物理九年级第十四章《压强和浮力》单元备课•知识准备:压强和浮力是中学物理中的重要概念,具有很强的规律性。
它必须是在学生学习了力的概念、力的测量、二力平衡、重力以及质量和密度等知识的基础上学习,知识的综合性高,难度大,并且根据课标要求,这部分在知识与技能、过程与方法、情感态度价值感的要求也比较高。
•单元目标:1、通过实验探究,学习压强的概念。
能用压强公式进行简单计算。
知道增大和减少压强的方法。
了解测量大气压的方法。
2、通过实验探究,认识浮力。
知道物体浮沉的条件。
经历探究浮力大小的过程。
知道阿基米德原理。
3、通过实验探究,初步了解流体的压强与流速的关系.•知识结构:新课标对科学内容分为三类——物质、运动和相互作用、能量,而本章的压强与浮力均属于物质的相互作用,他们之间有较紧密的内在联系:从科学的角度看,压强的概念是本章内容的主线,压力和压强知识既是对前面所学的力的作用效果的延续,又是后面学习大气压强、浮力和高中学习气体性质的基础;从科学探究角度看,由压强到浮力,探究活动层次要求逐步提高,符合新课标要求的“科学探究要循序渐进"的基本思路.•教学策略:本章设置了大量的科学探究活动,比如压力的作用效果跟什么因素有关?液体内部压强规律、气体的压强跟流速的关系、阿基米德原理、物体的浮沉条件等,这些探究活动,具有实验操作方便、规律性强、结论容易获得特点。
在实际教学中,让学生通过自主研究,体验科学研究的过程,在这些探究过程中,渗透观察法、比较法、抽象法、实验法、类比法、比值定义法、控制变量法、理想模型法、数学归纳法等科学研究方法,使学生进步树立科学的世界观和方法论,激发学习物理的兴趣。
•情景示例:情景示例一关于“压强”的课题引入1、小游戏法在上课之前,我们先来做一个小游戏.老师手头有一个生鸡蛋,请同学们选出一位大力士,站到讲台,面对同学们用一只手将鸡蛋用力攥破(强调是攥破而不是抠破)。
结果选出的大力士用尽全身的力气没有将鸡蛋攥破,接着又换一另位大力士也没有将鸡蛋攥破,正在学生充满疑惑之际,教师可用一枝圆珠笔轻轻将鸡蛋戳破,学生此时急于知道事理的兴趣陡然而生,以此引入课题——其中的道理同学们学习过“压强”的有关知识便会豁然开朗.2、小实验法找一个玻璃杯,用一张白纸盖上杯口,并用橡皮筋扎住,将穿有许多鞋钉(或大头针)的硬纸板放在纸上,教师出示一个一千克的砝码,问“将砝码放在硬纸板上,白纸会不会扎破?”学生异口同声的回答:“会".当把砝码放上后,白纸却安然无恙,学生十分惊奇,把鞋钉拔掉一部分,再把硬纸板放到白纸上,问“现在把砝码放到硬纸板上,白纸会不会扎破?"学生众说纷纭。
教师演示后问“钉子多了,纸为什么扎不破?少了为什么被扎破了呢?同学们学习完本节知识——压强后,就会找到答案。
”情景示例二大气压几个有趣的实验:演示实验(一)塑料瓶被大气压瘪器材:塑料瓶一个、温开水一杯操作:、1、将温开水倒入瓶子里,感觉到热。
2、将瓶子里的温开水再倒出来并迅速将瓶盖盖紧。
3、观察瓶子慢慢瘪了师问:我们没有用手去捏瓶子,那么是什么力量让瓶子瘪了呢?引发学生思考.备注:水不能太热以免一开始就把瓶子烫瘪了。
演示实验(二)烧瓶喷泉器材:瓶塞上带直导管的圆底烧瓶、水槽。
操作:先往空烧瓶中倒入热水,然后再把热水倒掉,塞上带导管的瓶塞,把瓶塞插入滴有红墨水的水槽中。
学生会看到导管中有红色的水喷出,象小喷泉,且烧瓶中的水不断增多。
演示实验(三)自己会鼓的气球器材:锥形瓶、气球、抽气筒。
操作:在锥形瓶内放一个口扎好但没有气的气球,用抽气筒把锥形瓶内的气抽走,会看到瓶中的气球自己鼓起来了,学生观察了这个实验马上会直观分析出大气变稀薄后,大气压会变小,从而容易知道大气层的高度越高,空气越稀,气压越小。
情景示例三可乐瓶子的小实验(一)、压强综合演示器1、【材料】:塑料可乐瓶(或矿泉水瓶)一个、锥子一个2、【制作方法】:(1)在可乐瓶盖中央扎一个孔(2)在距可乐瓶底同一高度(约2厘米高度)瓶壁周围扎若干个孔(3)在可乐瓶同一方向侧壁上由低向高扎若干个孔3、【使用方法】:(1)探究固体压强问题先把原来扎的所有孔用胶带粘上,灌满水.然后把该瓶上下面分别放在海绵上可研究压力作用效果与受力面积的关系;灌不同量水底朝下放在海绵上可研究压力作用效果与压力的关系。
(2)探究液体压强问题先把原来在瓶壁上扎的所有孔用胶带粘上,灌满水。
把胶带分别揭掉可研究液体压强的特点(水柱喷出远近表示水压大小)。
有水喷出说明液体对侧壁有压强;把同一高度的胶带揭掉可研究液体压强与方向的关系;把同一高度的胶带揭掉可研究液体压强与方向的关系;把同一侧的胶带揭掉可研究液体压强与深度的关系。
(3)探究大气压问题先把原来在瓶壁上扎的所有孔用胶带粘上,灌满水。
把同一高度的胶带揭掉,当不用手按住盖上的孔时,瓶壁周围有水喷出。
用手按住盖上的孔时,水没有喷出.以此来说明大气压的存在。
(4)研究液体的压强与液体重力的关系的实验这个仪器的制作过程是:将一个塑料饮料瓶靠近瓶口处剪开,在瓶口紧扎上薄橡皮膜;将瓶口朝下放置,取一个橡皮塞,在塞子上打孔,并穿入一根短玻璃管,塞紧瓶口;用乳胶管把一只漏斗和短玻璃管连接起来。
实验探究:向漏斗中装满水,可以看到瓶口的橡皮膜略向下凸出,表明水对容器底有压强;保持瓶口位置不变,将漏斗慢慢向上抬高,可以看到,瓶口的橡皮膜越来越凸出,升到一定高度时,橡皮膜竟被压成一个灯泡似的,给学生留下深刻的印象。
分析论证:水的总重虽然没有增大,但由于漏斗升高后使水的深度增大,所以水的压强也增大了,使橡皮膜向外凸出程度增大,从而证明了液体的压强与液体的重力没有关系.得出结论:液体压强的大小只与液体的密度和深度有关,而跟液体的重力没有关系(二)、自制浮沉器(或叫自制小潜艇)1、【材料】:塑料可乐瓶(或矿泉水瓶)一个、石子若干、橡皮塞一个、玻璃管一段、橡皮管一段、锥子一个2、【制作方法】:(1)在可乐瓶底部扎几个孔(2)在可乐瓶里放几个石子(使可乐瓶竖直漂在水中)(3)找一大小合适的橡皮塞,在瓶塞上打孔穿上一段玻璃管,然后在玻璃管上套上橡皮管,最后把穿有玻璃管、橡皮管的橡皮塞塞到可乐瓶上。
瓶口与管之间封闭要好.3、【使用方法】:(1)探究物体的浮沉条件把浮沉器放入透明的高水槽中,用嘴吹或吸橡皮管分别使浮沉器在水中漂浮、下沉、悬浮、上浮,通过分析研究物体的浮沉条件.(2)探究潜水艇的沉浮原理把浮沉器放入透明的高水槽中,用嘴吹或吸橡皮管使自制小潜艇在水中下潜、上浮.演示并分析潜水艇的沉浮原理.•难点突破:(一)、在解说中走出“压力”误区压强的概念教学是在压力这一概念的基础上建立起来的。
因此准确地理解“压力”是进行“压强”教学的前提条件。
而要准确的理解“压力”这一概念,教师必须引导学生走出两个误区.第一个误区:压力的方向总是向下的,压力是由于一个物体对另一个物体“向下压”而产生的.所谓的压力在物理学上是指垂直作用在物体表面上的力。
这个力方向向哪不是关键,都有可能。
关键是这个力是否垂直作用在物体的表面上,教师要通过一些反例的分析将学生带出这一误区。
下述三例就是很好的反例。
1、放在桌面上的墨水瓶对桌面的压力的方向是向下的;而桌面对墨水瓶的压力方向是向上的。
2、放在斜面上的物体对斜面的压力方向是斜向下.3、将图钉钉在竖直的墙面上,手对图钉帽的压力方向是水平的。
第二个误区:压力就是重力压力和重力是两个不同的力.教师可以从这样几个方面进行说明:从施力物体来看,重力的施力物体时地球,而压力的施力物体就很难说定了;重力的方向是竖直向下的,而压力的方向不一定是竖直向下的。
从大小的关系来看,如果物体放在水平桌面,物体对水平桌面的压力的大小等于它受到的重力;但是如果物体放在斜面上,它对斜面的压力就不等于它受到的重力了。
(二)、实验探究:“浮力的大小等于什么”实验的改进人教版九年级物理第十四章第五节探究实验“浮力的大小等于什么”有时不容易操作,主要是以下原因造成的:1、测力计测重时手容易抖动造成示数不稳定,读书时误差大甚至产生错误.2、溢水杯盛满水时和将金属块放入时,水容易顺着烧杯壁流出,造成测量的错误,而得不出结论。
教师把结论告诉同学们,学生会对结论的可靠性产生质疑.而此实验的成功与否,对学生探究阿基米德原理以及理解原理的内涵具有举足轻重的作用,为使学生探究更加简单,可采用如下的改进方案:1、将两个规格相同的弹簧测力计A、B挂在铁架台上,A下面挂金属块,B 下面挂空小桶,测出它们的重力。
2、用大号的饮料瓶、剪去上半部分作为溢水杯,并自上而下剪一小条到中部,折下弯出一凹槽,作为溢水杯的水嘴。
并在溢水杯中加入红色的水。
溢水杯溢出的水可以流入右边小桶中。
3、将溢水杯放在升降平台上,摇动手柄,可使平台高度缓慢上升、下降。
溢水杯可随升降台一起升降.4、实验中,逐渐调高平台,使金属块进入水中的体积越来越大,观察到弹簧测力计A的示数减小,B的示数增大。
比较A、B示数的变化量,得出金属块所受浮力与溢出水的重相等。
【操作注意事项】:1、测力计使用前调零并且示数稳定后读数。
2、避免溢水杯的嘴与小桶间有力的作用,水嘴不能进入桶内的水中.3、平台要缓慢稳稳上升,避免水的晃动。
4、溢水杯水要装满。
【改进后的优点】:1、溢水杯加红色的水,增加可见度。
2、能同时显示出物体所受的浮力大小和物体排开液体的重力的大小。
3、弹簧测力计有铁架台固定,示数更稳定.4、调节平台的高度,可以直观的观察到物体受到的浮力随排开液体的体积的增大而增大。
•学习问题:1、为什么引入压强概念。
2、液体产生的压强是否等于容器内液体的重力。
3、为什么流速大的地方压强反而小.4、在探究阿基米德原理实验时,如何将学生水到渠成引导到探究浮力与排开液体重力的关系上来。
5、学生对液体压强与浮力公式容易混淆,且计算能力较差.•作业或检测:压强和浮力的章末测试一、选择题1、如图所示,各物体的大小、形状、材料相同,重都为30N,施加的压力F=60N,垂直于物体表面。
其中对支持面压力最大和最小的分别是( )A.甲、乙B.甲、丙C.甲、丁D.丙、丁2、已潜入海水中的潜艇,在继续往深海下潜的过程中,它受到的()A.压强增大,浮力增大B.压强和浮力都不变C.压强增大,浮力不变D.压强不变,浮力增大3、甲同学做托里拆利实验,测得的水银柱高出水银面76cm,乙同学采取下面哪些措施可以改变这个高度差(多选)( )A.往水银槽内加少量水银B.实验时,在玻璃管中混进了少许空气C.把玻璃管往上提一提,但不出水银面D.把实验移到高山上去做4、在图所示的四个事例中,用于增大压强的是( )A.推土机上安装两条履带B.铁轨铺在枕木上C.用滑雪板滑雪D.把刀刃磨薄5、如图所示,在一敞口玻璃瓶甲里盛适量的水,使之能浮在一水槽中,将另一只同样的敞口空玻璃瓶乙瓶口朝下,按入槽内水中,并固定位置,在标准大气压下,对槽内水加热到沸腾时。