《液体内部的压强》设计

《液体内部的压强》教学设计一、教学任务分析本节学习液体内部压强规律。液体内部的压强和生活、生产实际有着密切的联系，同时也是浮力产生的原因。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。本节由视频“潜艇下潜深度受限制”的现象引出液体内部有压强，接着通过学生体验、对比提出猜想。通过学生小组实验设计、探究、讨论、归纳得出液体压强与深度、密度的关系。然后构建液柱模型推导出压强的数学表达式。最后运用液体压强规律解释连通器，并了解生活中应用连通器的例子。本节内容的学习强调学生的主动参与，在体验、实验、思辨形成液体内部压强规律的过程中，感悟对比、归纳、建模、演绎的科学方法，感受合作学习的重要性。二、教学目标1、知识与技能（1）知道液体对容器底部、侧壁有压强，理解液体内部压强的规律。（2）会使用U形管压强计研究液体内部压强。（3）知道连通器的原理。2、过程与方法（1）经历探究液体内部压强规律的过程，感悟控制变量、归纳方法。（2）经历液体压强表达式的推导，感悟建模、演绎的科学方法。3、态度、情感与价值观（1）通过液体压强规律的实验探究，懂得合作学习的重要性。（2）通过了解液体压强规律在技术上的应用，感受生活与物理的紧密联系。三、教学重点和难点重点：液体内部压强规律。难点：液体压强计算公式的推导。四、教学资源1、学生实验器材：U形管压强计、大烧杯、水、盐、保鲜袋、橡皮软管。2、演示实验器材：侧壁开孔两端开口的试管、水槽、红墨水、U形管压强计、连通器。3、课件：自制课件，视频。4、课时安排：2课时五、教学设计思路本设计的基本思路是：以情景和活动引发学生提出猜想，引起探究的兴趣。然后通过实验探究和演绎推理的过程，体验探究物理规律的科学方法，同时获得液体内部压强规律。最后运用液体内部压强规律解释连通器。本设计要突出的重点是液体内部压强规律的形成过程。方法是：首先通过体验活动和演示实验，学生认识到液体内部向各个方向有压强，同时启发学生提出关于影响液体压强因素的合理猜想，其次通过演示实验和小组讨论排除无关因素，然后通过小组实验探究得出液体压强与深度、密度的关系，在归纳得出初步结论的基础上，最后结合自制课件建构液柱模型，通过演绎推理，获得液体压强的计算公式。本设计要突破的难点是液体压强公式的推导。方法是：让学生思考如何分析某一水平液面受到的压力，然后利用自制课件，层层液面叠加，出现柱状液体，然后利用压强的定义式推导得出。本设计通过观察潜艇电影片段，激发学习兴趣，然后通过体验、实验探究，演绎推理感受对比、控制变量、归纳、建模、演绎等科学方法。通过小组之间的交流，体验合作学习的重要性。最后通过连通器的学习，巩固液体压强知识，感受物理与生活的联系。完成本设计的内容需2课时。六、教学流程1、教学流程图情景情景I演示实验1液体内部有压强活动Ⅲ学生实验2活动I体验活动II学生实验1情景II演示实验2活动Ⅳ推导公式液体压强初步规律液体内部压强规律液体内部压强规律连通器活动Ⅵ应用活动Ⅴ学生实验3情景Ⅳ课件展示情景Ⅲ演示实验32、流程图说明活动I体验学生手套食品袋插入水槽，体验手上的感觉，观察食品袋的形变。引出液体内部有压强。情景I演示实验1在底部和侧壁包有橡皮膜的试管中装入染成红色的水，根据橡皮膜的凸出，引出液体对容器底部和侧壁都有压强。情景Ⅱ演示实验2把刚才的试管缓慢插入盛有浓盐水的容器中，根据橡皮膜的凹陷程度的变化，以及侧面的橡皮膜上开一小孔后液体的流向，猜想影响液体压强的因素。活动II学生实验1先介绍U形管压强计的正确使用，学生练习使用U形管压强计，排除无关因素—“高度”。然后根据学生提出的猜想、各自的实验目的（研究液体压强与某一因素的关系），运用控制变量法设计实验方案并交流。活动Ⅲ学生实验2分组实验探究液体内部压强与深度、密度的关系，归纳得出液体压强与深度、密度的定性关系。说明：两人一小组，先研究液体压强与深度关系，后研究液体压强与密度关系。（实验数据记录在学习活动卡上）活动Ⅳ推导公式构建液柱模型，运用演绎的方法推导出定量的数学表达式。情景Ⅲ演示实验3透明橡皮软管，使之成U形，内装染成红色的水，上下移动一端。活动Ⅴ学生实验3在透明的橡皮软管中装水，上下移动软管口，观察液面，思考原因。情景Ⅳ课件展示用液体压强原理解释U形管中同种液体液面保持相平的原因，引出连通器的概念和连通器内液面的特点。活动Ⅵ应用连通器在生活和生产中的应用(茶壶、锅炉水位计、船闸等)。3、教学主要环节本设计可分为四个主要的教学环节。第一环节，通过创设情景引入课题，感受液体内部有压强。第二环节，通过演示实验和学生实验，探究液体内部压强的初步规律。第三环节，结合自制课件推导出液体压强的计算公式。第四环节，通过实验和课件提供的情景，了解连通器内液面特点。第五环节，通过阅读、交流等方法了解连通器在生产和生活中的应用。七、教案示例第1课时（一）引入1．学生手带保鲜袋插入水槽观察保鲜袋的形变。思考：使保鲜袋紧贴手的原因是什么？图1甲图1甲乙3.演示实验如图1乙所示，将试管插入浓盐水中，观察橡皮膜的变化，思考：影响压强的因素是什么？当内外液面相平时，在橡皮膜上开孔，观察液体的流向，再思考：影响压强的因素是什么？（二）新课图24．介绍U形管压强计的使用，然后将金属盒放入液体的某一深度，转动金属盒使之朝不同方向，观察U形管内液面高度差。图2然后指导学生将金属盒放入液体的相同深度，不同高度处，如图2所示，观察U形管内液面高度差；进一步思考影响液体压强的因素究竟是什么？根据猜想，请同学设计出合理的实验方案并交流。5．实验探究探究液体内部的压强与深度、密度的初步关系利用学习活动卡指导学生分组运用控制变量法实验探究。（学习活动卡见附录）（1）分组探究液体内部压强与深度、密度的关系（2）填写实验表格，组内交流，归纳得出结论。（指导策略：多媒体搜集数据、师生探讨、课堂交流）6．推导公式（解决实验无法解决的液体内部压强与密度、深度的定量关系）图3（1）利用课件和设问，帮助学生建构液柱模型。图3设问：设想在液体某一深度有一水平液面，如图3所示，该液面受到的液体压力大小如何？（课件演示液面层层叠加，出现与它面积相同的柱状的液体。）设问：根据压强的定义如何计算这部分液体的压强？（2）运用压强概念推导出的数学表达式。（三）知识应用7．介绍教科书中液体压强在技术上的运用。设问：为什么拦河大坝修建的上窄下宽？请用液体压强知识解释。设问；潜艇能无限下潜吗？阅读相关资料（四）布置作业附表：学习活动卡探究实验实验一实验目的：探究液体内部压强与液体深度关系实验序号123水中的深度（厘米）51015计液面高度差（厘米）归纳实验结论；同种液体，液体内部压强________________________________。实验二实验目的：探究液体内部压强与液体密度关系液体中的深度（厘米）55液体种类水盐水计液面高度差（厘米）归纳实验结论；同一深度，________________________________________________________第2课时（一）引入1.演示实验：教师手拿透明橡皮软管，使之成U形，内装染成红色的水。请同学猜想：当一端上升或下降时，两个水面是否会保持相平？2.学生实验：观察当水不流动时，水面相平。归纳：把上端开口，下部连通的容器叫做连通器。连通器里的水不流动时，各容器中的水面总保持相平。（二）新课ABAB图4结合如图4所示课件说明：假设连通器的底部有一个面积为S的液片AB，由于水不流动，即液片AB左、右两面所受二力平衡，左、右两管中的水对液片AB的压强相等，p1=p2，而p1=ρgh1、p2=ρgh2，因为两管中都是水（即液体密度相同），只有当两管水深相等（即h1=h2）时，压强才能相等。4.知识巩固图5（1）判断如图5所示的器材是否是连通器？依据是什么？图5（2）如图5所示的器材内装同种液体，当器材倾斜时液面是否会保持相平？为什么？5.连通器