3.7压强（第2课时）（教学设计）七年级科学下册（浙教版）

3.7压强（第2课时）（教学设计）年级七年级授课时间课题3.7压强（第2课时）教学目标科学观念：了解液体内部有压强；了解影响液体内部压强的特点；了解液体压强的影响因素及计算。科学思维：感知液体压强是一种客观存在；能利用液体压强特点来解释相关的现象。探究实践：通过对影响液体压强大小因素的应用，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。态度责任：通过观察、实验以及探究等学习活动，培养学生探索自然现象和规律的兴趣，培养学生实事求是的科学态度、发散思维和创新意识；通过生活、物理、社会的密切联系，培养学生勇于探索生活中的物理学原理的精神和将物理知识应用于社会活动的意识。教学重难点重点：液体压强的特点；难点：探究液体内部压强特点；液体压强计算。学情分析本节内容选自浙教版七下第三章第7节，本节主要内容：压力、压强、探究压力的作用效果与哪些因素有关；压强的计算；怎样增大和减小压强；探究液体压强特点；探究压力的作用效果跟哪此因素有关是学生培养能力、提高素质的主要载体，帮助学生理解压强的概念，了解压强的应用。压强是力学中的重要内容，在现实生活中应用广泛，学生对与压强相关的物理现象较为熟悉，但压强的概念学生还比较陌生。本节内容是对压力的作用效果的进一步探究，是力和力的作用效果的延续，又为以后探究大气压强和浮力奠定了基础，所以本节内容起着承上启下的作用。因此，本节内容在力学中具有不容忽视的重要的地位。本节内容拟用2课时完成教学。第1课时主要内容是压力的作用效果、增大和减小压强的方法；第2课时的主要内容是液体压强。教学准备课件、课本、活动器材等教学过程教师活动学生活动新课导入人胸部以下浸泡在水里，会感觉有压迫感。潜水员到海里潜水，潜入深海要穿特制的抗压潜水服，潜入比较浅的海水，则不需要穿特制的潜水服，潜水员为什么要使用不同的潜水服呢？新知讲授一、液体内部存在压强1.液体内部存在压强固体会产生压强，液体是否也会产生压强呢？活动1．在一段粗管的下端蒙上橡皮膜，如图所示，将水注入管内至约1/3处，橡皮膜的形状有什么变化？再将水注入管内至约2/3处，橡皮膜的形状又有什么变化？现象：橡皮膜向下凸出，加水越多，凸出越明显。分析：液体受到重力作用，对底部的橡皮膜产生压力，使橡皮膜向下凸出。结论：液体对容器底有压强，液体深度越大，压强越大。2．如图所示，在一个容器的侧壁的出水口处蒙上橡皮膜，将水注入容器内至约1/3处，橡皮膜的形状有什么变化？再将水注入容器内至2/3处，橡皮膜的形状又有什么变化？现象：橡皮膜向外凸出，加水越多，凸出越明显。分析：液体具有流动性，对阻碍它流动的侧壁产生压力，使橡皮膜向外凸出。结论：液体对容器壁有压强，液体深度越大，压强越大。大量实验表明：液体对容器的底部和侧壁都会产生压强。液体内部也存在压强。液体的深度越大，压强越大。液体压强产生的原因液体对容器底部有压强：液体受到重力的作用；液体对容器侧壁有压强：液体具有流动性。液体不但对容器的底部和侧壁会产生压强，液体的内部也存在压强。如果你去游泳，当水面到达胸部时，就会感到胸闷，这正是水的压强引起的。2.压强计压强计：是测量液体内部压强的仪器，液体内部压强的大小可以用压强计去比较。结构：探头（由空金属盒蒙上橡皮膜构成）、橡皮管、U形管。原理：当压强计金属盒上蒙的橡皮膜受到压强时，U形玻璃管左右两管内的液面就会出现高度差。橡皮膜受到的压强越大，两管内液面的高度差越大。注意：压强计的金属盒可以转动，从而可以使橡皮膜朝向不同的方向；压强计使用前要检验气密性，若漏气，则会影响结果。二、探究液体内部压强特点1.实验探究液体内部压强特点液体对容器底和容器侧壁都有压强，它的大小与哪些因素有关呢？液体压强的特点又是怎样的呢？【提出问题】液体内部压强的大小跟哪些因素有关？【猜想与假设】根据生活实例，液体的压强可能与方向、深度、液体密度等因素有关。【设计实验】应用控制变量法，只改变某一个影响因素，通过压强计观察液体压强的变化。【实验器材】液体压强计、水、烧杯、盐水。【实验过程】（1）探究液体压强与方向的关系【实验步骤】控制探头深度相同、液体密度相同，改变压强计探头的方向，观察压强计比较压强大小。【实验现象分析】U形管两边液面的高度差不变，即液体内部压强不变。【实验结论】液体内部向各个方向都有压强，同种液体在同一深度向各个方向的压强都相等。（2）探究液体压强与深度的关系【实验步骤】控制变量：控制探头方向相同、液体密度相同，增大深度，观察压强计比较压强大小。【实验现象及分析】深度越深，U形管两边液面的高度差变大，即液体内部压强变大。【实验结论】同种液体内部压强随深度的增加而增大。（3）探究液体压强与液体密度的关系【实验步骤】控制变量：控制探头深度和方向均相同，增大液体密度，观察压强计比较压强大小。【实验现象及分析】盛有盐水的U形管两边液面的高度差更大，即液体内部压强更大。【实验结论】液体在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关，密度越大，液体压强越大。由以上实验可知：液体内部压强特点①液体对容器底部和容器侧壁都有压强；②液体内部向各个方向都有压强；③同种溶液同一深度，向各个方向的压强都相等；④液体内部的压强只与液体密度和深度有关，与液体的质量、重力、体积以及容器的形状、底面积均无关。⑤液体密度相同时，深度越大，压强越大；深度相同时，液体密度越大，压强越大。2.液体压强生活实例（1）液体的压强与深度有关，深度越深，压强就会越大，所以潜水服的抗压能力也要越来越好才行，以保护潜水员的安全。（2）瓶中加水后，水从小孔射出，从下方小孔射出的水流射得更远，是因为液体深度增加，压强增大，导致水的流速增大，水流射得越远。（3）液体的压强与深度有关，深度越深，压强就会越大，则水坝下部压强更大，根据𝐹=p𝑆可知，相同面积水坝下部受到的压力比上部大，所以水坝的下部比上部修建得宽些，使其承受更大的压力。3.液体压强计算公式取液体中一段圆柱形液柱进行分析：液面下深度为h处液体的压强为p=注意：h为液面下某处距离自由液面（与大气接触的液面）的竖直距离，不是液面高度。科学·技术·社会·环境：深海载人潜水器大海神秘莫测，蕴藏着丰富而宝贵的各种资源。自古以来，人类一直在探索：深深的海底究竟有些什么？如何使丰富的海洋资源为人类造福？可是潜入深海并不容易，因为在水下，每下潜10米，压强就要增大100千帕左右。潜水员穿抗压潜水服只能下潜到几百米。为了下潜到海洋的更深处，科学家们研制了各种抗压的潜水器。深海载人潜水器是深海科学考察和资源勘探最基本的作业装备，它体现了一个国家的综合技术水平。21世纪以来，我国启动了深海载人潜水器的研制项目。2012年6月27日，我国自行研制的“蛟龙号”载人潜水器在下潜试验中成功到达7062米的深度。2020年11月10日，我国自主研制的“奋斗者号”万米载人潜水器在马里亚纳海沟成功下潜至10909米，创造了我国载人深潜的新纪录。课堂练习典例1小明同学利用矿泉水瓶做小实验，在侧壁三个位置钻上同样大小的小孔，将瓶子装满水，打开瓶盖水从小孔喷出。图中的几种水流现象最接近实际情况的是（）A.B.C.D.【答案】A【解析】由于同种液体的压强随深度增加而增大，所以将瓶子装满水，深度越大的孔喷射的水平距离越远，深度越小的孔喷射的水平距离越近，故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。典例2如图，A、B、C是三个圆柱形容器，分别装有水或酒精（ρ酒精＜ρ水)，A、C两容器中液体深度相同，B、C两容器的底面积相同。三个容器底部所受的液体压强分别为pA、pB、pC，下列判断正确的是（）A.pA＞pB＞pCB.pC＜pA=pBC.pC＜pA＜pBD.pA＞pB=pC【答案】C【解析】根据题意知道，图A、C中，hA=hC，由液体压强公式p=ρgh及ρ水＞ρ酒精知，pA＞pC，又因为A、B中容器中装的都是水，hB＞hA，所以pB＞pA，由以上分析知道，pC＜pA＜pB，故C正确，ABD错误。故选C。典例3如图所示，水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器，分别装有深度相同、质量相等的不同液体。请回答：（1）甲、乙容器对桌面的压力分别为F甲、F乙，则F甲（填“＞”、“＜”或“=”）F乙；（2）液体对容器底部的压强分别为p甲、p乙，则p甲（填“＞”、“＜”或“=”）p乙。【答案】（1）=（2）＞【解析】（1）水平桌面上，甲、乙两个容器中两种液体质量相等，容器的质量相等，根据G=mg可知二者的总重力相等，故容器对桌面的压力F甲=F乙；（2）从图中可知乙中液体的体积大于甲中波体的体积，因为液体质量相同，根据ρ=mV可知，ρ甲＞ρ乙，因两容器中液体的深度相同，根据p=ρ液gh，液体对杯底的压强p甲＞p乙典例4在探究“影响液体内部压强大小的因素”的实验，小科进行了如图所示的操作。请回答：（1）如图1所示为压强计的各部分结构，它是通过比较来反映被测液体压强大小的。（2）当金属盒在空气中时，U形管两边的液面应当相平，而小科同学却观察到如图1所示的情景，此时正确的做法是（）A.无需调节，可以直接进行实验B.需要调节，取下软管重新安装C.需要调节，将右边支管中高出的液体倒出（3）压强计调节正常后，小科将金属盒先后浸入到两杯液体中（已知其中一杯为水，另一杯为盐水，且液面等高），如图2甲、乙所示，由此可以确定图（填“甲”或“乙”）杯中盛的是水。（4）若要探究在同种液体同一深度液体向各个方向的压强是否相等，正确的操作方法是：。【答案】（1）U形管中液面的高度差（2）B（3）甲（4）将压强计的金属盒浸在液体中某一深度处，改变金属盒的方向，观察U形管两边液面的高度差【解析】（1）压强计是通过U形管中两侧液面的高度差来反映被测压强大小的。（2）由图1知，左边的液面较低，说明左边液面受到的压强大于右边液面受到的大气压；此时应该将软管卸下来，使管内压强和大气压相等，然后再接上，故B正确。（3）观察图甲和图乙可知，在甲中金属盒浸入液体中较深，但两侧液面高度差小，压强小，由p=ρgh可以判断出甲中液体的密度小于乙中液体密度，故图甲杯子中盛的是水。（4）若要探究在同种液体同一深度液体向各个方向的压强是否相等，正确的操作方法是：将压强计的金属盒浸在液体中同一深度处，改变金属盒的方向，比较U形管中两侧液面的高度差。课堂小结一、液体内部存在压强1.液体对容器底部有压强，液体对容器壁有压强；2.产生原因：液体受到重力作用，液体具有流动性。3.压强计：是测量液体内部压强的仪器；结构：探头（由空金属盒蒙上橡皮膜构成）、橡皮管、U形管。原理：当探头上的橡皮膜受到压强时，U形管左右两侧的液面出现高度差，高度差的大小反映了橡皮膜所受压强的大小，液面