第九章 第1节 《压强》大单元分课时教学设计

第九章第1节《压强》大单元分课时教学设计桂阳县东风中学邓灶荣【教材分析】压力、压强是初中物理力学的重要概念，是对压力的作用效果的进一步描述，是后续学习、认识浮力产生的原因等知识的基础，更是初中物理课程的重要教学内容。本节由“压力、压强”和“怎样减小或增大压强”两部分内容组成。两部分内容彼此关联，学生只有对压力、压强的概念理解透彻，才能顺利解决减小或增大压强的问题。压力概念的理解、压强概念的形成是本节教学的重点，解决的关键是引导学生感知、比较压力的作用效果，知道用控制变量法来完成“探究影响压力作用效果的因素”实验，学会用比值定义方法引人压强的概念，并能用压强知识解释有关的物理现象。【学情分析】通过前面的学习，学生已经了解了力学的一些基础知识，这些知识是本节学习认知的基础；控制变量、比值定义、对比、归纳等学习方法，在以前的学习中已有所涉及，这为本节课的探究学习提供了基础。但学生对压力的概念不清楚，容易理解为压力就是重力，对受力面积把握不准。学生已经初步具备了实验操作能力，能体验控制变量法和转化法，但学生实验时结论表述可能不严谨，可能忽视对压力作用效果与压力大小和受力面积关系的正确归纳。多数学生学习本章时会感觉困难，原因是涉及的知识多、综合性强，既要有实验探究的思路，又要有理性思维，而学生又缺少压强方面的生活体验，因此教学过程注意科学、适度的引导。【教学目标】1.物理观念（1）了解压强的定义和计算公式。（2）掌握压强的单位及其换算。（3）了解压强在日常生活中的应用。2.科学思维与探究：（1）通过实验、观察和探究，了解压强的概念和计算方法。（2）培养学生的实验能力和科学思维能力。（3）提高学生的观察能力和分析能力。3.科学态度与责任：（1）培养学生的合作意识和团队精神。（2）激发学生对物理学科的兴趣和热爱。【教学重难点】重点:压力作用效果与哪些因素有关的实验。难点:压强概念的建立。【教学策略】讨论法、实验法、探究法、类比法。【教具准备】辅助教具：。【多媒体与资源】【教学过程】第1课时压力和压强一、情景导入视频：轮胎和钉子【教师提问】布满200根钢钉的钉板没有将轮胎刺破反而是一根钢钉钉的板就能将轮胎扎破，为什么呢？这其中有怎样的科学道理？下面我们一起来学习压强。［设计意图］让学生带着疑问来展开本节课内容的学习，激发了学生的求知欲、好奇心。同时让学生养成从物理学角度对客观事物进行初步的、定性的推理的科学思维习惯。二、新课教学(一)、压力1、现象探究：展示图片①茶杯对桌面的力①茶杯对桌面的力②图钉尖对墙面的力③木块对斜面的力【提出问题】以上几种情况的作用力有哪些共同点？【学生回答】这些力的共同特点是：力的方向与接触面垂直，作用点在两个物体的接触面上，我们把它叫做压力。［设计意图］通过观察图片，培养学生的分析、归纳能力【师生共同完成】2、压力（1）定义：垂直作用在物体表面上的力；（2）作用效果：使受压物体发生形变；（3）产生条件：两物体相互接触，两物体发生挤压。［教师强调］人静止在地面上，人和地面间有相互挤压的作用，人对地面有压力，地面对人也有压力（支持力）；静止在竖直墙壁旁的篮球与墙壁之间没有相互挤压，所以没有压力。3、压力三要素（1）压力的作用点：在受压的物体表面。（2）压力的方向：垂直于接触面指向被压物体。［教师强调］由于受力物体的受力面可能是水平面，也可能是竖直面，还可能是角度不同的倾斜面，因此压力的方向没有固定指向，它可能指向任何方向，但始终和受力物体的受力面相垂直。F=GF与F=GF与G无关F＜G（3）压力大小：压力不是重力。压力可以由重力产生，也可以由其他力产生。只有当物体自由放在水平面时，物体对水平面的压力在数值上等于重力。4、压力与重力的区别压力重力定义垂直作用在物体表面的力由于地球吸引而使物体受到的力方向垂直于接触面而指向被压的物体竖直向下作用点受压物体表面重心力的性质接触的物体间相互挤压而发生形变产生的，属于弹力来源于万有引力，是非接触力受力示意图［设计意图］通过老师引导让学生明确压力的定义及三要素、作用效果，并理解压力不是重力，大小不一定都等于重力。【学以致用】例1、关于压力，下列说法正确的是（）A.压力的大小一定等于物体受到的重力B.压力的方向总是竖直向下的C.两个相接触的物体之间一定存在压力D.压力的方向与接触面垂直答案：D例2、在下列各图中，能正确表示物体对支撑面压力的是（）A．B．C．D．答案：D【提出问题】小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破,重重的骆驼却不会陷入沙中,这是为什么？【师生共同分析】蚊子的口器对皮肤的压力虽然不大，但由于口器十分尖锐，因而能轻易刺穿皮肤；骆驼虽重，但脚掌面积很大，因而不会深陷沙中。这使我们想到：压力对物体作用的效果不仅跟压力的大小有关，还应该跟受力面积有关。【学生做做】体验1、用手掌和手指挤压气球，观察到气球两边的凹陷程度不一样。体验2、用两个手指挤压铅笔的两端，使铅笔保持静止。体验两个指头的感觉？观察两个手指的凹陷程度相同吗？适当加大力度重复以上操作，感觉如何？【分析】①因为两个指头受到的压力相等，但是受力面积不相等，右边食指受力面积小，感觉力的作用效果更显著。②当加大用力时，受力面积不变，力越大，感觉力的作用效果更显著。【追问】由以上实验进行猜想，压力的作用效果可能与什么因素有关？压力的大小、受力面积。［设计意图］引导学生从生活实例出发，通过亲身体验感知力的作用效果，并能根据实验现象提出合理猜想。（二）、实验：探究影响压力作用效果的因素【提出问题】压力的作用效果跟哪些因素有关？怎样比较压力的作用效果？【猜想和假设】压力的作用效果跟压力的大小和受力面积都有关。【设计实验】展示实验器材：海绵、小桌、砝码、木板等【教师提问】（1）怎样体现压力的作用效果？（2）如何改变压力大小和受力面积大小？（3）如何探究压力作用效果与受力面积是否有关，实验方法是什么？（4）如何探究压力作用效果与压力大小是否有关，实验方法是什么？［设计意图］根据问题，引导学生思考，自己选择器材，培养学生设计实验、控制变量等探究能力，激发学生探索的兴趣和创新意识。【学生回答】（1）实验器材：海绵、小桌、砝码。 （2）探究方法：①控制变量法：研究压力大小对压力作用效果的影响时，要控制受力面积一样，只改变压力的大小;研究受力面积大小对压力作用效果的影响时，要控制压力大小一样，只改变受力面积的大小。②转换法：压力的作用效果通过海绵的凹陷程度来体现。实验过程：【设计实验】①保持小桌与海绵的接触面积不变，在小桌上放一个砝码，改变压力，比较海绵两次形变的程度，如图甲、乙所示。②控制压力不变，改变小桌与海绵的接触面积（小桌一次桌面朝上正放，一次桌面朝下倒放），比较海绵两次形变的程度，如图乙、丙所示。【进行实验与收集证据】【学生活动】学生分小组进行实验并讨论分析得出实验结论操作1：在海绵上放一个小桌，观察图甲所示海绵被压陷的深浅；操作2：在小桌子上方放一个砝码，再次观察海绵的凹陷深度，如图乙；操作3：将小桌子倒置过来，桌面和海绵接触，放上砝码，然后再次观察海绵的凹陷深度，如图丙。实验现象与记录：实验压力受力面积压力作用效果甲小桌的重力桌脚（小）明显乙小桌+砝码重力桌脚（小）很明显丙小桌+砝码重力桌面（大）不明显播放视频：《探究影响压力作用效果的因素》实验【分析与论证】（1）比较甲图和乙图∶海绵的受力面积相同，乙图中桌子对海绵的压力大，海绵凹陷程度大，即乙图压力的作用效果比甲图明显，故可得出∶受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显。（2）比较乙图和丙图∶海绵受到的压力相同，乙图中海绵受力面积小，海绵凹陷程度大，即乙图压力的作用效果比丙图明显，故可得出∶压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。【实验结论】压力的作用效果与压力的大小和受力面积大小有关。（1）受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显。（2）压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。【交流与评估】实验中，为什么选用海绵做实验器材，而不选用木板?因为此实验是通过受力物体的形变程度来体现压力的作用效果的，海绵形变程度较明显，而木板等一些较硬的物体形变程度不明显，故不选用木板等一些较硬的物体代替海绵。。［设计意图］通过实验，可以培养学生的动手能力、分析论证的能力，让学生养成分析、处理、解释实验探究结果的科学探究品质。（三）、压强【教师总结】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\*GB3①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，如何比较压力的作用效果呢？【教师引导】在比较时间和路程都不相等时物体的运动快慢时，我们用到了单位时间内通过的路程，即速度=路程/时间。同学们可以类比速度来比较。【学生回答】可以通过比较单位面积上受到的压力来比较压力的作用效果，物理学中用压强来表示压力的作用效果。即压强＝压力/受力面积。［设计意图］通过递进和类比的方法启发学生思维，使学生在分析、归纳中积极思考，从而更好地突破教学难点。【师生共同完成】1.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做压强。（3）公式：压强=eq\f(压力,受力面积)p=eq\f(F,S)（4）单位：压强的国际单位是帕斯卡，简称帕，符号是Pa。1Pa=1N/m21Pa表示1m2面积上所受的压力是1N。常用单位：千帕(kPa)、兆帕(MPa)换算关系：1MPa=103kPa1kPa=103Pa（5）常见数值∶一颗西瓜子平放在桌面上，对桌面的压强约20Pa;一张报纸平放在桌面上时对桌面的压强约1Pa，成年人站立在地面上时对地面的压强约为1.5×104Pa。（6）对公式的理解=1\*GB3①p=FS为压强的定义式，适用于所有物体间压强的计算（气体、液体、固体均适用）。=2\*GB3②用公式计算时，各物理量的单位必须统一，其单位分别是p—Pa，F—N，S—m2。=3\*GB3③公式中F是压力，而不是重力，但物体静止在水平面上时（只受重力和支持力），对水平面的压力的大小等于物体的重力的大小。=4\*GB3④公式中的S是受力面积，它是施力物体挤压受力物体时，两者相互接触的面积。如图所示，将一底面积为S的物体A分别放置在面积为S1和S2的两个桌面上，两种情况下，物体对桌面的压力相等，但图甲中受力面积是S，图乙中受力面积是S2。【学以致用】例3、水平桌面上放一本书，书受到的重力为3N，与桌面的接触面积为5×10-2m2，计算书对桌面的压强。【学生动手】两名学生上黑板演算，其他学生在草稿本上书写计算过程，教师巡视，最后点评，讲解计算注意事项，培养学生解题思维和规范书写。解：书对桌面的压力等于它的重力，即：F＝G＝3N桌面的受力面积：S＝5×10-2m2书对桌面的压强p=eq\f(F,S)=eq\f(3N,5×10-2m2)=60pa答：书对桌面的压强为60pa。（四）、怎样减小或增大压强【提出问题】①书包带为什么做得比较宽？②菜刀的刃为什么磨得比较薄？③为什么啄木鸟的嘴强直如凿？【学生回答】书包用宽的背带，可以增大受力面积，减小压强，背起来舒服；菜刀刃薄，可以减小受力面积，增大压强，切菜更容易；啄木鸟的坚硬而细长的啄可以减小受力面积，增大啄对树皮的压强，有利于它啄破树皮觅食。【提出问题】任何物体能够承受的压强都有一定的限度，超过这个限度，物体就会被损坏。在生产、生活中，如何改变压强的大小呢?增大压强（1）方法：压力F一定时，减小受力面积S公式解释：注射针尖刀刃磨得薄注射针尖刀刃磨得薄破窗锤（2）方法：受力面积S一定时，增大压力F公式解释：用较大的力切肉用较大的力砸墙压路机巨大的碾轮用较大的力切肉用较大的力砸墙压路机巨大的碾轮减小压强宽大的书包带重型卡车装有很多车轮螺丝下较大宽大的书包带重型卡车装有很多车轮螺丝下较大的垫圈房屋宽厚的地基坦克的履带铁轨下铺枕木实例：汽车限重空心砖（2）方法：受力面积S一定时，减小汽车限重空心砖实例：【学以致用】例4、下列事例中，属于减小压强的是（

）A．切芒果的刀磨得很薄 B．铁轨下铺枕木C．用针绣花 D．细线切鸡蛋答案：B三、课堂小结通过对压力和压强的学习，我们知道了压强的公式和计算方法，以及改变压强大小的途径，下面请学生谈谈学习本节有哪些收获。［设计意图］学生在回顾和思考中加深对本课知识的理解，对本节课学习的知识与过程进行梳理，形成一个完整的知识体系，培养学生的语言表达能力和归纳能力。四、课堂练习1．图中正确表示压力示意图的是（）2.下列压强大小最接近1Pa的是（）A．人站立时对水平地面的压强 B．一张图画纸平放时对水平桌面的压强 C．打针时注射器针尖对皮肤的压强 D．推土机推土时履带对水平地面的压强3．图中为了增大压强的是（）A.坦克装有A.坦克装有B.书包背带宽大的履带做得较宽C.斧刃磨D.在铁轨得很锋利下面铺枕木4.如下图1所示，水平雪地上，穿着滑雪板的芳芳总质量为65kg，没有陷入雪地；而穿着运动鞋的小明总质量为50kg，却深陷雪地。下列说法正确的是（）A．芳芳对雪地的压力比小明的小B．芳芳对雪地的压力和小明一样C．芳芳对雪地单位面积的压力比小明的小D.受力面积和压力都不等，无法比较谁对雪地的压强大图图1图25.如上图2所示，用拇指与食指压一支铅笔的两端，两个手指受到的压力______(选填“拇指大”、“食指大”或“一样大”，下同)，两个手指受到的压强________，这是由于压力一定时，_________，受到的压强越大的缘故。若拇指受到的压力为2N，笔尖的受力面积为0.5mm2，则食指受到的压强为____Pa。五、板书设计第九章第1节压强一、压力1.压力定义：垂直作用在物体表面上的力。2.压力的作用点：物体表面。3.压力的方向：垂直指向物体表面。4.压力的作用效果：使物体发生形变。5.影响压力作用效果的因素：（1）压力大小；（2）受力面积。二、压强：1.定义：物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。2.公式：压强=eq\f(压力,受力面积)p=eq\f(F,S)3．单位：帕斯卡，简称：帕，符号Pa.1Pa=1N/m2三、增大和减小压强的方法：1.增大压强的方法：①受力面积一定时，增大压力；②压力一定时，减小受力面积；2.减小压强的方法：①受力面积一定时，减小压力；②压力一定时，增大受力面积；第2课时压强的计算【教学目标】会运用压强公式进行计算【教学过程】一、复习导入在上节课中我们学习了压强，下面我们一起来回顾一下压强的定义式、物理意义和单位。二、新课教学（一）压强复习1、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做压强。（3）公式：压强=eq\f(压力,受力面积)p=eq\f(F,S)（4）单位：压强的国际单位是帕斯卡，简称帕，符号是Pa。（5）变形式∶求压力用F=pS求受力面积用p=例1、一个图钉帽的面积是0.8cm2，图钉尖的面积是0.05mm2，手指对钉帽的压力是30N，则手对图钉帽的压强和图钉尖对墙的压强各是多大?解：图钉帽的面积：S1=0.8cm2=8×10−5m2，图钉尖的面积:S2=0.05mm2=5×10−8m2，手对图钉帽的压强：p=F墙壁受到的压力也为F=30N，则图钉尖对墙的压强：p=答：手对图钉帽的压强为3.75×105Pa；图钉尖对墙的压强为6×108Pa。【教师强调】（1）用公式计算时，各物理量的单位必须统一，其单位分别是p—Pa，F—N，S—m2。（2）式中F是压力，垂直作用在接触面上的力，而不是重力。（3）公式中的S是受力面积，它是施力物体挤压受力物体时，两者相互接触的面积。例2、在高速公路上，一些司机为了降低营运成本，肆意超载，带来极大的危害．按照我国汽车工业的行业标准，载货车辆对地面的压强应控制在7×105Pa以内．有一辆自重2t的6轮汽车，已知该车在某次实际营运中装货10t，每个车轮与地面的接触面积为0.02m2．求：（1）这辆汽车对路面的压强是多少？是否超过行业标准？（g=10N/kg）（2）如果要求该车运行时不超过规定的行业标准，这辆汽车最多装多少吨货？（设车轮与地面的接触面积不变）（计算中g取10N/kg）【学生练习】1、第24届冬奥会于2022年在北京、张家口举办，如图所示，小丽的质量为50kg，每只脚与地面的接触面积为0.02m2，雪地能够承受最大压强是3.0×103Pa。求：（1）小丽的重力？（2）通过计算判断小丽站立在雪地时能不能陷入雪地？（3）要完成滑雪运动，小丽所穿滑雪板的总受力面积至少多少m2？（小丽和滑雪板及装备总质量为60kg）［设计意图］通过学生动手，教师讲解例题，学生再练习，让学生学会规范解题且能够熟练运用压强公式及其变形公式。(二)、柱体的压强【师生推导】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。柱体的体积：V=sh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=eq\f(F,S)=eq\f(ρgSh,S)=ρgh柱体的压强p柱体的压强p=ρghρ表示密度，单位为千克/米3（kg/m3h表示高度，单位为米（m）p表示压强，单位为帕（Pa）注意：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。例3、如图所示，甲、乙两个实心柱形体放在水平地面上，对地面的压强相等，则（）甲的密度大，质量大B．乙的密度大，质量大C．乙的密度小，质量小D．无法确定【答案】B.【解析】①甲、乙对地面的