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液体对压强的传递

液体对压强的传递一、教学任务分析“液体对压强的传递”是第六章的第五节内容,是对第三节“液体内部的压强”的延伸和拓展。

其中“帕斯卡定律”是流体力学中重要规律之一,主要阐述了液体对压强传递的规律;而液压传动是液体传递压强规律的重要应用,液压传动原理在日常生活、生产中有着丰富的实用案例和巨大的实用价值。

学习本节内容主要以压强、液体内部压强的知识为基础,探究液体传递压强的规律,了解液压传动的原理,同时也为分析托里拆利实验测定大气压的值奠定了基础。

本节课通过简单的体验活动,引导学生知道液体能够传递压强;在教师的引导下,学生经历观察、猜想、验证猜想的过程,得出“帕斯卡定律”的内容;学生利用帕斯卡定律合压强公式的变换推导演绎液压传动的原理,加深对“帕斯卡定律”以及液压传动应用的理解;最后,以观察生活、生产中的液压传动的丰富事例为基础,激发学生学习物理物理知识,解决物理问题的兴趣。

本节课的教学要求学生在教师的引导下关注生活,关注实验现象,积极主动探索和发现物理规律。

通过实物、视频图像、实验活动等直观教学手段,激发学习兴趣,促使由具体感知物理现象向抽象思维的转化。

通过具体实例的分析,提高学生应用物理知识解决实际问题的能力,养成良好的学习习惯。

二、教学目标1、知识与技能(1)知道帕斯卡定律。

(2)知道液体能够传递压强,知道液压传动。

(3)知道液压传动是液体传递压强规律的重要应用。

2、过程与方法(1)经历观察、猜想、实验等活动,体验科学探究的基本过程。

(2)通过熟悉的生活事例、有趣的实验,感悟理论联系实际,学以致用的重要意义。

3、态度、情感与价值观(1)通过熟悉的生活事例、有趣的实验,了解液压传动原理,激发学习兴趣。

(2)通过联系生活、生产中帕斯卡定律和液压传动的应用,增强运用物理知识解决实际问题的能力。

(3)重温帕斯卡研究液体传递压强规律的历史,体验科学探究的艰辛和乐趣,感悟科学家刻苦钻研的精神。

三、教学重点和难点重点:帕斯卡定律难点:液压传动的原理四、教学资源1、器材:学生实验:水、矿泉水瓶、PVC管、筷子、保鲜袋、大头针、纸团、水槽。

演示实验:帕斯卡球、帕斯卡管、横截面积不同的注射器、橡皮管、铁架台、砝码盒。

2、课件:视频、自制PPT幻灯片五、教学设计思路本设计的内容包括两个方面:一是帕斯卡定律;二是液压传动原理。

本设计的基本思路是:以液压千斤顶托起汽车为情景引发学生思考:“为何小小的千斤顶能产生如此巨大的托力?”继而引出本节课的主题。

通过学生的活动体验,感受液体传递压强的规律,从而形成帕斯卡定律。

以帕斯卡定律为基础,通过学生利用公式推导演绎得出液压传动的原理。

通过学生对帕斯卡定律在生活中的应用实例的了解,进一步加深对帕斯卡定律和液压传动原理的理解。

本设计要突出的重点是:帕斯卡定律。

方法是:学生在教师的引导下,通过由浅入深的、分层次的三组实验得出帕斯卡定律。

首先由学生通过完成活动卡上第一组体验活动,感受液体能够传递压强,并猜测液体对压强传递的方向;然后由教师演示“帕斯卡球”实验,学生通过观察了解液体能够向各个方向传递压强;最后,教师通过演示“帕斯卡管”实验,引导学生得出完整的帕斯卡定律。

本设计要突出的难点是:液压传动的原理。

方法是:在教师的引导下,学生通过观察实验现象,推导比例公式的学习过程,得出液压传动的原理。

首先,学生通过观察小砝码顶起大砝码的演示实验,知道液压传动的现象;然后,在教师的引导下,学生通过对压强公式的推导,归纳演绎出液压传动的原理。

本设计以大量的生活事例为基础,激发学生的学习兴趣,通过实验和推理分析,归纳得出帕斯卡定律;以液压传动原理为载体,加深对帕斯卡定律的理解,同时感知物理学与我们生活是密切相关的;以帕斯卡的人物介绍,体验科学家们独特的人格魅力。

完成本设计的内容需1课时。

2、教学流程图说明情境I液压千斤顶托起汽车引发学生思考:“为何小小的千斤顶能产生如此巨大的托力?”继而引出本节课的主题。

活动I 学生实验1每组学生分别用手挤压塑料瓶,观察实验现象,感受液体能够传递压强。

通过改变用力的大小和方向进一步挤压塑料瓶,猜测液体传递压强大小和方向的特点。

每组学生将一只薄膜塑料袋平放在桌面上,用大头针在袋上扎一些小孔后,装入水,左手用力捏紧塑料袋口,右手挤压塑料袋,观察水流动的方向。

活动II 演示实验1学生通过观察“帕斯卡球”演示实验,知道液体能够向各个方向传递压强。

活动III 演示实验2学生通过观察“帕斯卡管”演示实验,观察各方向上橡皮膜凸出的程度,知道液体传递压强大小的特点。

情境II 图片介绍帕斯卡研究液体传递压强规律的历史。

活动IV 学生实验2每组学生在开口的PVC管两端各塞入一个湿纸团,用筷子一端快速用力推动其中一个纸团,观察实验现象,知道帕斯卡定律也适用于气体。

活动V 演示实验3将两个横截面积不同的注射器竖直固定在铁架台上,并用橡皮管连接,在小注射器的活塞上放上重力为G1的砝码,在大注射器的活塞上放上重力为G2的砝码,学生通过观察2个注射器活塞的变化情况,知道液压传动现象。

学生在教师的引导下,利用帕斯卡定律,通过对压强公式的推导,得出液压传动原理。

情境III 图片通过介绍液压千斤顶、液压挖掘机、消防车云梯、万吨水压机、大型盾构、仿真机器人工作时的情景,引出液压传动原理在生活中的广泛应用。

3、教学主要环节本设计可分为两个主要的教学环节。

第一环节,以液压千斤顶托起汽车为背景,激发学生思考,通过学生实验和教师演示,引导学生探究得到帕斯卡定律。

第二环节,以帕斯卡定律为基础,通过观察和推导演绎得出液压传动原理,并用以解释生活实例。

七、教案示例(一)新课引入师:“通过对物理课的学习,我们发现生活中蕴含着丰富的物理现象,同样物理知识也能不断的改善我们的生活质量。

下面就请同学们一起来观看一段有关物理现象的视频。

”1、情景1:视频:以液压千斤托起汽车。

师:“这是老师在换轮胎时,用液压千斤顶轻而易举就将一辆质量为1.2吨的轿车顶了起来。

”2、问题1:师:“为何小小的千斤顶能产生如此巨大的托力呢?”(展示液压千斤顶的工作原理图)师:“让我们一起来认识一下液压千斤顶的内部结构,(这是液压千斤顶的按压手柄、与手柄相连的小活塞、与重物相连的大活塞、中间是一段密闭液体),而小小的千斤顶能产生如此巨大托力的奥秘就在这段液体上,通过今天的学习以后,同学们就能解释刚才的问题了。

”(二)新课教学3、探究帕斯卡定律(1)学生实验1:师:“下面先让我们一起来做一个实验,每组同学的水槽中都有一个开有小孔的塑料瓶。

预设:同学们不要忙着实验,先听清楚实验的要求。

请大家用力挤压塑料瓶,仔细观察实验现象,并将实验现象与实验结论填写在活动卡上。

请大家先仔细阅读活动卡实验1(a)的要求,进行实验。

”(a)每组学生分别用手挤压塑料瓶,观察实验现象,感受液体能够传递压强。

师:“下面请同学交流一下实验情况,请××同学交流。

”预设:学生交流回答(学生回答不出追问:“手挤压以后小孔处的压强是如何变化的?增加的压强是从哪里来的呢?是通过什么传递的呢?”)师:“其他同学有不同意见吗?”预设:学生无异议得出结论:液体能够传递压强。

师:“下面让我们再深入的来探究一下,假如改变手挤压瓶子力的大小和方向,水从小孔流出的情况会有什么不同吗?请大家一起来试一试,并仔细观察实验现象。

”预设学生活动师:“下面请同学交流一下实验情况,请××同学交流。

”预设学生回答师:“改变用力的方向,水流出的方向不同了。

你观察到水是从哪个方向流出的?增大挤压的力水流出的情况有何变化吗?再请位同学交流,请××同学交流,你观察到水是从······。

”师:“根据刚才的实验现象,请大家猜想一下液体传递压强的方向和大小有何特点?先请同学猜想液体传递压强方向的特点。

”(请同学猜测)师:“请同学猜测一下液体传递压强大小的特点。

”师:“哪位同学的猜想正确呢?让我们通过实验来验证一下。

每组同学桌面上有一个塑料袋,请大家把袋子平放在桌面上,并用大头针在上面扎些小孔,然后装入水,一只手捏紧袋口,另一只手挤压塑料袋,观察水的流动方向。

请大家先仔细阅读活动卡实验1(b)的要求,进行实验。

”(b)每组学生把袋子平放在桌面上,并用大头针在上面扎些小孔,然后装入水,一只手捏紧袋口,另一只手用力挤压塑料袋,观察水的流动方向。

师:“下面请同学交流一下实验情况,请××同学交流。

”预设学生交流回答师:“其实早在350多年前法国科学家帕斯卡已经通过帕斯卡球实验发现了液体传递压强的方向,下面就让我们一起来重温一下这个实验。

请大家仔细观察水喷射的方向,并完成活动卡上的活动2。

”师:“请××同学交流一下。

”师:“这位同学的结论正确吗?大家有没有发现,刚才我们实验中的液体都是密闭的,所以结论应该是密闭液体能够向各个方向传递压强。

”(2)演示实验1:帕斯卡球实验:在帕斯卡球中注满水,用力推气筒,观察水喷射的方向。

师:“和同学们的猜测完全一致,液体能够向各个方向传递压强。

”得出结论:密闭液体能够向各个方向传递压强。

(3)演示实验2:师:“下面我们再通过老师改装的“帕斯卡管”实验来探究一下液体传递压强的大小的特点。

(简单介绍帕斯卡管的结构:将帕斯卡球改成了帕斯卡管,在左右两侧和前端开口并用橡皮膜密封。

)在改装的“帕斯卡管”内注满水,推动活塞,观察各个方向上橡皮膜形变的情况师:“我先轻轻推动活塞,请大家仔细观察各个方向上橡皮膜形变大小的关系。

”师:“然后我增大推动的力,请大家再仔细观察各个方向上橡皮膜形变大小的关系。

”师:“下面请同学先完成活动卡上活动3。

”师:“请××同学交流一下。

”预设学生师:“不管推力的大小如何,各个方向上橡皮膜受到的压强都相等。

”师:“其实帕斯卡在做帕斯卡球实验时,通过大量实验和反复测算已经得出了密闭液体能大小不变传递压强的结论。

这就是著名的帕斯卡定律。

”得出结论:密闭液体能够大小不变的传递压强。

(4)帕斯卡定律:加在密闭液体上的压强能大小不变被液体向各个方向传递。

师:“下面让我们一起来了解一下帕斯卡。

”(5)帕斯卡人物介绍师:“帕斯卡(1623-1662),法国数学家、物理学家、近代概率论的奠基者。

在几百年前,帕斯卡注意到在扎有小孔的水龙带里注满水,水会向四面八方喷射。

年轻的帕斯卡敏锐的注意到了这一现象,并通过不断的设计改进实验,最终于1653年提出了著名的“帕斯卡定律”。

所以帕斯卡被尊称为“液压机之父”。

为了纪念他,把压强的单位定为帕斯卡。

”师:“密闭液体能够传递压强,那么密闭气体是否也能传递压强呢?下面就让我们用实验来探究一下,每组同学桌面上都有一根PVC管、一根筷子和一些湿纸团,请同学们用湿纸团紧密的堵住PVC管的两端,然后用筷子宽大的一端快速用力的去顶其中一个湿纸团,观察发生的现象。

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