9.2《液体的压强》教学设计- 2024-2025学年人教版（2024）八年级下册 物理

人教版（2024）八年级下册第九章第二节《液体的压强》教学设计【设计理念】《液体的压强》是人教版（2024）八年级下册第九章的重要内容。压强知识是初中物理的重要知识点，而液体的压强是压强知识的重要组成部分。液体压强在生活和生产中有着广泛的应用，如水利工程、潜水等。本节内容主要介绍液体压强的特点、产生原因以及液体压强的计算公式等方面。物理学科核心素养包括物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任。在教学过程中，应围绕这些核心素养展开，引导学生通过对液体压强现象的观察、实验和分析，形成液体压强的物理观念，培养学生的科学思维和科学探究能力。同时，通过引导学生了解液体压强在生活和生产中的应用，认识科学技术对社会发展的影响，培养学生的科学态度与责任。【核心素养目标】1.物理观念：学生能够准确描述液体压强的特点，理解液体压强产生的原因，掌握液体压强的计算公式，并能用这些知识解释生活中与液体压强相关的现象。2.科学思维：通过实验探究液体压强的特点，培养学生的观察能力、分析能力和归纳总结能力。运用控制变量法设计实验，培养学生的科学探究方法和逻辑思维能力。通过对液体压强公式的推导，培养学生的理论推导能力和数学应用能力。3.科学探究：让学生经历探究液体压强特点的过程，学会提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、收集证据、分析与论证等科学探究的基本环节，提高学生的科学探究能力和实践操作能力。4.科学态度与责任：通过实验探究，培养学生实事求是、尊重客观规律的科学态度。了解液体压强在生活和生产中的应用，认识科学技术对社会发展的重要作用，培养学生将物理知识应用于生活和生产的意识和能力，增强学生的社会责任感。【教学重难点】教学重点1.液体压强的特点。2.液体压强产生的原因。3.液体压强的计算公式。教学难点1.理解液体压强与深度和密度的关系。2.液体压强公式的推导过程。3.运用液体压强知识解决实际问题。【教学过程】一、导入新课同学们，在生活中我们常常会看到一些有趣的现象。比如，当我们把一个气球放入水中，会发现气球会被压缩；当我们潜水时，会感觉到耳朵有压迫感。这些现象都与液体的压强有关。那什么是液体的压强呢？液体的压强又有哪些特点呢？今天，就让我们一起走进液体的压强的世界，去揭开它的神秘面纱。为了让大家更直观地感受液体的压强，老师给大家做一个小实验。（教师拿出一个底部和侧壁都有小孔的塑料瓶，向瓶中装满水）同学们，仔细观察会发生什么现象。（水从小孔中喷射出来）大家看到了，水从小孔中喷射出来，这说明什么呢？这说明液体对容器的侧壁和底部都有压强。那液体的压强还有哪些特点呢？接下来，我们就通过实验来探究一下。二、讲授新课（一）液体压强的特点1.提出问题通过刚才的实验，我们知道了液体对容器的侧壁和底部都有压强。那液体内部的压强有什么特点呢？它与哪些因素有关呢？2.猜想与假设让学生根据生活经验和已有的知识进行猜想。学生可能会提出以下猜想：液体内部的压强可能与深度有关，可能与液体的密度有关，可能与方向有关等。3.设计实验为了验证我们的猜想，我们需要用到一种测量液体压强的仪器——压强计。（教师介绍压强计的构造和使用方法）压强计的U形管两侧液面的高度差反映了液体压强的大小。高度差越大，说明液体的压强越大。接下来，我们就用压强计来探究液体内部压强与深度、方向和液体密度的关系。在实验中，我们要采用控制变量法。比如，在探究液体内部压强与深度的关系时，要保持液体的密度和方向不变，只改变深度；在探究液体内部压强与方向的关系时，要保持液体的密度和深度不变，只改变方向；在探究液体内部压强与液体密度的关系时，要保持深度和方向不变，只改变液体的密度。4.进行实验（1）探究液体内部压强与深度的关系教师引导学生将压强计的探头放入水中不同的深度，观察U形管两侧液面的高度差。让学生记录实验数据，并分析数据。学生可以发现，随着深度的增加，U形管两侧液面的高度差逐渐增大，这说明液体内部的压强随深度的增加而增大。（2）探究液体内部压强与方向的关系教师引导学生将压强计的探头放在水中同一深度，改变探头的方向，观察U形管两侧液面的高度差。让学生记录实验数据，并分析数据。学生可以发现，在同一深度，液体向各个方向的压强都相等。（3）探究液体内部压强与液体密度的关系教师引导学生将压强计的探头分别放入水和盐水中同一深度，观察U形管两侧液面的高度差。让学生记录实验数据，并分析数据。学生可以发现，在同一深度，盐水的密度比水的密度大，U形管两侧液面的高度差也更大，这说明液体内部的压强与液体的密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。5.分析与论证让学生根据实验数据进行分析和论证，总结出液体压强的特点：（1）液体内部向各个方向都有压强。（2）在同一深度，液体向各个方向的压强都相等。（3）液体内部的压强随深度的增加而增大。（4）不同液体的压强还跟它的密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。（二）液体压强产生的原因1.引导学生思考我们已经知道了液体压强的特点，那液体为什么会产生压强呢？请同学们结合固体压强产生的原因，思考一下液体压强产生的原因。2.分析液体压强产生的原因教师引导学生分析：液体和固体一样，都受到重力的作用，所以液体对容器底部有压强。同时，液体具有流动性，所以液体对容器侧壁也有压强。3.进一步理解为了让学生更好地理解液体压强产生的原因，教师可以通过一些实例进行说明。比如，我们可以想象在液体中有一个小液柱，这个小液柱受到重力的作用，会对下面的液体产生压力，从而产生压强。同时，这个小液柱周围的液体也会对它产生压力，这就导致液体内部各个方向都有压强。（三）液体压强的计算公式1.提出问题我们已经知道了液体压强的特点和产生的原因，那如何计算液体内部某一深度的压强呢？2.推导液体压强公式教师引导学生进行推导：我们可以在液体中取一个圆柱形的液柱，设液柱的高度为h，横截面积为S，液体的密度为ρ。（1）计算液柱的体积根据圆柱体的体积公式V=Sh，可得液柱的体积为V=Sh。（2）计算液柱的质量根据密度公式ρ=m/V，可得液柱的质量为m=ρV=ρSh。（3）计算液柱的重力根据重力公式G=mg，可得液柱的重力为G=mg=ρShg。（4）计算液柱对底面的压力由于液柱静止在液体中，所以液柱对底面的压力等于液柱的重力，即F=G=ρShg。（5）计算液柱对底面的压强根据压强公式p=F/S，可得液柱对底面的压强为p=F/S=ρShg/S=ρgh。因为这个液柱是我们任意选取的，所以在液体内部某一深度h处的压强都可以用公式p=ρgh来计算，其中p表示液体内部某一深度的压强，ρ表示液体的密度，h表示深度，g是一个常数，通常取9.8N/kg。3.对公式的理解（1）深度h的含义：深度是指从液体的自由液面到所求点的竖直距离，而不是到容器底部的距离。（2）公式的适用范围：公式p=ρgh只适用于计算静止液体内部的压强，不适用于计算固体和气体的压强。（3）公式的应用：我们可以用公式p=ρgh来计算液体内部某一深度的压强，也可以根据已知的压强和深度来计算液体的密度。（四）液体压强的应用1.连通器（1）介绍连通器的概念教师介绍连通器的概念：上端开口、下端连通的容器叫做连通器。比如，茶壶、船闸、水位计等都是连通器。（2）探究连通器的原理教师引导学生通过实验探究连通器的原理：在连通器中装入同种液体，当液体不流动时，各容器中的液面总是相平的。这是因为在连通器中，液体静止时，同一深度处的压强相等，根据p=ρgh，可知各容器中的液面高度相等。（3）连通器的应用实例教师介绍连通器在生活和生产中的应用实例，如茶壶的壶嘴和壶身构成连通器，当壶身中的水静止时，壶嘴和壶身中的水面相平，这样水就可以顺利地从壶嘴倒出；船闸是利用连通器的原理来工作的，当船从上游驶向下游时，先打开上游阀门，使闸室和上游构成连通器，闸室中的水面和上游水面相平，船驶入闸室，然后关闭上游阀门，打开下游阀门，使闸室和下游构成连通器，闸室中的水面和下游水面相平，船就可以驶向下游。2.帕斯卡原理（1）介绍帕斯卡原理教师介绍帕斯卡原理：加在密闭液体上的压强，能够大小不变地被液体向各个方向传递。这个原理是由法国科学家帕斯卡发现的。（2）帕斯卡原理的应用实例教师介绍帕斯卡原理在生活和生产中的应用实例，如液压机就是利用帕斯卡原理来工作的。液压机有两个大小不同的活塞，分别放在两个大小不同的油缸中，中间用管道相连，里面充满了液体。当在小活塞上施加一个较小的力时，根据帕斯卡原理，液体能够将这个压强大小不变地传递到大活塞上，由于大活塞的面积比小活塞的面积大，所以在大活塞上就可以产生一个较大的力，从而可以用来压制物体。三、课堂小结与学生一起回顾本节课的主要内容，包括液体压强的特点、产生的原因、计算公式以及液体压强的应用等方面。强调液体压强在生活和生产中的重要性，鼓励学生在课后继续观察生活中的液体压强现象，并用所学的知识进行解释。四、课堂练习1.关于液体压强，下列说法中正确的是（）A.液体压强是由液体重力产生的，所以液体越重，产生的压强越大B.因为p=F/S，所以液体压强与容器底面积大小有关C.由于重力的方向总是竖直向下的，因而液体内部只有向下的压强D.液体压强只与液体的密度和深度有关2.潜水员潜入水中的深度有一定的限制，这与潜水员能承受的压强大小有关。若某位潜水员能承受水产生的最大压强为4.0×10⁵Pa，水的密度为1.0×10³kg/m³，g取10N/kg，则该潜水员在水中能下潜的最大深度是（）A.4mB.40mC.400mD.60m3.如图所示，三个完全相同的容器，里面分别装有质量相等的三种不同液体，三个容器都是圆柱形，那么（1）这三个容器底受到液体的压强p甲、p