神奇的液压千斤顶-液体压强的应用

“神奇的液压千斤顶”——液体压强的应用教师：张家港市梁丰初级中学沈芙莲团队：张家港市梁丰初级中

学物理教研组苏科版八年级物理上册第十章《压强和浮力》课标和教材分析01实验设计思路02实验器材03实验教学目标04实验教学流程和创新05目录CONTENTS实验教学效果与反思0601课标和教材分析

2022年版物理课程标准提出了义务教育物理课程要与小学科学和高中物理课程相衔接。提出“以主题为线索，构建课程结构”的理念，注重“知行合一、学以致用”。

新增的“跨学科实践主题”，侧重体现物理学与日常生活、工程实践、社会发展等方面的联系，在此过程中，我们发展学生跨学科运用知识的能力、分析和解决问题的综合能力、动手操作的实践能力，培养学生认真积极的学习态度和乐于实践敢于创新的精神。01课标和教材分析

初中有关于帕斯卡定律的内容目前只在沪科版教材中提到了，但不包含实验探究。

高中物理教材中没有涉及帕斯卡定律，往往将帕斯卡定律作为补充知识直接告知学生。教材出现了初高中衔接上的真空。本节课以“神奇的液压千斤顶”为主题，开展工程实践方面的跨学科实践学习，主要涉及以下五个环节：05

实践评价

改良液压千斤顶，了解液压千斤顶的实际应用，制作液压传动的科技作品等。02科学探究

.研究密闭液体传递压力和压强的规律。03高阶认知

密闭液体能大小不变的传递压强；密闭液体传递的压力可以变大也可以变小，取决于受力面积之比。04建立观念

通过活动，了解帕斯卡定律。神奇的液压千斤顶01驱动性问题

.液压千斤顶为什么可以轻松的顶起重物？02实验设计思路03实验器材“四两拨千斤”装置透明放大版千斤顶模型“针筒比力”装置改良液压千斤顶帕斯卡定律演示仪04实验教学目标1.通过观察和体验，认识液压千斤顶的实际作用及其内部结构；2.通过实验探究，知道液体能大小不变地传递压强，知道液体传递的压力的大小与受力面积有关；3.通过观察和手工制作，了解液压传动装置在生活和工程中的实际应用。物理观念目标011.通过对液压千斤顶透明模型的观察和使用，学会用物理模型分析物理问题，发展模型构建思维的能力；2.通过针筒比力、帕斯卡定律实验探究，发展推理和概括能力，3.通过设计千斤顶的活动，发展观察力、创造力和解决问题的能力。科学思维目标02通过针筒比力、帕斯卡定律实验探究，总结得出帕斯卡定律，发展基于证据得出结论并作出解释的能力。科学探究目标031.在探究液体传递压力和压强规律的过程中，形成严谨认真、实事求是、持之以恒的科学态度；2.通过了解液压传动装置在工程中的实际使用情况，懂得创新始于实践，培养对工程技术的兴趣，体会物理学对工程技术发展的促进作用，激发社会责任感。科学态度与责任目标0405实验教学流程和创新

实验1“四两拨千斤”实验

通过创设情境，让学生最直观感受到液压千斤顶的神奇，瞬间勾起学习兴趣。05实验教学流程和创新

要研究机械的原理，需要先了解它的结构。学生通过对放大版透明模型的观察和使用，培养用“物理模型分析物理问题”的意识，发展思维能力。实验2观察和使用液压千斤顶模型05实验教学流程和创新

实验3“针筒比力”

第1步，定性研究：推小活塞的一方总是胜利，说明液体对大小活塞的力可能不相等。

第2步，定量研究，用指针式推拉力计分别推动大小活塞做匀速直线运动，测量出大小活塞受到液体压力的大小。05实验教学流程和创新

完整装置图

实验4帕斯卡定律演示仪1.向透明容器中加满水05实验教学流程和创新

实验4帕斯卡定律演示仪2.形成密闭的液体系统：针筒与透明容器连接3.探究液体能否传递压强：推动活塞，观察U形管左右液面高度差的变化05实验教学流程和创新

实验4帕斯卡定律演示仪

4.将压强计重新“调零”：取下橡皮管重新安装

5.探究液体传递的压强大小是否相等：

再次推动活塞，观察U形管左右液面高度差的变化

05实验教学流程和创新

实验4帕斯卡定律演示仪

通过解释“针筒比力”实验，推导帕斯卡定律的公式，加深对知识的理解，发展学生科学思维能力。05实验教学流程和创新

实验5改良液压千斤顶

通过“问题串”引导学生理清设计液压千斤顶的思路。问题1：“只要松手顶起的重物就会落下，该怎么办？“05实验教学流程和创新

实验5改良液压千斤顶

通过“问题串”引导学生理清设计液压千斤顶的思路。问题2：“重物被顶起的高度不够，该怎么办？“05实验教学流程和创新

实验5改良液压千斤顶

通过“问题串”引导学生理清设计液压千斤顶的思路。问题2：“重物被顶起的高度不够，该怎么办？“05实验教学流程和创新

实验5改良液压千斤

通过“问题串”引导学生理清设计液压千斤顶的思路。问题3：“顶起的重物要落下，该怎么办？“05实验教学流程和创新

实验5改良液压千斤顶

问题1：“只要松手顶起的重物就会落下，该怎么办？“问题2：“重物被顶起的高度不够，该怎么办？“问题3：“顶起的重物要落下，该怎么办？““问题串”引导学生运用学科概念和工具，解决真实情境中的问题，学习“像学科工程师一样思考与行动”。05实验教学流程和创新

实践与评价

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05实验教学流程和创新

实践与评价

动手组装简易液压传动装置并进行调试，体验学习成功的快乐。05实验教学流程和创新

引导学生进行积极的讨论、交流、实验、反思和评价，评价的过程包含学生自评和组内互评，评价的内容包含课堂评价和跨学科实践评价。

实践与评价课堂评价评价内容评价标准自评组员1组员2组员3组员4组员51.提出问题2分：能提出具体的且有价值的问题，可以通过科学探究来寻找答案。

1分：能提出有价值的问题，但表述上有欠缺。

2.实验操作2分：能按照讨论的实验方案，有明确的操作，动手参与实验，实验操作无误。

1分：能根据分工较好的完成实验操作。

3.根据实验现象分析获得结论2分：能分析大部分实验数据及现象并据此得出正确的实验结论。

1分：正确记录、分析大部分实验数据，结论有微小错误，无原则性错误。

跨学科实践评价1.实验分析评价的体会与收获2分：能真实的表达此次实验的体会，并且有对此类活动的想法、评价，有建设性建议。

1分：有对此次实验的体会与对此类活动的评价。

2.完成实践性作业2分：会运用多学科知识和跨学科思维分析问题，能提出合理可操作的方案。

1分：会运用多学科知识和跨学科思维分析问题，但不能提出可操作的方案。

05实验教学流程和创新

帕斯卡定律演示仪可以直观的将液压千斤创新实验：帕斯卡定律演示仪三个压强计”可调零“：且橡皮膜所在深度和方向都不相同，可直接的反映不同位置液体压强的变化量。透明容器壁厚，不易形变：密闭容器厚度为1.5cm高透明亚克力板材制作，大大减小了由于容器被挤压形变对实验的影响。缠绕成弹簧状的铜丝：被安装在橡胶管与玻璃管的连接处，防止橡胶管弯折，使气体的通过更加顺畅。05实验教学流程和创新

帕斯卡定律演示仪可以直观的将液压千斤加装颜色深浅不同的水：当给液体增加压强时，学生能够观察到到液体被压进容器内的现象，。安装金属盒压强计可用于定量研究：在透明容器顶部安装金属盒压强计，能直接显示出液体压强大小的变化量。创新实验：帕斯卡定律演示仪06实验教学效果与反思帕斯卡定律演示仪的组装和调试比较复杂。帕斯卡定律演示仪包含零部件多，实验器材的组装和调试比较复杂，后期可以改进，使其精简化，提高学生对实验装置设计和组装的参与度，节约课堂的时间。探究教学以问题解决为导向，具有任务驱动特质，探究行为对学生能力的培养具有层递性。以问题的解决过程为线索设计方案，将跨学科实践的课题分解为五个驱动型任务，灵活运用了讨论法、探究法、演示法等教学方法，渗透了模型法、联想法、对比法、