,或者是方形的玻璃管,影响形成的压强嘛?
重力:这一猜想非常好.但请同学们进一步思考:地面上,物体的重力跟什么因素有关?那么说重力也就是考虑质量因素,所以可以排除重力因素。
此外,有同学提到液体内部压强的大小就可能和g有关了.g的确影响液体内部压强大小,在之后学习的压强的计算公式中也有体现.但地球上的g认为是不变的,现在教室中无法实验验证,这里也就不再考虑.(若学生未提出此处省去)
面积:面积这个因素我们需要理一理.同学们说的面积,是什么面积是受到压强的面积嘛?那猜想是:面积大,受到的压强大,是嘛? 面积大受到的压强大,还是压力大?所以不要搞混压强和压力的概念.那是面积大,压强小嘛?(根据时间情况进行验证)
师:同学说的都非常好.接下来,我们对这些合理的猜想,进行实验验证。
活动3:实验验证
师:首先跟大家介绍实验中用到的一个重要器材:U形管压强计.U型管内装有有色液体,便于观察.通过橡胶管与橡皮膜相连.当橡皮膜受压,U型管内的液面就发生改变,U型管两边液面相差的格子越多,说明橡皮膜受到的压强也就越大.将橡皮膜放到液体中,通过读U型管的高度差,从而得到液体压强的大小.高度差的大小,从而说明橡皮膜处的压强越大.将橡皮膜放入液体中,通过U型管两边的液面差,反映液体内部压强大小.此外,笔者还可以通过转动,改变压强的方向.通过调节来研究高度对于液体内部压强的影响。
为了研究其他因素的影响,笔者还给大家提供了以下器材:U型管压强计、橡皮膜、大圆筒、两个相同的烧杯(500 mL)、酒精、水、两个高度相同、形状不同的容器、底面积不同的橡皮膜.接下来,请各组讨论,验证以上因素的影响,分别需要选取哪些器材。
深度:将橡皮膜放入水中不同的深度,要保证方向等因素相同.第一次较浅,离液面高度小.请同学们读出U型管内高度差.第二次,深度增加,请同学读出U型管内高度差;第三次再增加深度,U型管内高度差为.通过这个实验,结论是什么?
方向:控制液体密度、高度相同等条件,改变橡皮膜的方向.现在是向下,请大家记录高度差.第二次,向左,高度差怎样,有没有发生变化.接着转动,现在是向上,高度差有没有发生变化?所以,我们可以得出结论,液体内部压强方向发生改变时它的大小有没有变化?
密度:选取相同的烧杯,酒精、水,导入相同高度.(提前倒好)
面积:选取不同的橡皮膜。
质量:圆形容器、烧杯。
形状:你们觉得形状是影响因素嘛?从容器的形状和质量综合来看,其实就是深度的影响。
经过以上实验验证,我们得出,液体内部压强,只跟液体的密度、离液面的深度有关。
知识应用
习题巩固:简单习题,强调液体内部各个方向都有压强,及影响液体内部压强的因素。
活动4:解释生活现象
师:接下来,我们看一些与液体内部压强有关的应用.平时我们游泳,服装很简易.如果要潜水,不仅要有潜水证,还必须有十分专业的装备.如果想进行深海探测,要求就更高了.为什么会有这样的区别呢?
师:再回到之前留下的问题,生活在水下60~100米处的带鱼,打捞上岸后,会因为内脏破裂而亡.请同学们讨论并解释为什么?
师:那大坝越往下,越宽厚,为什么?
七、板书设计
[HT6][JZ]6.3 液体内部的压强
一、液体内部各个方向存在压强
二、[WB]影响液体内部压强大小的因素
[DW]液体密度,离液面的高度
三、液体内部压强的应用
教学反思
(1)物理知识来源于生活生产的实践,要让学生在学习中体会物理知识从生活中来到生活中去的过程.所以,本节课首先从活动体验引入,最后回归到生活实际;其次,课堂中注重实验对于学生的启发,如模拟帕斯卡裂桶实验;最后,在实验中要求学生掌握实验仪器操作的规范性。
(2)知识的获得是一个建构的过程,本次课遵循知识学习的过程:从体验感知开始,到矛盾引发思考,猜测因素,排除因素,实验验证,最后总结应用。
(3)本次课的教学形式采用小组教学,让学生在课堂中猜想、讨论,真正的成为课堂的主体。
(4)关于本次课的改进,可在使用U型管压强计测量中,进行实验数据的记录,从定性实验过渡到定量实验.