沪科版八年级物理下册全套教案

第七章力与运动全章概述第一节科学探究:牛顿第一定律第二节力的合成第三节力的平衡知识与技能1.知道牛顿第一定律的内容.2.知道惯性的概念,会解释简单的惯性现象.3.认识力的作用效果.4.能求同一直线上二力的合成.5.知道二力平衡条件,了解物体运动状态变化的原因.过程与方法1.经历牛顿第一定律的发现过程,通过实验探究阻力对物体运动的影响.2.从对牛顿第一定律的探究过程中培养学生的观察能力、分析能力和表述信息的能力.3.让学生在讨论与交流中明确在力的平衡状态下物体的运动状态.情感态度与价值观通过对实验探究活动的参与,养成实事求是、尊重自然规律的科学态度,不迷信权威,并认识到交与合作的重要性,有主动与他人合作的精神.本章力求体现“如果物体受到了力的作用,其相应的运动状态会是怎样”的思路.第一节“科学探究:牛顿第一定律”展示当物体不受外力作用的时候,将处于什么样的运动状态.由于现实中任何物体都会受到力的作用,如何体现多个力对物体作用?当物体受到同一直线上两个力的作用时,其运动状态又如何?这就是第二节“力的合成”探究的问题;第三节“力的平衡”探究是当物体受到合力为零时,物体的运动状态会怎样.第一节科学探究:牛顿第一定律1.知道牛顿第一定律的内容.2.知道惯性的概念.【重点难点】重点:探究摩擦力对物体运动的影响;认识生活中的惯性现象.难点:对牛顿第一定律文字叙述的理解;怎样解释惯性现象.【新课导入】让学生观察图片并思考问题:物体为什么会运动?物体运动是否需要力来维持?物体为什么会停下来呢?导入2:情境导入[演示]:教师在桌面上用手推动粉笔盒,从静止开始慢慢向前运动,撤去推力,粉笔盒立即静止.师:同学们,在我做的这个实验中,你们看到了什么现象?生1:粉笔盒原来是静止的,后来运动,最后又静止了.生2:粉笔盒受力后由静止变为运动,力消失后又静止了.教师分析:其实在日常生活中也有许多类似的例子,(如同学推桌子),从表面现象上看,“必须有力作用在粉笔盒上,才能让粉笔盒运动,如果没有力的作用,它就要停下来”.即:粉笔盒的运动需要力来维持.希腊哲学家亚里士多德就根据这些现象总结出“物体的运动需要力来维持”.这种观点在历史上曾被沿用了两千多年.但是沿用两千多年的是否就一定正确呢?这节课我们就来研究一下.导入3:复习导入提问:(1)力的作用效果表现有哪些?利用身边的物品进行实验引入新课.(1)让两同学分别推桌子.用力推,桌动;停止用力,桌不动.(2)让两学生分别滚球.施力则运动,离开手后球最终停止.提出问题:物体的运动与力到底有怎样的关系呢?板书课题:牛顿第一定律【课堂探究】一、阻力对物体运动的影响让学生阅读课本,自主探究.1.结合生活体验回答下列问题.(1)怎样能够使静止的足球运动起来?(2)足球离开运动员的脚以后,在草地上滚动的过程中速度有何变化?(3)骑自行车时,如果停止蹬车,自行车运动情况会有什么变化?(4)你认为物体的运动是不是一定需要力来维持?物体的运动和物体的受力之间可能有什么关系?(5)亚里士多德和伽利略都对物体的运动与受力关系进行了研究,你同意谁的观点?亚里士多德认为:如果要使物体持续运动,就必须对它施加力的作用.如果这个力被撤销,物体就会停止运动.伽利略认为:物体的运动并不需要力维持,运动之所以会停下来,是因为受到了摩擦阻力.让学生对亚里士多德和伽利略的观点进行评价,谈谈自己的看法.对同一种现象,亚里士多德和伽利略给出了截然不同的解释.到底哪个说法正确,仅靠思考不能回答,让我们自己动手、动脑来探究论证吧.2.实验探究:阻力对物体运动的影响分组实验:在水平桌面上铺上粗糙程度不同的物体(毛巾、棉布、木板等),让小车自斜面顶端从静止开始滑下.观察小车从同一高度滑下后,在不同表面运动的距离.提出问题让学生讨论.(1)此实验过程中,控制哪些条件保持不变?用什么方法控制?要控制小车进入水平面时的速度大小和方向保持不变.控制方法:用同一辆小车,让小车自斜面顶端(相等的高度)从静止开始滑下.(2)哪些条件需要发生变化?用什么方法来实现这种变化?要改变小车在水平面上受到的摩擦力大小.改变方法:在水平桌面上铺上粗糙程度不同的物体,如毛巾、棉布、木板等.(3)要观察和记录哪些数据?要观察小车从同一高度滑下后,在水平面上运动状态的变化情况,记录小车在水平面上通过的距离.让学生展示实验的结果和结论.学生交流观察到的三种情况下小车运动变化的情况,教师引导学生分析引起变化的原因,从表格记录中找出变化规律.阻力的大小小车运动的距离接触面(选填“较大”“较小”或“最小”)(选填“较短”“较长”或“最长”)较大较短较小较长结论:水平面越光滑,小车运动的距离越远,这说明小车受到的摩擦力越小,速度减小得越慢.回到探究实验,引导学生推理:假如小车不受摩擦力,会怎样运动?结论:如果小车不受力,速度不会减慢,小车将永远运动下去.说明:在我们今天看来是非常简单的道理,它被发现的过程往往是非常艰难的.科学家如果没有坚强的意志和信念,没有足够的事实和理论依据,就不可能收获成功的硕果.二、牛顿第一定律1.伽利略对类似的实验进行了分析得出:如果表面绝对光滑,物体受到的阻力为零,速度不会减慢,将以恒定不变的速度永远运动下去.2.笛卡儿对伽利略的结论进行了补充:物体如果不受力,运动方向也不会改变.3.牛顿总结了伽利略等人的研究成果,概括出一条重要的物理规律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态.说明:(1)牛顿第一定律说明了物体的运动不需要靠力来维持.物体运动之所以会停下来,是由于物体受到了力的作用.(2)对牛顿第一定律中“总保持静止状态或匀速直线运动状态”这句话的含义,我们可以理解为:物体不受力时,原来静止的物体将永远保持静止状态;原来运动的物体将永远做匀速直线运动,速度的大小和方向都不改变.强调:牛顿第一定律是通过分析事实,再进一步概括、推理得出的,不是直接的实验结论,但其中符合逻辑的科学推理是非常重要的.三、惯性牛顿第一定律还指出一切物体都具有一种性质,我们把这种性质叫惯性.1.思考、讨论下面两个问题.(1)为什么立定跳远不如助跑跳远跳得远?(2)参加百米比赛的运动员到达终点时为什么很难立即停下来?2.演示实验1:小车上放一木块,让木块与小车均处于静止状态,突然使小车向右运动时,木块向左倾倒.突然使小车停下时,木块向右倾倒.思考问题:为什么突然拉动小车时,木块向后倒;而小车突然停止时,木块向前倒?根据木块的运动能不能解释汽车在突然启动和急刹车时乘客表现出的状态?提示:木块向后倒或向前倒,是因为木块上部和下部的运动状态不一样.当小车突然运动时,木块下部随小车一起运动,而木块的上部由于惯性还要保持静止状态,于是木块向后倒.当运动的小车突然停下时,木块的上部由于惯性还要保持向前运动的状态,下部由于和小车间的摩擦而随小车静止,于是木块向前倒.总结归纳:(1)利用惯性:跳远运动员的助跑;用力可以将石头甩出很远;骑自行车蹬几下后可以让它自动前行一段距离.(2)防止惯性带来的危害:小型客车司机和前排乘客要系安全带;车辆行驶要限载限速.第一节科学探究:牛顿第一定律1.牛顿第一定律内容:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态.2.惯性:任何物体都有保持原来的静止或匀速直线运动状态的性质.1.对于牛顿第一定律的看法,下列观点正确的是(C)A.验证牛顿第一定律的实验可以做出来,所以惯性定律是正确的B.验证牛顿第一定律的实验做不出来,所以惯性定律不能肯定是正确的C.验证牛顿第一定律的实验做不出来,但可以通过在事实基础上进一步科学推理得出牛顿第一定律D.验证牛顿第一定律的实验虽然现在做不出来,但总有一天可以用实验来验证2.下列说法中正确的是(D)A.没有力的作用物体就不会运动B.运动的物体一定受到了力的作用C.静止的物体一定是没有受到力的作用D.运动的物体如果不受力,它将永远运动下去3.根据实验事实和一定的理论推理从而揭示自然规律是研究科学的重要方法.如图所示,从斜面上同一高度下滑的小车,①在铺有毛巾的水平面上,运动路程很短;②如果在没有摩擦的水平面上,将做匀速直线运动;③如果在较光滑的水平面上,运动路程将很长;④在铺有棉布的水平面上,运动路程较短;⑤在水平平整的木板表面上,运动路程较长.则下面的判断和排列次序正确的是(B)A.事实①④⑤,推论②③B.事实①④⑤,推论③②C.事实④②③,推论④⑤D.事实①③②,推论⑤④4.下列现象中,不能用惯性知识解释的是(C)A.司机开车时需要系安全带B.运动员跳远时需要助跑C.敲打鸡蛋时鸡蛋碎了D.投出的铅球离开手后继续向前运动把一个装着水的瓶子竖直立在一个网状袋子里,如图所示,手握袋子一端用力挥动,你会发现瓶子里“滴水不漏”.试一试,然后试着解释一下这种现象.答案:由于惯性,瓶子里的水保持与瓶子的运动状态相同,故“滴水不漏”.百科全书式的“全才”,著有《自然哲学的数学原理》、《光学》.他在1687年发表的论文《自然定律》里,对万有引力和三大运动定律进行了描述.这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点,并成为了现代工程学的基础.他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性,展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律;为太阳中心说提供了强有力的理论支持,并推动了科学革命.在力学上,牛顿阐明了动量和角动量守恒的原理,提出牛顿运动定律.在光学上,他发明了反射望远镜,并基于对三棱镜将白光发散成可见光谱的观察,发展出了颜色理论.他还系统地表述了冷却定律,并研究了音速.在数学上,牛顿与戈特弗里德·威廉·莱布尼茨分式定理,提出了“牛顿法”以趋近函数的零点,并为幂级数的研究作出了贡献.在经济学上,牛顿提出金本位制度.汽车安全带和安全气囊现代汽车的速度很快,一旦发生碰撞,车身停止运动,而乘客身体由于惯性会继续向前运动,在车内与车身撞击,严重时可能把挡风玻璃撞碎而向前飞出车外.为防止撞车时发生类似的伤害,公安部门要求小型客车的驾驶员和前排乘客必须使用安全带,以便发生交通事故时,安全带对人体起到缓冲的作用,防止出现二次伤害.在高档轿车上,除了前后排座位都有安全带外,还安装着安全气囊系统,一旦发生严重撞击,气囊会自动充气弹出,使人不致撞到车身上.1.认识力的作用效果,知道合力与分力都是从力的作用效果来定义的.2.通过实验探究,获知在同一直线上同方向与反方向上力的合成情况.【重点难点】重点:让学生通过对实验探究的参与,认识同一直线上二力合成的情况.难点:让学生了解等效替代的科学方法,认识等效替代对物理发现的重要作用.【新课导入】我们见过的物体都受到力的作用,而且很多物体往往同时受到几个力的作用.例如,教室里的日光灯受重力和两条绳索的拉力;课桌受重力、地面对它的支持力和书本向下压的力.今天学习物体同时受几个力作用时的有关情况.两个人同时用力提起一桶水,另外一个人用一个力就能提起来同样的一桶水,一个人的一个力所产生的效果跟两个人的两个力同时作用产生的效果是相同的.导入2:复习导入提问:(1)惯性的定义及影响因素.(3)列举几个生活中利用惯性和预防惯性的实例.学生复习回答老师的问题,加深对上节内容的理解.教师:利用课桌或身边的其他物品组织一个实验:(1)两个同学先抬起一课桌.(2)一个同学搬起同一课桌到相同的位置,达到相同的效果.提出问题:后一个同学所用的力与前两个同学所用的力有什么关系呢?板书课题:力的合成学生根据老师的要求进行实验,并思考实验中达到相同的效果时,一个同学的用力与两个同学的用力之间的关系.从而进入新课的探究.【课堂探究】一、合力与分力如果一个力产生的效果跟两个力共同作用所产生的效果相同,这个力就叫做那两个力的合力.同样道理,数只蚂蚁对树叶的作用效果与一只甲壳虫对树叶的作用效果完全相同,甲壳虫的力是蚂蚁力的合力,蚂蚁的力是甲壳虫力的分力.众多船帆对大船产生的作用效果和发动机对大船产生的作用效果相同,发动机所产生的推力就是许多船帆的推力的合力,船帆的推力就是发动机的推力的分力.物体往往同时受几个力作用.为了分析问题简便,用一个合力代替两个力就能使问题大大简化.那么,求两个力的合力就有着重要的现实意义.注意:分力与合力虽然不同时作用在物体上,但可以相互替代,能够相互替代的条件是分力与合力的作用效果相同,但不能同时既考虑分力的作用又考虑合力的作用.二、探究同一直线上二力的合成活动1:阅读课本P132的图例并思考(1)图713拉车的力F1与推车的力F2方向相同(填“相同”或“相反”),两力总的作用效果会增猜想一下:合力的大小、方向与拉力F1和推力F2有怎样的关系? 合力的大小与这两个力的方向相同,大小比任何一个力都大(2)图714工人同时受到方向向下的重力和方向向上的拉力的共同作用,猜想一下合力的方向和大小如何?活动2:实验探究(1)提出问题:作用在同一直线上两个力的合力的大小、方向与分力有什么关系.(2)猜想与假设:利用前面的例子,提出你的猜想.(3)制订计划与设计实验①实验中使用橡皮筋,是利用了橡皮筋的什么特点?有没有其他的物品代替?②实验中怎样做到力的作用效果相同?③实验中不使用钩码,使用弹簧测力计可以吗?(4)进行实验收集数据:参照课本P132~133进行实验,并把实验数据填入下列表格中.F1/NF2/NF/N大小:大小:大小:方向:方向:方向:大小:大小:大小:方向:方向:方向:(5)分析论证:分析前面的实验数据,可得出下面的结论:①同一直线上方向相同的两个力共同作用时,力的作用效果会增强,合力的大小等于这两个力的大小之和,方向跟这两个力的方向相同.②同一直线上,方向相反的两个力共同作用时,力的作用效果会减弱,合力的大小等于这两个力的大小之差,合力方向与较大力的方向相同.当同一直线上方向相反且大小相等的两个力共同作用时,二力的作用效果会相互抵消,即合力F=0.(6)交流与合作:对于实验你还有什么问题?有没有改进的措施?活动3:阅读课本P133的“交流与讨论”,并思考提出的问题.教师总结:1.合力:合力与分力都是从力的作用效果来定义的,用合力来等效替代几个分力.2.二力合成:同一直线上两个力F1和F2(F1<F2)(1)当F1与F2方向相同时,F1,F2和合力F合之间的大小关系:F合=F1+F2,方向关系:合力F合与分力F1,F2的方向相同.(2)当F1与F2方向相反时,大小等于这两个力的大小之差,方向跟较大的那个力的方向相同,即F..第二节力的合成1.什么是合力、分力、力的合成.说明:等效替代法2.同一直线上二力的合成实验探究目的:器材:过程:分析与结论:1.小红同学用200N力竖直向上提一个重150N的水桶,水桶受到的合力为50N,方向竖直向2.跳伞运动员连同装备共重700N,他在飞机上跳下,伞未打开前,受到空气的阻力为50N,则这两个力的合力的大小为650N,合力的方向是竖直向下.3.将重为4N的足球竖直向上踢出,足球在竖直向上运动的过程中,如果受到的空气阻力大小为2N,则足球受到的合力大小为6N.4.物体受到同一条直线上两个力的作用.合力的方向向东,大小为20N,已知其中一个力的大小为60N,方向向西,另一个力的大小是80N,方向是向东.三国时期,有一个家喻户晓的故事——“曹冲称象”:有人向曹操献了一头大象,曹操与众人一同观赏,因为大象生长在南方,北方人见了感觉稀奇.曹操问身边的人,这头象有多重呢?有人说,找杆秤称一称就知晓了.但是上哪儿找能称大象的秤与提起大象的人呢!又有人建议说,把大象杀了,分成数块就可以称了.但是,这样虽可以知道大象的重量,但活大象却不存在了.这时,曹操的小儿子曹冲说:“我有办法称出大象的重量!”他向众人说明了他的办法,受到了称赞.于是,他指挥众人将大象牵到船上,在船上刻下水面所到的位置,再将大象牵出,在船上放石块,直到船沉到原来所作的标记处为止,然后称出船上每一块石头的重量,合起来就是大象的重了.曹冲称象的方法,就是物理学的科学思维的基本方法之一,即等效思维法(也叫等效替代法),简称等效法.众多的石块“将船沉到原来所作的标记处”,说明这些石块对船的作用效果与一头大象对船的作用效果相同,也就是大象的重力与船上石块的重力相等.第三节力的平衡1.让学生认识到在平衡力的作用下,物体保持静止或匀速直线运动状态.2.对处于平衡状态下的物体进行受力分析,认识平衡力的概念.3.应用二力平衡的知识分析、解决简单的问题.【重点难点】重点:知道二力平衡的条件,了解物体运动状态发生变化的原因.难点:通过实验探究二力平衡条件并认识到平衡力与相互作用力的区别.【新课导入】复习导入(1)合力、分力、力的合成的意义.(2)复述同一直线上二力合成的实验组织过程、注意事项及结论.【学生活动1】回顾上节的内容,回答教师的问题.【教师活动2】(1)组织学生对身边的物体如课桌进行受力分析.(2)师生分析桌子的状态与受力特点.提出问题:静止的桌子受到了两个力的作用,这与牛顿第一定律是否矛盾呢?如不矛盾,那这两个力有何特板书课题:力的平衡【学生活动2】分析桌子的受力情况.思考老师提出的问题,进入新课学习.【课堂探究】一、力的平衡1.请大家思考,你见过的哪些物体受到力的作用并保持静止状态?教室内的吊灯受到重力和拉力,吊灯保持静止.放在地上的水桶受重力和地面对它的支持力,水桶静止.课桌受到重力、书本对它向下压的力和地面的支持力,课桌静止.2.物体受到力的作用,物体保持匀速直线运动的情况也能见到.一列火车在一段平直的轨道上匀速行驶,火车受重力、支持力、水平向前的牵引力和向后的阻力.物体在受到几个力作用时,如果物体保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力相互平衡.根据这个观点,我们可以从吊灯的静止状态可知吊灯受到的重力和拉力相互平衡.3.请大家按照这样的说法叙述上述各例中的物体的运动状态及它们各自受到的力之间的关系.(学生叙述)二、二力平衡的条件二力平衡的情况最简单,我们先研究这种情况.提问:要使纸板静止,这两个力应该满足哪些条件?两个力的平衡必须满足以下四个条件:两个力作用在一个物体上,大小相等、方向相反、作用在一条直线上.根据同一条直线上力的合成的法则可知,当两个力彼此平衡时,物体受到的合力是0.三、二力平衡条件的应用二力平衡条件的应用可以从两方面去掌握.1.根据物体处于静止状态或匀速直线运动状态,可以分析出作用在物体上的力的大小和方向.【例题】质量是50kg的人站在水平地面上,画出人受力的图示.(g取10N/kg)解析:人受重力G和地面的支持力N.人处于静止状态,所以重力G和支持力N是平衡的.那么这两个力一定满足二力平衡的条件,即大小相等,方向相反,且在一条直线上.根据人的质量,计算出人的重力G.G=mg=50kg×10N/kg=500N.方向竖直向下.支持力N=500N,方向竖直向上.如图所示.2.根据物体的受力情况判断物体的运动状态.物体不受力,应保持匀速直线运动或保持静止状态.物体受一个力,运动状态发生改变,这是力产生的效果.物体受平衡力时,应保持静止或匀速直线运动状态.静止的物体受平衡力时,仍然保持静止;运动的物体受平衡力时,仍然保持匀速直线运动.例如,火车在平直的轨道上行驶.在竖直方向上重力和支持力平衡,如果牵引力大于阻力,火车将加速;如果牵引力小于阻力,火车将减速;牵引力和阻力相等时,水平方向二力平衡,火车匀速前进.力和运动的关系可以粗略地概括如下.维持运动不需要力的作用,因为物体有惯性,只有改变物体的运动状态时才需要力.但是物体在平衡力的作用下,运动状态不会改变.物体保持静止或匀速直线运动的条件是什么呢?从理论上说,物体不受力或受平衡力时就可以保持静止或匀速直线运动状态.而实际上物体是没有不受力的,所以物体受平衡力时就保持静止或匀速直线运动状态.第三节力的平衡1.二力的平衡2.二力平衡条件的实验探究3.二力平衡条件的应用1.起重机的钢丝绳吊着重物,比较在重物静止时,重物匀速上升时,重物匀速下降时钢丝绳对重物的拉力大小,则(D)A.重物匀速上升时,拉力最大B.重物静止时,拉力最大C.重物匀速下降时,拉力最大D.上述三种情况,拉力一样大2.放在水平桌面上的书所受力中,属于平衡力的是(B)A.书对桌面的压力与书所受的重力B.书对桌面的压力与桌面对书的支持力C.书所受的重力与桌面对书的支持力D.书对桌面的压力加上书的重力与桌面对书的支持力3.一个物体在几个恒力的共同作用下处于匀速直线运动状态,若其中一个力突然停止作用,其他力保持不变,则(D)A.物体继续保持匀速直线运动B.物体将会静止C.物体的运动快慢一定保持不变D.物体的运动方向可能不变4.用三根细线分别系住三个相同的物体,物体A以2m/s的速度匀速直线下降,绳子拉力FA;物体m/s的速度匀速直线上升,绳子拉力FB;物体C以3m/s的速度匀速直线上升,拉力FC,试比较三根绳子拉力答案:FA=FB=FC平衡感训练一般人要培养与平衡感有关的运动能力,可以借游戏器材来培养,除了不会感到厌烦以外,同时也能培养技巧性的机能.下面有几种简易的平衡感训练方法:1.以惯用脚单足站立,另一脚屈膝离地,双手自然下垂,置于体侧.2.听「开始」口令后,立即闭眼,保持身体之平衡,直至支撑脚的脚掌移动原来位置,随即停止.(二)走平衡木可以配合坐、站、爬行或跳步等动作来训练.注意事项包括:使用平衡木、平衡板等器材均可调整高度,但越高就越要注意辅助用具及安全.目的是体会在空中时身体的平衡感,并以身体的局部来固定保持平衡.单杠游戏的技巧有:翻转、悬挂、垂、悬等.应注意的是由于单杠游戏有许多是在空中完成动作的,所以在保护方面应特别注意,无论在户外或室内都需备有安全垫.走、爬、跳、钻洞与跳跃等与在木梯间格内跑、双脚行走等,可以培养平衡,把握瞬间性、韵律感等.此外在运动场上所需要的机能,可由训练中培养高处的平衡感及消除恐惧感.必须提醒的是攀登有高度的梯子时,需要有安全垫,做好保护措施.爬上摇动的网来训练平衡感相当有帮助,能发展双手双脚动作之间的协调能力,并消除攀登高处的恐惧感.值得注意的是攀登有高度的网时,需要有安全垫,做好保护措施.(1)单足站立,尽量摇晃躯干,脚跟原地不动.(3)作V字坐,即坐姿,腿抬高,活动肢体.(4)将绳索围成各种图形,沿绳索走或跑.(5)沿着绳索或木棒侧向或后退行走.(6)手持重物,在绳索上行走.(7)单足或双足,提脚尖,维持站立.2.双人动作(1)一人手倒立,另一人在侧面协助维持平衡.(2)两人牵手,走或跑于绳索上.(3)两人不同方向,右脚互抵同时握右手,用力互拉,以破坏对方的平衡.(4)两人相背站立,以臀破坏对方的平衡.(5)两人相向站立,以手掌破坏对方的平衡.(6)一人仰卧抬起大腿,并伸直至脚掌向上,另一人坐其脚掌上,两人皆尽量维持平衡.第八章压强全章概述第一节压力的作用效果第二节科学探究:液体的压强第三节空气的“力量”第四节流体压强与流速的关系知识与技能1.知道压力是垂直作用在物体表面上的力.2.理解压强的概念是作用在单位面积上的压力.3.知道增大和减小压强的方法是改变压力和受力面积的大小,了解它在生产、生活中的应用4.理解液体内部压强的规律,液体内部压强的方向,液体压强的大小跟什么因素有关,知道连通器以及应用实例,知道帕斯卡原理及应用.5.了解由于大气压强的客观存在而产生的现象;了解测量大气压强的方法,了解大气压强的大小和单位.6.了解气体的压强跟流速的关系;了解飞机的升力是怎样产生的.过程与方法通过实验探究压力的作用效果与哪些因素有关,学习控制变量法,培养学生的观察能力、分析能力.情感态度与价值观通过实验探究压力的作用效果与哪些因素有关,激发学生学习物理的兴趣,使学生认识科学方法的重要性.通过探究性物理学习活动,培养学生对参与物理学习活动的兴趣,提高学习的自信心,提高学生的学习热情和科学素养.本章先从压力的作用效果入手,然后探究了液体压强、大气压强,最后研究了流体压强与流速的关系,探究性活动有利于充分发挥学生的主体作用,有利于充分挖掘学生的潜能.第一节压力的作用效果1.了解压强的概念.理解什么是压力,什么是物体的受力面积.2.理解压强的大小与哪些因素有关.3.了解压强公式中各个物理量的名称、单位及符号,知道压强单位的物理意义和由来,能用压强公式进行简单计算.【重点难点】重点:压力的概念,压力的作用效果与哪些因素有关.难点:压强的计算及单位.【新课导入】如图所示,(甲)图为军事用的坦克,为什么它的轮子安上履带而不是汽车的轮胎?(乙)图是啄木鸟正在捉虫子,它为什么能啄出树里的虫子呢?大家想想它们各自有什么特点?导入2:情境导入请同学们观察自己的书包背带.想一想平时背书包时,觉得宽背带好,还是细背带好,为什么?对以上问题,可能同学们现在还不能得出正确结果,自己猜的是否正确,要经过事实来检验.同学们学习了本课的知识,就会得到满意的回答,引出课题.【课堂探究】1.请同学们在练习本上画出下列各图中物体对表面的压力示意图.同时请三位同学在黑板上画,各画一图.同学们作图时,教师来回巡视,了解学生作图中的错误.2.学生画完后,讲评学生作图情况,错误的进行纠正,并用红色粉笔把压力突出出来.让同学们思考后举手回答,以上图中物体对受力表面的压力有什么共同特点?启发学生回答出:压力作用在接触面上,压力的方向跟接触面垂直,指向受力物体.3.教师归纳总结得出压力的概念:垂直压在物体表面上的力叫做压力.4.以按图钉为例说明压力的作用效果与压力的大小有关.让同学们想一想:在相同压力的情况下,不同的接触面积,压力的作用效果是否一样呢?为了验证同学们的猜想,接着演示小桌的实验.介绍实验器材和步骤.把小桌腿朝下放在海绵上,观察海绵被压下的深浅;再把小桌腿朝上放在海绵上,再观察海绵被压下的深浅.比较两次实验海绵被压下的深浅.从而得出:在相同的压力时,压力的作用效果与受力面积的大小有关.因此,压力作用效果不仅跟压力的大小有关系,还跟受力面积有关系.所以,要比较压力的作用效果就需要比较单位面积上受到的压力.由此引出压强.二、压强1.定义:物体单位面积上受到的压力叫做压强.2.公式:压强=;p=.并由此引出压强的单位是由力的单位和面积单位共同组成的.3.单位:N/m2,读作:牛顿每平方米;它有一个专门的名称叫做帕斯卡,简称帕,符号是Pa.压强单位除了帕斯卡外,还有千帕(kPa)、兆帕(MPa).它们之间的关系是:1MPa=103kPa=106Pa=106N/m2.4.课堂练习:单位换算(1)1.56MPa=1.56×1035.介绍压强的物理意义:一成年人站立时对地面的压强约1.5×104Pa的含义是:1m2的地面受到的压力约三、怎样增大或减小压强任何物体能够承受的压强都有一定的限度,超过这个限度,物体会被压坏.举例说明:如砖能承受的压强大约是5×106Pa,混凝土是(5~50)×106Pa等.为了不压坏物体,使物体受到的压强小于物体能承受压强,因此人们就想方设法减小物体受到的压强.根据压强的公式可知:在压力不变时,增大受力面积,可以减小压强.接着让学生找出增大和减小压强的方法,加深对这部分知识的理解.第一节压力的作用效果1.定义:垂直压在物体表面上的力叫做压力.2.方向:垂直受力物体表面,并指向受力物体.3.作用点:受力物体表面的接触面的中心.4.压力作用效果跟压力的大小和受力面积的大小有关.二、压强1.压强:表示压力的作用效果.2.定义:物体单位面积上受到的压力叫做压强.3.公式:p=4.单位:帕斯卡,简称帕,符号Pa.三、减小或增大压强1.当压力一定时,减小受力面积,可增大压强;增大受力面积,可减小压强.2.当受力面积一定时,减小压力,可减小压强;增大压力,可增大压强.1.关于压力和压强,下列说法正确的是(B)A.压力的方向总是竖直向下的B.压力的方向总是垂直于接触面的C.物体的重力越大,对支持面的压力一定越大D.压力大,压强一定大2.质量相同的正方体实心铜块和铁块,平放在水平桌面上,比较它们对桌面的压强和压力(A)A.压力相等,铜块对桌面的压强较大B.压力相等,铁块对桌面的压强较大C.压强相等,铜块对桌面的压力较大D.压强相等,铁块对桌面的压力较大3.下列事例中,能够减小压强的是(A)A.把书包带做得宽些B.为了易于把吸管插入软包装饮料盒内,吸管的一端被削得很尖C.刀、斧、剪刀的刃都磨得很薄D.用细线切割湿软的肥皂4.一个人站在地上,双脚着地,他对地面的压强最接近于(D)A.10PaB.100PaC.103PaD.104Pa水平地面上放一块砖A,然后在它上面放同样规格的半块砖.如图,则B对A的压强和A对地面的压强之比A.甲组平放,乙组每块也平放B.甲组侧放,乙组每块也侧放C.甲组立放,乙组叠着侧放D.甲组立放,乙组叠着平放帕斯卡简介法国数学家、物理学家、哲学家、散文家.16岁时发现著名的帕斯卡六边形定理:内接于一个二次曲线的六边形的三双对边的交点共线.17岁时写成《圆锥曲线论》(1640),是研究德札尔格(GirardDesargues)射影几何工作心得的论文,包括上述定理.这些工作是自希腊阿波罗尼奥斯(ApolloniusofPerga)以来圆锥曲线论的最大进步.1642年他设计并制作了一台能自动进位的加减法计算装置,被称为是世界上第一台数字计算器,为以后的计算机设计提供了基本原理.1654年他开始研究几个方面的数学问题,在无穷小分析上深入探讨了不可分原理,得出求不同曲线所围面积和重心的一般方法,并以积分学的原理解决了摆线问题,于1658年完成《论摆线》.他的论文手稿对莱布尼茨(GottfriedLeibniz)建立微积分学有很大启发.在研究二项式系数性质时,写成《算术三角形》向巴黎科学院提交,后收入他的全集,并于1665年发表.其中给出的二项式系数展开后人称为“帕斯卡三角形”,实际它已在约1100年由中国的贾宪所知.在与费马(PierreFermat)的通信中讨论赌金分配问题,对早期概率论的发展颇有影响.他还制作了水银气压计(1646),写了液体平衡、空气的重量和密度等方向的论文(1651~1654).自1655年隐居修道院,写下《思想录》(1658)等经典著作.第二节科学探究:液体的压强1.通过探究活动理解液体压强的规律及其应用.2.了解液体内部压强的特点.3.知道液体压强的大小跟什么因素有关.【重点难点】重点:液体内部压强的规律.难点:理解液体压强公式.【新课导入】观察图中的实验,讨论:1.你认为液体可以产生压强吗?液体的压强可能是什么原因造成的?2.还有别的实验可以证明液体压强的存在吗?导入2:情境导入1648年,法国科学家帕斯卡只用了几杯水就将坚固的木桶撑破了,你相信这是真的吗?导入3:复习导入1.什么叫压强?写出压强大小的计算公式.2.压强的单位是什么?放在水平面上的固体,由于受到重力作用,对支撑它的物体表面有压强.液体也受到重力作用,液体没有固定的形状,能流动,盛在容器内对容器底部、侧壁和内部有没有压强?如果有压强,会有哪些特点呢?【课堂探究】1.令人惊奇的实验模仿帕斯卡的实验.你在实验中观察到了哪些现象?想到了哪些问题?(1)饮料瓶壁上为什么要刻些细槽?(2)管子应该长些还是短些?(3)怎样保证瓶塞与瓶口之间的密封?2.探究液体内部压强的特点由于液体受重力作用,液体对容器的底部有压强;由于液体具有流动性,液体对容器的侧壁有压强.两端开口的玻璃管,一端用橡皮膜封住,将水倒入,观察现象;侧壁开口的玻璃管用橡皮膜封住,将水倒入,观察现象.现象:橡皮膜向下或向外突出.结论:液体对容器底有压强;液体对容器壁也有压强.[提出问题]液体内部有压强吗?[讲解]U形压强计的工作原理.[实验]把探头放进盛水的容器中,检验液体内部是否存在压强.[现象]压强计的玻璃管两端液面出现了高度差.[结论]液体内部存在压强.[提出问题]同一深度,液体向各个方向压强有何规律呢?[实验]保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,检验液体内部同一深度向各个方向的压强是否相等.[提出问题]液体内部压强和深度有什么关系呢?[学生猜想]学生甲:没有关系.学生乙:越深压强越大.[实验]增大探头在水中的深度,观察液体内部的压强与深度的关系.[讨论]液体压强与液体密度有关吗?学生小组讨论得出实验方案并进行交流,最终得出结论;要研究液体压强和液体密度的关系,需要考虑实验时用不同种液体,但深度相同,体现控制变量法的思想.[学生实验]换用其他的液体(如盐水、酒精等),观察在深度相同时,液体内部的压强是否与密度有关.[总结](1)液体内部向各个方向都有压强;(2)在同一深度,液体向各方向压强相等;(3)深度增加,液体的压强增大;(4)液体的压强还与液体的密度有关.[讨论]液体内部压强与液体的多少(质量)有关吗?学生设计实验得出结论.[讲解]液体的压强是由于液体受到重力产生的.为了计算液体内部的压强,可以设想在液面下有一高度为h、截面为S的液柱,如课本图8-20所示.计算这段液柱产生的压强,就能得到液体内部深度为h处的压强公式.1.液柱的体积V=Sh.[总结]液体内部的压强公式为p=ρgh.这个公式也说明液体内部压强只与液体密度和深度有关.同一高度上各个方向压强相等.【例题】如果一位同学在高5m的阳台上模仿帕斯卡做实验,细管灌满后对木桶底部的压强为多大?(g取解析:已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3,高度h=5m,根据液体压强公式得答案:5×104Pa[学生练习]若把水从地面送到10m高的楼上,需对水施多大的压强?3.连通器[讲解]上端开口、底部连通的容器,叫连通器.[演示]在连通器中倒入红水,让学生观察每个容器中的水面的高度.(相平)再把连通器慢慢倾斜一个角度,让学生观察水面是否相平(仍相平).[总结]连通器的水静止时,各容器中的水面总保持相平.[阅读]请大家看看书,列举例子,说明连通器在生活和生产中的应用.[多媒体展示]我国三峡工程中的船闸.出示幻灯片,讲述船闸的简单结构和船通过船闸的过程.【课堂小结】1.液体对容器底和侧壁都有压强;液体向各个方向都有压强;液体压强随深度的增加而增大;在同一深度液体向各个方向的压强相等,液体的压强还与液体的密度有关.3.连通器:上端开口、下端连通的容器.第二节科学探究液体的压强一、液体内部压强的特点液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强.二、液体内部压强规律液体的压强随深度的增加而增大,在同一深度,液体向各个方向的压强相等;不同液体的压强还跟它的密度有关系.三、液体压强的计算公式四、连通器及其应用上端开口、下端连通的容器.如图所示,液体压强使坝底的水喷射而出,那么决定坝底水的压强大小的是(C)A.坝的宽度B.水的体积C.水的深度D.坝的高度2.如图甲、乙、丙三个容器中分别盛有水银、盐水、酒精,容器底部受到的液体压强相等,那么下列对甲、乙、丙三个容器中各装什么液体说法正确的是(ρ水银>ρ盐水>ρ酒精)(A.甲中是水银,乙中是盐水,丙中是酒精B.甲中是水银,乙中是酒精,丙中是盐水C.甲中是盐水,乙中是水银,丙中是酒精D.甲中是酒精,乙中是盐水,丙中是水银3.渠江流域发生了严重洪涝灾害.某地水库堤坝坝底水深已达30m,严重威胁着下游群众的生命安全,此时堤坝底部受到水的压强为3.0×105Pa.若该水库堤坝所能承受的最大压强为3.2×105Pa,则最多还允许水位上涨2m(g=10N/kg).如图所示是某栋房子供水的水路示意图,放水时水龙头与水塔构成了一个连通器.若将水龙头(相同型号)单独打开并将开关旋至最大,则甲(选填“甲”或“乙”)水龙头出水速度大.三峡大坝三峡大坝,位于中国湖北省宜昌市境内,距下游葛洲坝水利枢纽工程38公里,是当今世界最大的水利发电工程——三峡水电站的主体工程、三峡大坝旅游区的核心景观、三峡水库的东端.三峡大坝工程包括主体建筑物及导流工程两部分,全长约2308m,坝高185m,工程总投资为954.6时,水库水位已达到160.18米.2012年7月23日,三峡枢纽开启7个泄洪深孔泄洪.上游来水流量激增至每秒4.6万立方米.2012年7月24日,三峡大坝入库流量达7.12万立方米/秒,是三峡水库建库以来遭遇的最大洪峰.三峡水电站大坝高185米,正常蓄水位175米,水库长2335米,静态投资1352.66亿人民币,安装32台单机容量为70万千瓦的水电机组.三峡电站最后一台水电机组,2012年7月4日投产,这意味着,装机容量达到2240万千瓦的三峡水电站,2012年7月4日已成为全世界最大的水力发电站和清洁能源生产基地.2015年12月,三峡大坝入选长江三峡30个最佳旅游新景观之一.第三节空气的“力量”1.了解测量大气压的方法.2.知道大气压对人类生活的影响.【重点难点】重点:设计多种方法证明大气压的存在.难点:测量大气压大小的方法.【新课导入】如图所示,(甲)图中的吸盘是怎么被“粘”在墙上的呢?(乙)图中当一个煮熟的鸡蛋,剥壳后放到瓶内有一张燃烧的纸片的瓶口时会发生什么呢?(丙)图中的高压锅有什么原理呢?它们都与什么有关呢?这节课我们就来具体研究一下.导入2:情境导入我们生活在大气“海洋”底层,其中,有许多看似意外却是真实的现象或故事在发生着:患有关节炎的人会在阴雨天(气压明显变化)感到疼痛;生活在高原上的人知道水加热到80℃左右就沸腾了……实验演示:将矿泉水瓶装满水后把一个乒乓球放在瓶口,请同学们猜测瓶子倒过来后会发生什么现象?导入3:视频导入观察实验二次沸腾,想一想为什么会出现这种现象呢?【课堂探究】一、大气压强的存在1.请同学们阅读一下课本P158的“马德堡半球实验”与同学讨论,从中能得到哪些信息?(学生回答:证明大气压强是存在的,大气压强很大).2.讲授地球的周围让厚的空气层包围着,包围着地球的空气层又叫大气层,我们就生活在大气海洋的底层.大气层的厚度大约一千千米以上,由氮气、氧气等多种气体组成.空气,也像液体那样能够流动,同样,空气内部向各个方向也都有压强.大气对浸在它里面的物体产生的压强叫大气压强,简称大气压或气压.3.能够证明大气压存在的实验有很多,如覆杯实验:(1)先让硬纸平放在平口玻璃杯口,用手按住了硬纸片并倒置过来,注意观察,放手后看到什么现象?(学生回答:现象是硬纸片没有掉下来)(2)实验中,玻璃杯内装满水,排出杯内的空气,盖上硬纸片,把杯子倒置过来,你会发现什么现象?(学生回答:硬纸片没有掉下来,杯中有水不会洒出).那么请同学们思考是什么原因呢?(学生回答:硬纸片没有掉下是因为玻璃杯内装满水排出了空气,杯内水对硬纸片的压强小于大气压强,由于大气压强的作用抵住了硬纸片,所以硬纸片不会掉下来)二、大气压强的测量马德堡半球实验使人们对大气压的大小获得了深刻印象,但是大气压到底有多大呢?这个问题在奥托.格里克做的著名的马德堡半球实验之前的11年,早已经由伽利略的学生托里拆利解决了,他用课本P159的图8-40所示的实验装置测出了大气压的值,由于条件所限请同学们阅读一下此实验,然后总结所学知识.三、大气压强的变化1.讲解大气压强的大小不是一成不变的,其大小与海拔高度有关.有什么关系呢?2.请同学们阅读一下课本P161的8-46并讨论一下得到的信息.(学生阅读并认真思考).3.引导学生总结液体的沸点与液面上气压的关系.【课堂小结】(1)大气有压强吗?它有什么特点?你可以做哪些实验来证明?你还可以列举哪些事例说明大气压的存在?(2)你会估测大气压吗?有哪些方法?说一说.(3)托里拆利实验中,应注意的哪些问题?一个标准大气压的值是多少?存在:马德堡半球实验.原因:重力、流动性.测量:托里拆利实验.影响因素:高度等.气压计:水银、无液(高度计).应用:抽水机.一、大气压强的存在——马德堡半球实验.二、大气压强的测量——托里拆利实验.1标准大气压p0=760mmHg=1.013×105Pa.三、大气压强随海拔高度的增加而减小.1.实验结果表明大气压随海拔高度的升高而降低.在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大约减小100Pa,高山上水的沸点低于100℃,食物煮不熟,高山上要用压力锅做饭的原因是:增大液体上方气压从而提高液体沸点,使食物容易煮熟.2.有关大气压的说法,哪句话是错误的(C)A.大气压的值,不是固定不变的B.大气压的值,跟天气有关C.大气压的值随高度的增加而增加D.同一地点,不同时间大气压的值不完全相同3.在某地区同时有甲、乙、丙三架飞机飞行,三个飞机上的气压计读数分别是560、500、600毫米汞柱,飞行高度最大的是乙飞机,飞行高度最小的是丙飞机4.高山反应就是平原上生活的人在3千米以上会头晕、头痛、恶心、呕吐、呼吸加快、四肢麻木,造成这种现象的原因是高山上大气压低.大气层的认识物理学家将大气分为5层:对流层(海平面至10千米)、平流层(10~40千米)、中间层(40~80千米)、热成层(80~370千米)和外大气层(370千米以上).地球上空的大气约有3/4在对流层内,97%在平流层以下,平流层的外缘是航空器依靠空气支持而飞行的最高限度.某些高空火箭可进入中间层.人造卫星的最低轨道在热成层内,其空气密度为地球表面的1%.在1.6万千米高度空气继续存在,甚至在10万千米高度仍有空气粒子.从严格的科学观点来说,空气空间和外层空间没有明确的界限,而是逐渐融合的.联合国和平利用外层空间委员会科学和技术小组委员会指出,目前还不可能提出确切和持久的科学标准来划分外层空间和空气空间的界限.近年来,趋向于以人造卫星离地面的最低高度(100~110千米)为外层空间的最低界限.国际航空联合会定义的大气层和太空的界线,高度为100公里的界线为卡门线,卡门线外为太空.活塞式抽水机活塞式抽水机又叫“吸取式抽水机”,是利用活塞的移动来排出空气,活塞有个阀门,下部还有个阀门造成内外气压差而使水在气压作用下上升抽出,当活塞压下时,进水阀门关闭而排气阀门打开;当活塞提上时,排气阀门关闭,进水阀门打开,在外界大气压的作用下,水从进水管通过进水阀门从上方的出水口被压出.这样活塞在圆筒中上下往复运动,不断地把水抽出来.第四节流体压强与流速的关系1.了解气体的压强与流速的关系.2.了解飞机的升力是怎样产生的.3.了解生活中跟气体的压强与流速有关的现象.【重点难点】重点:通过探究得到气体压强与流速的关系.难点:用流速与压强的关系分析生活中的实际问题.【新课导入】同学们的桌子上有乒乓球两个、小木条两根、饮料吸管一支、大号注射器一支、装满水的水槽一个、两只塑料小船、一杯水、一根中间切开(未断)折成直角的饮料吸管、两张纸等器材.自由选择器材,做一到二组实验.提示:我们可以用嘴吹气产生气流,用注射器喷射水产生水流,通过一些物体的运动状况来分析判断压强大小的变化.导入2:情境导入(1)一阵秋风吹过,地上的落叶像长了翅膀一样飞舞起来.(2)冬天,风越刮越大,带烟囱的炉子里的火越着越旺,火苗越蹿越高.(3)居室前后两面的窗子都打开着,过堂风吹过,居室侧面摆放的衣柜的门被吹开了.导入3:复习导入前面我们学习了液体压强和气体压强,气体和液体都能流动,当气体和液体流动起来时,压强又会有什么样【课堂探究】1.点燃一支蜡烛.让学生猜想往火焰左侧吹气时将会出现什么现象?(最好用吸管吹)找一学生做该实验.分析实验现象并表扬猜对的同学.2.做吹纸的实验.找一学生分析实验现象.根据上面做过的几个实验你有什么发现?在气体中流速越大的位置压强越小.(板书)利用一张纸再做几个实验(1)将一张纸靠在嘴唇下,另一端自然下垂,沿纸的上方水平吹气,观察手中的纸会怎么样?(2)将纸折成“桥”状,从桥下吹气,观察纸桥有什么变化?二、探究流体压强与流速的关系1.在液体中是否有与气体相同的特点呢?实验(可以演示也可以分组):事先做好两只纸船,把船放入盛有水的盆中,按课本P163实验探究图851来做实验.观察纸船的情况.2.在液体中流速越大的位置压强越小.(板书)解释现象:打开自来水龙头会看到水向下流动的时候,为什么随着速度的增大水变得越来越细?3.探究飞机的升力问题:几十吨重的飞机为什么能腾空而起?秘密在于机翼.飞机前进时,机翼与周围的空气发生相对运动,相当于有气流迎面流过机翼.气流被机翼分成上下两部分,由于机翼横截面的形状上下不对称,在相同时间内,机翼上方气流通过的路程长,因而速度较大,它对机翼的压强较小;下方气流通过的路程较短,因而速度较小,它对机翼的压强较大.因此在机翼的上下表面存在压强差,这就产生了向上的升力.4.生活中跟气体的压强与流速有关的现象举例:杜甫的诗中说到“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅.”为什么会出现这种现象呢?问题:你能举出一些气体压强与流速的例子或应用吗?(2)两艘船平行行驶时容易相撞.(3)窗户被外面大风刮开.第四节流体压强与流速的关系一、在气体和液体中,流速越大的位置压强越小.二、应用:飞机的升力.1.如图所示,两船距离很近且并排行驶时,将会相撞,这是因为两船内侧水的流速大于两船外侧水的流速,造成了两船内侧水的压强小于外侧水的压强的原因(选填“大于”“小于”或“等于”).2.打开自来水龙头,使自来水流过如图所示的玻璃管,在A,B,C三处,水的流速较大的是B处,压强较小3.如图所示,是喷雾器的原理示意图,当空气从小孔迅速流出,小孔附近空气的流速较大,压强小于容器里液面上方的空气压强,液体就沿细管上升,从管口中流出后,受气流的冲击,被喷成雾状.让自来水流过如图所示的装置,当水流稳定后(D)A.P点流速等于Q点流速B.P点流速小于Q点流速C.P点压强大于Q点压强D.P点压强小于Q点压强水翼船从前看,左:半浸式水翼;右:全浸式水翼.早期的水翼船采用U形的水翼.这种水翼被称为“半浸式”或“割划式”水翼.因为在水翼飞航时,U形水翼会有部分是浸在水中,而部分则会割破水面露在空中.半浸式水翼的结构较为简单,推进一般用船尾浸在水中的螺旋桨及方向舵.较新的水翼船则是采用倒T形的水翼,这种水翼被称为“全浸式”,因为它经常保持在水下.“全浸式”的水翼受海浪的影响比“半浸式”小,因此全浸式水翼船在大浪的海上行走时更为稳定,亦更为舒适.但是因为全浸式水翼设计不具自我稳定的特性,故必须要由自动控制系统就海面情况、船身姿态、速度、加速等参数不断改变水翼的攻角,以维持水翼飞航的状态.如果水翼船突然失速(例如发动机严重故障或者因碰撞而突然减速),飞航中的船身可能会突然掉回水中,造成意外.部分全浸式水翼船的推进采用燃气涡轮引擎,配以喷水系统,避免了螺旋桨及方向舵带来的阻力.船在航行时,船体受水的阻力较大,影响船的航行速度.汽车尾翼国外一些人根据它的形状形象地称它为“雪撬板”.国内也有人称它为“鸭尾”或“定风翼”,比较科学的叫法应为“扰流器”、“扰流翼”或“扰流板”.尾翼一般分单层和双层两种,有铝合金尾翼和碳纤维两种材料,而且分手动调校和液压自动调校,其中液压自动调校型多了液压立柱,可根据车速自动调整角度.汽车在高速行驶时,根据空气动力学原理,在行驶过程中会遇到空气阻力,围绕汽车重心同时产生纵向、侧向和垂直上升的三个方向的空气动力量,其中纵向为空气阻力.为了有效地减少并克服汽车高速行驶时空气阻力的影响,人们设计使用了汽车尾翼,其作用就是使空气对汽车产生第四种作用力,即产生较大的对地面的附着力,它能抵消一部分升力,有效控制汽车上浮,使风阻系数相应减小,使汽车能紧贴在道路地面行驶,从而提高行驶的稳定性能.全章概述第一节认识浮力第二节阿基米德原理第三节物体的浮与沉知识与技能1.知道什么是浮力及浮力产生的原因.2.学习用弹簧测力计测浮力的大小.3.知道验证阿基米德原理实验的目的、方法和结论.4.理解阿基米德原理的内容.5.观察物体上浮、下沉的现象,了解使物体上浮与下沉的方法.过程与方法1.通过实验与探究,感受浮力、认识浮力.2.经历探究浮力的大小与哪些因素有关的过程,学习使用控制变量法.3.培养学生观察和分析问题的能力.情感态度与价值观1.亲身参与科学探究的过程,在活动中大胆提出自己的猜想,能实事求是地记录数据,并根据实验数据提出自己的见解,有与他人合作交流的愿望.2.经历探究物体浮沉的过程,培养学生观察、动手实验、分析和概括的能力.“浮力”对于初三学生来说,可谓既熟悉又不熟悉.说熟悉,是因为在日常生活中和在小学科学课的学习中,学生对浮力的存在已经有了一定的感性认识.说不熟悉,是因为要把有关浮力的认识从感性提高到理性,难度增加了.本章从认识浮力到计算浮力的大小再到浮力的应用环环相扣,符合学生的认知规律.第一节认识浮力1.知道什么是浮力及浮力产生的原因.2.学习用弹簧测力计测浮力的大小.3.通过实验探究,感受浮力、认识浮力.4.经历探究浮力的大小与哪些因素有关的过程,学习使用控制变量法.【重点难点】重点:浮力概念的建立和称重法测浮力.难点:研究浮力的产生原因.【新课导入】观察下面的四幅图,并思考(甲)图中为什么人能漂浮在死海海面上?(乙)图中为什么气球能升到空中?(丙)图中为什么大型的游轮能在大海中航行而不会下沉?(丁)图中为什么飞艇能在空中飞行?它们有什么共同导入2:情境导入让学生将瓶盖旋紧的空矿泉水瓶逐渐压入水底,然后放手.一是体会手的感觉;二是观察矿泉水瓶最终的情况.尝试回答:这些都说明了什么?【课堂探究】一、浮力的定义和方向在学生对浮力有了一个粗略的认识后,可让同学们举例:生活中有还有哪些物体会受到浮力?将学生的思维进一步的发散,感受到物理就在我们的身边.1.浮力的定义再次仔细观察上面的图,带着问题思考、讨论、交流.引出:浸在液体里的物体受到液体向上的托力;浸在气体里的物体也会受到气体向上的托力.总结:浸在液体(或气体)里的物体都受到液体(或气体)竖直向上的托力,这个力叫做浮力.2.浮力的方向关于浮力的方向,可以演示下面的实验帮助学生领会:找一段较粗的红毛线,将其两端分别固定在乒乓球和大烧杯的底部,将水注入大烧杯,直到将乒乓球浸没,观察红毛线在竖直方向被拉直;将大烧杯的一端垫高,发现红毛线仍旧在竖直方向被拉直.此实验说明浮力的方向总是竖直向上的.二、探究浮力1.探究液体的浮力探究实验:(1)把金属块挂在弹簧测力计下,用弹簧测力计测得其重力为G;(2)用手轻轻地竖直向上托金属块,观察测力计的示数变化,思考:为什么产生这种现象?(3)用弹簧测力计挂着金属块慢慢浸没在水中,直至弹簧测力计示数不再变化,记下此时的示数为F;通过如图的物体受力分析,学生可得出如下结论:物体受到的三个力平衡,包括竖直向下的重力和竖直向上的拉力、竖直向上的浮力.即“称重法”测得浮力F=G-F.浮2.探究空气的浮力观察课本P169图9-2热气球腾空,让学生知道不仅浸在液体中的物体会受到浮力,浸在气体中的物体也会受到浮力,例如氢气球、热气球等.三、浮力是怎样产生的通过理论分析,揭示浮力产生的原因.课本P171图9-5启发学生用液体压强与深度的关系、二力平衡等知识分析:正方体左右两个侧面、前后两个侧面在水中的深度相同,因而受到水的压强相等,受到水的压力大小相等、方向相反,相互平衡;而正方体的上表面和下表面由于在水中的深度不同,受到水的压强大小不同,因而压力也不相等,下表面受到水的向上的压力F大于上表面受到水向下的压力F.然后由学生归纳总结出:浮力是由于液体对物体向上和向下的压力差产生的.第一节认识浮力1.浮力的概念.2.浮力的方向.3.探究液体的浮力.4.探究气体的浮力.5.浮力产生的原因.1.一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放在斜面上,如图所示.图上画出了几个力的方向,你认为鸡蛋所受浮力的方向应当是(C)A.F1B.F2C.F3D.F42.一桥墩浸没在水中的深度是25m,横截面积为2m2,它所受到的浮力为0N.3.重9.8N的物体挂在弹簧测力计上,如果把它的体积浸入水中,弹簧测力计的读数为7.35N.物体在水中所受的浮力为2.45N.4.浸没在水中的某物体上表面受到的水的压力为20N,如果物体在水中受到的浮力为50N,那么物体下表面受到的水的压力大小是70N,方向是竖直向上.“世越号”的黯然神伤与重见天日2014年4月,韩国“世越号”客轮在全罗南道珍岛郡附近水域沉没,导致295人遇难,9人下落不明.2015年8月,韩国公司与上海打捞局组成的韩中打捞联合体启动了“世越号”打捞作业.近3年的时间过去,如今“世越号”终于重见天日.在当地时间昨天(22日)上午10点,韩国海洋水产部正式启动了“世越号”客轮的打捞试验,也就是所谓的“试捞”.试捞的意思是,把沉船抬离海底1到2米,上海打捞局将趁机测量并分配66根打捞钢索和油压千斤顶的承重,以确保船体在抬高过程中保持水平.试打捞也是检验打捞在技术上是否可行的重要过程.鉴于沉船海域天气良好,打捞作业通宵达旦进行,以每小时3米左右的速度拉绳.23日凌晨3时45分左右,貌似减摇鳍的“世越号”客轮部分构造物浮出水面.牵动韩国人心弦的“世越号”在沉没1073天后浮出水面.第二节阿基米德原理1.认识浮力;会用“称重法”测量浮力.2.知道阿基米德原理.3.观察日常生活中由于浮力而产生的现象.【重点难点】重点:做好三个探究实验,在实验的基础上认识浮力,总结测量浮力的一种方法——称重法,发现影响浮力大小的因素,知道阿基米德原理.难点:对浮力的大小与哪些因素有关的理解.【新课导入】在如图所示中,国王想让工匠打造纯金的王冠,给了工匠金子,完成之后王冠的重量和国王给的金子一样,但是国王怀疑工匠掺假,命令阿基米德在不破坏王冠的情况下检验是否掺假,阿基米德做到了没有呢?导入2:复习导入1.浮力是怎样产生的?浮力的方向是怎样的?2.如何用弹簧测力计测出浸没在水中的铁块所受浮力的大小.要求学生说出方法,并进行实验,说出结果.3.那么浮力的大小与什么因素有关呢?【课堂探究】一、浮力的大小与哪些因素有关1.将李子浸没在清水中,李子沉入水底,往杯中逐渐加盐后,李子开始上浮.说明浮力的大小与液体的密度有关.2.演示实验:把空矿泉水瓶慢慢地压入水中,仔细体会手的感觉,与学生共同分析讨论,最终得出浮力的大小还与物体进入液体中的体积有关,因为物体进入液体中的体积和物体排开液体的体积相同,所以浮力的大小也可以说成与物体排开液体的体积有关.当瓶子浸没后继续向深处压发现手上的力量没有了变化,这说明浮力的大小与浸没在液体中的深度无关.总结:物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的密度有关,还与物体排开液体的体积有关,而与浸没在液体中的深度无关.二、阿基米德原理分组探究实验:浮力的大小跟排开液体所受重力的关系.实验器材:弹簧测力计、溢水杯、小烧杯、钩码、细线、水等.实验目的:探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系.实验原理:称重法.1.图1用弹簧测力计测物体的重力.2.图2测出小杯所受的重力.(数据填在下表里)3.图3把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中,读出这时测力计的示数,同时用杯收集物体排开的水.4.图4测出小杯和物体排开的水所受的总重力.物体在水中时测力计物体在水中时测力计物体所受的重力/物体所受的重力/N受的重排开水所受的重力/N123由表格中数据总结出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小.这便是著名的阿基米德原理.数学表达式:F=G.事实上,阿基米德原理对气体也同样适用.第二节阿基米德原理一、浮力的大小与哪些因素有关1.液体的密度.2.物体排开液体的体积.二、阿基米德原理浸在液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小.即F=G.浮排1.将重力相等的实心铜球、铁球、铝球浸没在水中,它们受的浮力(C)A.相等B.铜球最大C.铝球最大D.铁球最大2.用绳子系好铜块,让它分别浸没在水中距水面1米和2米深的地方,铜块受到的浮力(C)A.1米深处大B.2米深处大C.一样大D.无法确定3.浮在水面上质量相同的两块冰,甲块是实心的,乙块中含有小木块,则(C)A.甲块冰受的浮力大B.乙块冰受的浮力大C.两块冰受的浮力一样大D.无法确定阿基米德阿基米德是古希腊物理学家、数学家,静力学和流体静力学的奠基人.阿基米德在力学方面的成绩最为突出,他系统并严格地证明了杠杆定律,为静力学奠定了基础.在总结前人经验的基础上,阿基米德系统地研究了物体的重心和杠杆原理,提出了精确地确定物体重心的方法,指出在物体的中心处支起来,就能使物体保持平衡.他在研究机械的过程中,发现了杠杆定律,并利用这一定律设计制造了许多机械.阿基米德曾说过:“假如给我一个支点,我就能撬动地球.”他在研究浮体的过程中发现了浮力定律,也就是有名的阿基米德原理.国王让金匠做了一顶新的纯金王冠.但他怀疑金匠在金冠中掺假了.可是,做好的王冠无论从重量上、外形上都看不出问题.国王把这个难题交给了阿基米德.阿基米德日思夜想.一天,他去澡堂洗澡,当他慢慢坐进澡堂时,水从盆边溢了出来,他望着溢出来的水,突然大叫一声:“我知道了!”竟然一丝不挂地跑回家中.原来他想出办法了.阿基米德把金王冠放进一个装满水的缸中,一些水溢出来了.他取了王冠,把水装满,再将一块同王冠一样重的金子放进水里,又有一些水溢出来.他把两次的水加以比较,发现第一次溢出的水多于第二次.于是他断定金冠中掺了银了.经过一翻试验,他算出银子的重量.当他宣布他的发现时,金匠目瞪口呆.这次试验的意义远远大过查出金匠欺骗国王.阿基米德从中发现了一条原理:即物体在液体中减轻的重量,等于他所排出液体的重量.这条原理后人以阿基米德的名字命名.第三节物体的浮与沉1.知道物体的浮沉条件.2.知道浮力的应用.3.通过收集、交流关于浮力应用的资料,了解浮力应用的社会价值.【重点难点】重点:知道轮船、潜水艇、气球、飞艇的工作原理.难点:理解改变物体所受的重力与浮力的关系,能增大可利用的浮力.【新课导入】如图所示,(甲)图中一个成年人能够自由的漂浮在水面上看报纸,而(乙)图中的小鱼却能在水下自由的游来游去,这是为什么呢?导入2:情境导入演示实验:1.出示铁块和蜡块让学生观察发现它们体积相等.2.将体积相同的铁块和蜡块同时浸没在水中后松手.[实验现象]铁块沉入杯底而蜡块上浮最终浮在水面.(1)浸没在水中的铁块、蜡块(松手后)各受到什么力?(浮力、重力).(2)铁块和蜡块受到的浮力相等吗?(相等.因为V相等,根据阿基米德原理可知浮力相等).排3.既然铁块和蜡块受到的F相同,为什么松手后铁块沉底而蜡块上浮?在液体中,物体的浮沉取决于什么浮【课堂探究】一、物体的浮沉条件分析蜡块:松手后,浸没在水中的蜡块所受到的F>G,所以蜡块上浮.当蜡块逐渐露出水面,V减小,浮浮蜡力减小,当F=G时,蜡块最终漂浮在水面.即F>G上浮,最终漂浮.分析铁块:松手后,浸没在水中的铁块所受到的F浮<G铁,铁块下沉.到达容器底部后,铁块受到F浮,G铁和F支,三力平衡,静止在容器底,我们说铁块沉底.即F<G下沉,最终沉底.若一个物体浸没在水中,松手后F=G,受力平衡,物体的运动状态不变,我们说物体悬浮在液体中.即浮物物,物,浮最终悬浮.总结:通过上述分析,我们知道浸在液体中物体的浮沉取决于物体所受F与G的关系.当浮力大于重力时,物体上浮;当浮力小于重力时,物体下沉;当浮力等于重力时,物体处于悬浮或漂浮状态.二、浮沉条件的应用两个外形相同的铁罐子,一个空心,一个装满沙;同时按入水中,松手后实心的下沉,空心的上浮最终漂浮.浮物,,(1)铁的密度大于水的密度,空心的铁罐子为什么能漂浮呢?(因为它是空心的,F浮物,,能漂浮).(2)要想让实心的铁罐子也漂浮,可以怎么办呢?(把沙取出来,变成空心的).(3)那么怎么调节铁罐子的浮沉呢?(F浮不变,挖空使G物变小,当F浮>G物,铁罐子自然就浮起来了)总结:上述实验告诉我们采用“空心”的办法,可以使下沉的物体变得上浮或漂浮.2.应用①原理:采用把物体做成“空心”的办法使浮力等于船和货物的总重来实现漂浮.②排水量:满载时,船排开的水的质量.即:排水量=m+m.①轮船从河水驶入海里,它的重力变不变?它受到的浮力变大、变小还是不变?(重力不变,浮力不变,始终漂浮).②它排开的液体的质量变不变?(不变)③它排开的液体的体积变不变?(变,ρ海水>ρ河水,所以V排海水<V排河水)④它是沉下一些,还是浮起一些?(V变小了,所以上浮一些)排总结:同一条船在河里和海里时,所受浮力相同,但它排开的河水和海水的体积不同.因此,它的吃水深度不潜水艇能潜入水下航行,进行侦查和袭击,是一种很重要的军事舰艇.它是怎么工作的呢?我们用打吊瓶用的小塑料管来模拟潜水艇.请同学们利用和塑料管连接的细管给塑料管吹气或吸气.现象:吸气时,水逐渐进入管中,管子下沉;吹气时,管中的水被排出,管子上浮;①小塑料管浸没在水中所受F是否变化?(塑料管形变很小,V基本不变,所以可以认为F不变).浮排②那它是怎样上浮或下沉的呢? 吹气时,水从管子中排出,重力变小,F浮>G物,所以上浮;吸气时,水进入管子,重力变大,F浮<G物,所以下总结:潜水艇两侧有水舱,当水舱中充水时,潜水艇加重,就逐渐潜入水中;当水舱充水使艇重等于同体积水重时,潜水艇就可悬浮在水中;当压缩空气使水舱中的水排出一部分时,潜水艇变轻,就可上浮了.3.(盐水选种)观看视频:盐水选种.4.其他应用密度计、热气球、飞艇等.第三节物体的浮与沉1.物体的浮沉条件:物浮物物浮物上浮最终漂浮液=物液>物2.浮沉条件的应用(1)通过调节物体受到的F浮或G物,可以调节物体的浮沉.①轮船:把物体作成“空心”的办法,使浮力等于船和货物的总重来实现漂浮.②潜水艇:依靠改变自身重力来实现在水中的浮沉.1.下列说法正确的是(D)A.物体浸没在液体的深处比完全浸没在液体浅处时受的浮力大B.质量相同的铁块和铜块,完全没入水中,所受