登录 | 注册 | 忘记密码 | 设为首页 | 加入收藏凤凰教育网
关闭用户登录
  •  
  • 压强和浮力--教材分析及教学评价建议
  • 南京航空航天大学附属中学 丁玉祥 210001
  • 作者:丁玉祥 来源: 时间:2009-8-20 10:28:08 阅读次 【
  • 一、本章教材的地位、作用

    本章教材是在学习了弹力、重力、摩擦力等相关知识的基础上展开的,它是力学基础知识的进一步发展与提高。本章的内容主要是:比较深入地研究了压力、压强、浮力以及液体压强和流速的关系等有关知识,突出了压强和浮力等知识在实际生活中的运用,并要求学生能用浮力知识来解释生活中的一些现象,其目的就是让学生了解这些知识在生产、生活和社会中的广泛应用,从而让学生从生活走向物理,从物理走向社会。与传统教材相比,本章涉及传统教材中的《压强》、《大气压强》、《浮力》三个章节的内容,同时对“液体压强”和“大气压强”有关内容进行了整合,编写为一节,整个章节的知识容量比较大,教材结构却比较简单,尤其是知识点的数量明显减少,且活动增加较多,从而使学生原先在浮力方面的分化程度有所减弱。同时,学生学习本章相关内容的台阶要求已有所降低,尽管要求利用会压强公式进行简单计算,但计算要求和试题难度明显下降,这一点应在本章教学过程中引起注意。所以,正确的认识和把握压强的基本概念,了解固体、液体压强、气体压强以及浮力的特点,可以为后续知识的学习起到承上启下的作用。由于学生刚接触学习力学知识,理解压强和浮力比较困难,因此,本章的重点是压强及应用、浮力及阿基米德原理;本章学习的难点则是“压强概念的建立,液体内部压强的探究,阿基米德原理的探究”,要引导学生会利用“观察实验法”和“控制变量法进行问题的探究”。

     

    二、  本章教材知识体系

    1.本章教材的知识结构

     

    2.新旧教材知识体系的比较

    两种教材结构的比较

    教材

    传统教材(人教版)

    苏科版

    第10章 压力 压强

    ?/SPAN>1压力  压  强

    ?/SPAN>2液体内部压强

    ?/SPAN>3实验研究液体内

    部压强的特点

    第11章 大气压强

    ?/SPAN>1大气压强

    ?/SPAN>2压强的变化

    第12章  浮  力

    ?/SPAN>1浮  力

    ?/SPAN>2阿基米德原理

    ?/SPAN>3浮力应用

    第9章压力和压强

    ?/SPAN>1压  强

    ?/SPAN>2液体的压强

    ?/SPAN>3气体的压强

    ?/SPAN>4浮  力

     

    3.课时建议

    章   节

    课时安排

    第一节  压强

    2

    第二节  液体的压强

    1

    第三节  气体的压强

    1

    第四节  浮力

    1

    第五节  机动或习题课

    2

     

    三、本章教学要求的变化分析

    知识点

    原教学大纲要求

    课程标准的相关要求

    标 准 内 容

    知识水平

    压力和压强

    知道压力概念

    理解压强概念

    通过实验探究,学习压强概念

    能用压强公式进行简单计算

    知道增大和减小压强的方法

    经历

    理解

    了解

    液体内部压强

    理解液体内部压强规律及公式

    渗透于“标准”中

    理解

    大气压强

    知道大气压强现象

    知道大气压强随高度增加而减小

    了解测量大气压强的方法

    了解

    气体压强与体积变化

    知道在温度不变的情况下,一定质量气体压强跟体积的关系

    流体压强与流速的关系

    选学

    通过实验探究,初步了解流体压强与流体的关系

    初步了解

    机翼的升力

    选学

    浮力

    知道浮力产生原因

    通过实验探究,认识浮力

    认识

    经历

    阿基米德原理

    知道阿基米德原理

    经历探究浮力大小的过程

    知道阿基米德原理

    经历

    了解

    知识技能目标动词的水平层次:三个层次:了解、认识、理解,一个技能要求:独立操作

    体验性要求的目标动词的水平层次:经历、反应、领悟。

     

    四、  教材的编写特点

    1.充分发掘图片的功能,引导学生关注生活中的一些奇妙的现象,激发学生的探究欲望。

    本章的标题“意想不到的力”是一个具有启发性的标题,章首图以国产核潜艇的大背景(引导学生把压强和浮力联系起来),贴近生活,易于激发学生学习兴趣;同时背景图上叠放了四幅图景,分别是轮胎截面很宽的载重机,引导学生对压强现象产生关注;在冷水的淋浴下,饮料瓶能自动瘪下去,引导学生对大气压强现象产生注意;而浮在水银液面上的砝码和浮在死海海面上的人,让学生对浮力现象产生联想,后三幅图景出乎学生日常的意料之外,易于激发学生的学习兴趣和探究欲望,能引导学生关注日常生活中的物理现象。章首图中的5幅图片有些在各小节内容中再次呈现,有些没有出现,在学习相关知识时,要充分利用这些导图提供的情境,让学生产生深入学习的欲望和解决问题的意识。

     

    2.以科学探究为主线,让学生在动手实践的过程中学会相关知识,经历科学探究的过程,体验探究的乐趣,掌握研究问题的一般方法。

    本章共精心设置了9个简易的学生能动手动脑的探究活动,并自始至终注意到以实验和活动为基础,通过实验观察和分析推理得到结论,有些小节还利用活动验证结论的正确性。如:“活动9.1  观察与作图”、“活动9.2  探究压力作用的效果”、“活动9.3  利用体重计和方格纸测量人站立时对地面的压强”、“活动9.4  探究影响液体内部压强大小的因素”、“活动9.5  体验大气压的存在”、“活动9.6  估测大气压的值”、“活动9.7  探究流速大小对流体压强的影响”、“活动9.8  下沉的物体是否受到浮力的作用”、“活动9.9 浮力的大小”。这些活动既有包含七个探究要素比较完整的探究,让学生体验完整的科学过程,同时又不拘泥于形式,避免探究程式化,安排了一些部分环节的探究活动,从而给学生留下较大的发挥空间。教师可以在此基础上引导学生进行拓展性的探究方案设计,提高学生独立进行科学探究的能力。另外,本章教材十分注意将研究问题的方法渗透于知识的学习过程,比如,控制变量法在“探究压力作用的效果”、“探究影响液体内部压强大小的因素”以及“浮力大小”时都有明显的体现;另外,将割补法引入到计算人体站立时对地面的压强当中,让学生学会了计算受力面积的一种近似计算的方法。

     

    3.重视物理基本概念和规律的引入,改变传统的机械地接受式呈现方法,让学生学习更主动,更爱思考。

    本章对物理概念的导入一改传统教材平铺直叙的做法,而是精心安排了一些看图(如压力)、观察(如压力作用效果、探究影响液体内部压强大小的因素)、提出问题(如浮力)等环节来引入课题,这样的设计有利于学生观察、分析问题能力的培养。

     

    4.密切联系日常生活实际与经验,使学生初步认识“科学、技术和社会”之间密切联系,培养学生学以致用的良好学习习惯。

    如本章“压力压强”中安排了坦克履带、越野汽车轮胎、压路机、短跑运动员的冰鞋的冰刀、房屋建在较宽大的地基上等,体会增大和减小压强的方法,让学生认识到物理知识与生活实际的联系,认识到物理是有用的;在液体压强的“www”中介绍了水坝为什么下部总要比上部建造的宽些,引导学生认识到压强知识在水利工程技术中应用;在流体压强与流速的关系一节中的“生活物理社会”中介绍了乒乓球弧圈球的原理,让学生认识到物理与技术之间的联系,从而使学生应用知识解决问题问题的能力。

     

    5.切实把握定量计算的难度和深度,努力让学生学得更主动、更轻松。

    本章出现了《课程标准》中规定的四个定量计算的知识点之一“p=”,“标准”只要求学生能简单计算与压强有关的问题,具体要求是,如果知道压力、受力面积、和压强这三个物理量中的两个,要能够通过概念的理解或公式的变形计算出第三个物理量,不要求与其他公式综合进行计算。因此,教学中认真领会“标准”要求,认真处理好此知识点的教学,注意避免过多地增加有关“压强”的练习数量和一味提高习题的难度,从而增加学生的学习负担。另外,“标准”中没有给出“液体内部压强”的定量计算公式,考虑到各地的教学发展水平的差异,兼顾到“标准”仅仅是规定了学生学习的基本要求,即“下要保底,上不封顶”,本章在信息库中给出了液体内部压强定量计算的公式的推导过程,目的是让学有余力的学生增加知识面,同时了解液体内部压强和深度、液体密度之间的定量关系,这属于拓展性知识,不是必学内容,因此,此知识点也应当不在中考的考查范围内。

     

    五、“www”中习题的类型及功能

    本章在“WWW”栏目中精心安排了三类题型,一类是实践类习题,一类是探究类习题,还有一类是体验类习题。这些习题具有实践性、探究性、体验性和综合性的特点,易于培养了学生动手实践能力和科学探究的习惯。

     

    1.实践类题型。主要有以下几种:生活估测型、定量计算型、知识应用型、项目设计型、分析说理型。

    (1)生活估测型。例:教材p64::如走钢丝的演员若两脚都站立在直径为2cm的钢丝上(脚与钢丝平行),估算一下他的脚对钢丝的压强是多大?(提示:一只脚的受力面积可用脚长乘以2 cm)?

    例:教材p64页:估测一下一张纸平放在桌面上时对桌面的压强有多大?想一想,如何测出一张纸的重力和纸与桌面的接触面积?需要哪些测量工具。

    (2)定量计算型。

    例:(P64页)某沼泽地能承受的压强为2?/SPAN>104Pa,一位同学的体重为600N,他与沼泽地的接触面积是多大时,才不会陷入沼泽地?

    (3)知识应用型。

    例:(P68页)如图9-15所示,水坝的下部总要比上部建造得宽一些,这是为什么?

    例:(P74页)航海规则中规定:两艘大轮船不能近距离同向航行。想一想,这是为什么?

    (4)项目设计型。

    例:(P74页)试一试,怎样用一个矿泉水瓶和两根吸管制作一个口吹喷雾器?

    (P77页)设计一个实验,证明气体对处于其中的物体也有浮力作用。

    (5)分析说理型。

    例:(P64页)图9-8的装置叫钉板,把气球放在钉板上,再把木板放在气球上,向木板上施加压力,气球会变形但却不会被钉板上的钉刺破。请解释这一现象。

     

    2.探究类题型。主要有以下几种:猜想说理型、资料分析型。

    (1)猜想说理型

    例:(P68页)小实验:如图9-17,在饮料瓶中罐满水,然后,在瓶的a、b(a、b两点在同一水平线上)、c处各扎一个小孔,将会发生什么现象?请说明其中的道理?

    (2)资料分析型

    例:(P68页)1684年帕斯卡曾经做过一个著名的“裂桶实验”:他在一个密封、装满水的木桶的桶盖上插入一根细长的管子,然后从楼房的阳台上往管子里灌水。结果,只灌了几杯水,桶竟裂开了(如图9-16)。你能说明这种现象吗?

     

    3.体验类题型。主要有以下几种:交流体验型、操作体验型。

    (1)交流体验型。

    例:(P77页)查阅资料,了解浮力在生产和生活中的应用实例,并将你查阅的资料与同学交流。

    (2)操作体验型。

    例:(P74页)在瓶中灌满水,用一张纸覆盖瓶口,压紧后倒置,瓶中的水和纸都不会下落,如图9-27所示,请你试一试,并说明其中的道理。

    例:(P75页)如图9-26所示,用塑料管从瓶中吸饮料时,饮料是怎样被吸到嘴里的?试一试,若将瓶口封死,饮料还会被吸到嘴里吗?

     

    五、  课时教学要求的分析及评价示例

    1.  通过实验探究,学习压强的概念。

    要求是:学习压强的概念,学生要知道什么是压力,会画压力示意图;同时必须通过学生自己的实验探究知道影响压强大小的因素,并能建立压强的概念,教师不要直接告诉学生压强的定义。知识要求属于“了解”水平。

    能够引导学生通过观察、作图和讨论的方法归纳出压力的概念,知道并能作出生活中常见物体施加压力的示意图,可以课后补充作业让学生列表比较压力和重力的异同;通过运用控制变量法探究“压力作用效果跟哪些因素有关”,从而建立压强的概念,同时能够应用压强的概念解释生活中的一些问题。在具体的生活能利用生活中的事例或现象,使学生认识到液体内部和液体对容器底及侧壁有压强。引导学生能利用压强计探究液体的内部压强特点,使学生了解影响液体内部压强大小的因素,并体会控制变量法在研究液体内部压强过程的应用。注意的是,“液体压强”知识要求学生能利用液体压强特点解释生活中一些与之相关的现象即可,不要求学生掌握液体压强的公式及相关计算。知识要求属于“了解”。

     

    评价示例:

    例1:一个木箱放在斜面上,如图所示,其中能正确表示斜面受到压力F的示意图是(  )

     

    例2:一个普通的中学生双脚站立在水平地面上,他对地面的压强的压力和压强最接

    近于(  )

    A.50N   103Pa      B.50N   104Pa    C.500N   103Pa      D.500N    104Pa

     

    例3:如图所示,俗话说:“磨刀不误砍柴工”,究其物理原理以及磨刀方法,正确的是(  )

    A.减小受力面积增大压强,磨刀时应使刀面与磨刀石的夹角小些

    B.减小受力面积增大压强,磨刀时应使刀面与磨刀石的夹角大小

    C.增大受力面积减小压强,磨刀时应使刀面与磨刀石的夹角小些

                     D.增大受力面积减小压强,磨刀时应使刀面与磨刀石夹角大些

     

    例4:如图所示,为一名滑雪运动员正在滑雪比赛,根据图中展现的情景,提出两个与物理知识有关的问题,并针对所提出的问题作出简答。

     

     

     

     

     

     

    例如:问题:雪橇底部是光滑的吗?简答:为了减小摩擦,雪橇底部都应光滑,利于运动员滑得的更快。

    (1)问题:                         ;简答:                        。

    (2)问题:                         ;简答:                        。

     

    例5:有四种不同年代的潜水装置,它们潜入海水的最大深度如图9-5所示,其中能承受海水压强最大的是(   )

     

     

     

     

     

     

     

     

    A                B                    C                     D

     

    2.  能用压强的公式进行简单计算。

    要求是:“能用公式进行简单计算”是指知道公式中的两个物理量,能利用压强的概念的理解或公式的变形计算出第三个物理量,不要求与其他公式综合进行复杂计算。知识要求属于“理解”水平。

     

    例1:云南素有“动物王国”之称,该省特有的野牛(因其腿下部呈白色,俗称“白袜子”)属于国家重点保护动物。动物保护组织成员测量出野牛在水平沙地上站立时留下的一个脚印的面积0.025m2,深度为1.8cm,并对该沙地进行抗压实验,发现使沙地达到相同深度的压强为2?/SPAN>105Pa,请你根据以上数据推算出:

    (1)野牛对该少地的压力为多少N?(假设四只脚的面积相等)

    (2)野牛的质量为多少t?(g=10N/kg)

     

    3.  知道增大和减小压强的方法。

    要求是:让学生深入学习压强的概念,知道增大和减小压强的一般方法,要注意培养学生分析、判断能力,使学生能把改变压强的方法应用于日常生活,能解释生活中与之相关的现象。知识要求是属于“了解”水平。

     

    例1:某研究小组为探究“压力的作用效果与哪些因素有关”,设计了如图9-2所示的探究方案。甲图是研究小组将小木凳放入沙盘中,乙图是在小木凳上增加一个重物,丙图是将小木凳翻转过来,倒置于沙盘中,并在凳上仍然放置一个等重的重物。根据甲、乙图的分析,可以得到的结论是       ;根据乙、丙图的分析,可以得出的结论是                                          。

     

     

     

     

     

     

    例2:如图9A-2所示,两手指用力顶住铅笔两端,使它保持静止,下列说法正确的是(   )

     

    A.两手指受到的压力相同,左手指受到的压强较大

    B.两手指受到的压强相同,左手指受到的压力较大

    C.两手指受到的压力相同,右手指受到的压强较大

    D.两手指受到的压强相同,右手指受到的压强较大

     

    例3:.如图9A-3所示,四种动物的器官中,具有增大压强功能的是(   )

     

     

     

     

     

     

     

    例4:2002年6月6日《海峡都市报》刊登了《货车超限超载、国道不堪重负》一文,报道了“104国道设计使用年限为15年以上,但才使用5年就大修,现已伤痕累累……”有些运输单位和个人只顾自己利益,不顾国家利益,让汽车成倍的超载是损坏路面的直接原因。请你运用所学知识解释汽车严重超载加快路面损坏的原因(只需答出一种合理的原因即可):

    例5:为了探究压力的作用效果与哪些因素有关,某同学用若干个同种材料制成的不同物体放在同一水平细沙面上,进行了三组实验,并记录有关数据分别如表一、表二、表三所示。实验时,他仔细观察沙面的凹陷程度,并通过比较,发现每一组沙面的凹陷程度相同,而各组却不同,第一组凹陷程度最大,第二组其次,第三组最小。

    表1

    表2

    表3

    实验

    序号

    压力

    /N

    受力面积/cm2

    实验

    序号

    压力

    /N

    受力面积/cm2

    实验

    序号

    压力

    /N

    受力面积/cm2

    1

    6.0

    10

    4

    3.0

    10

    7

    3.0

    20

    2

    9.0

    15

    5

    4.5

    15

    8

    4.5

    30

    3

    12

    20

    6

    6.0

    20

    9

    6.0

    40

    (1)分析比较实验序号1和4(或2与5、3与6)及观察到的现象,可得出的初步结论是

    ____________________________________________________________________

    (2)分析比较________________________及观察到的现象,可初步得到的结论是:当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越显著。

    (3)请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及观察到的现象,并归纳得出结论。

    (a)分析比较________________及观察到的现象,可得出:______________________。

    (b)分析比较________________及观察到的现象,可得出:______________________。

     

    例6:红军二万五千里长征是从红色故都——瑞金始发的。途中,不少革命先烈过草地时陷入了沼泽地……为了减少牺牲,请你应用所学压强知识,谈谈红军战士过草地时可采取的预防或营救措施。

     

    例7:如图9-4所示,仔细观察订书机,它的结构应用了许多物理知识,其中哪些地方应用了压强知识?试列举出来。

     

     

     

     

     

     

     

    例8:假如由你来设计一座用大理石建造的纪念碑,在设计时,你需要考虑这座纪念碑对地面的压强大约有多大,那么,你应该用什么原理,收集哪些数据来进行估测。

     

    4.  了解测量大气压强的方法。

    要求是:能通过实验观察,体验大气压的存在,了解测量大气压的常用方法,学会估测大气压数值的方法,了解气压计的工作过程。知识要求属于“了解”水平。

    例1:科学探究需要收集和处理数据,在已有大量数据时,要想更容易地得到规律,对数据的处理方法显得更为重要。下表给出的是大气压强跟对应高度的一些测量数据,请你采用学过的方法,或自己创造方法(只写一种),形象、准确明了地表示出大气压强随高度的变化情况,根据你对数据的处理分析,你认为大气压随高度变化有什么规律?若某地的大气压强为7.0?/SPAN>104Pa,你推测一下当地的高度大约是多少?

    高度h/km

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    大气压p/kPa

    101

    80

    62

    47

    36

    26

    19

     

    例2:如图9-12所示,找个一端开口的玻璃管(或试管),将其倒置,用酒精灯在管口下方加热一段时间,然后迅速将玻璃管的管口插入盛水的容器,观察管内发生什么现象?试解释成因。

     

     

     

     

     

     

     

    例3:根据如图所示数据信息,可以估测出珠峰顶部的大气压强约为    kPa,图中还蕴涵了哪些与气体压强有关的规律?试写出两条:

     

    例4:如图所示,是南京气象台发布的某时间的等压线图和一个金属盒气压计的示数,由图可知,金属盒气压计测定的是当时A、B、C三地中     地的大气压强。

     

    5.  通过实验探究,初步了解流体的压强与流速的关系。

    要求是:通过实验探究,只需初步了解“流速越大的位置压强越小”就可以了,其关键是要能利用“流速与压强关系”来解释生活中与之相关的物理现象。知识要求属于“初步了解”水平。

     

     

    例1:如图9B-2所示,当大风吹过屋顶时,往往回把屋顶掀开, 其原因是        。

     

     

     

     

     

     

     

    例2:汽油机发动机的汽化器是向汽缸里供给燃料与空气的混合物的装置,其构造原理如图9A-1所示。当汽缸里的活塞做吸气冲程时,空气被吸入管内。试回答:(1)汽油的喷嘴安装在管的狭窄部分的原因是                   ;(2)汽油会从喷嘴流出的原因是                               。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    6.  通过实验探究,认识浮力。

    要求是:进行浮力概念的学习,要通过实验探究使学生认识到浸在液体或气体中的物体都受到浮力的作用,而不是直接给出浮力的定义,要求学生会利用弹簧测力计测量物体所受浮力大小(即差值法求浮力)。知识要求属于“认识”水平(位于“了解”和“理解”之间)

    例1.下列说法正确的是(  )

    A.物体在上浮过程中受到浮力作用,在下沉时不受浮力作用

    B.轮船无论是在海面上航行还是在码头处静止,都受到水的浮力

    C.热气球内的气体密度大于空气密度,球升空时不受浮力作用

    D.潜水艇在150m的深海中潜行时所受到浮力在不断变小

     

     

    例2:一个石块重5N,把石块挂在弹簧测力计下端,将其浸没在某种液体中,此时弹簧测力计的示数为2N,则该石块受到液体的浮力为   N。由此可知,此石块在液体中下沉时  浮力的作用(填“受到”、“不受到”),此石块排开的液体重    N。

     

     

     

    7.  经历探究浮力大小的过程。

    要求是:要通过设计探究活动让学生经历探究浮力大小的过程,培养学生初步的探究能力和探究方法,让学生认识到是否受浮力与物体的运动状态无关。体验性要求属于“经历”水平,是一个过程性和体验性的要求。

     

    例:某研究小组同学学习了浮力后,向老师提出了这样的问题:空气对浸在其中的物体有浮力吗?老师没有直接回答,而是要求他们大胆猜想,同时要求他们猜想假如有浮力,那浮力的大小可能与什么因素有关?同学们提出了以下猜想:

    猜想一:没有浮力,因为空气根本看不见;

    猜想二:没有浮力,因为空气的密度太小啦;

    猜想三:有浮力,浮力大小可能与物体排开空气的体积有关。

    请你在此基础上提出你的猜想:

    为了验证这些猜想的正确性,同学们设计了如图所示的实验装置,并按以下步骤进行实验:

    (图中左右两个塑料瓶,右边的一之塞子上插有一只带有气球的自行车进气阀)

    (1)       向带有进气阀的大塑料瓶中打气(约十几次)后,将进气阀关闭;

    (2)       将气球套在进气阀的口上,用细线扎紧;

    (3)       将此瓶与另一瓶分别悬挂在杆的两端,用线吊起后,调节平衡,如图所示,旋开进气阀,使瓶中空气进入气球,随着气球体积的增大,观察现象;

    实验中观察到随着气体体积增大,带有气体的塑料瓶的一端逐渐翘起,这一现象说明空气对浸入其中物体          (填“有”或“没有”),也证明了猜想        是正确的。

     

    8.  知道阿基米德原理。

    要求是:能说出阿基米德原理的内容,利用原理直接求出物体受到的浮力大小。值得注意的是,“标准”中虽然没有要求得出阿基米德原理的定量计算公式,但根据“标准”的“上不封顶”原则,教材给出了定量计算公式,这有利于一些问题的讨论,但是,教材给出的公式,不要求涉及利用液体密度和排开液体体积来进行复杂的、综合性的浮力计算,但要知道浮力大小与液体密度、排开液体的体积有关。另外,从分散学生的学习难点考虑,本章教材没有将物体的浮沉安排在本章学习,而是放在第十章中学习。知识要求属于“知道”水平层次。

     

    例:如图9A-7所示,小明用弹簧测力计和溢水杯设计了“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验,可以通过观察弹簧测力计示数来获得所要探究的数据,请将图中测量的有关数据填入表格中:

    物体的重力

    /N

    物体在水中时测力计的读数/N

    物体受到的浮力

    /N

    物体排开水的重

    /N

    分析表中的数据,可以得出的结论是:                                        。

    六、活动指导及评价示例

    1.“活动9.1  观察与作图”

    活动目的:通过作图与比较,了解什么是压力,知道确定压力方向的方法,学会用力的示意图表示压力。

     

    本活动是通过对比、归纳建立压力概念。在教学中可引导学生在小组讨论后,画出在教材图9-1中画出三个力的示意图,在讨论出三个力的共同点的基础上得出:压力是由于物体形变产生;压力方向都是垂直作用于物体的表面指向受力体,从而建立压力概念。若学生的接受能力强,可以补充压力和重力的区别。在指导学生“压力”的正确作图,应让学生体会“垂直”和“竖直”的区别,同时明确压力的作用点在受力面上。

     

    例:画出图9-1所示,两图中物体A受到物体B压力的示意图。

    文本框: B

     
     

    图9-1


     

    2.“活动9.2  探究压力作用的效果”

    活动目的:通过探究,知道压力作用效果与什么因素有关,学习运用控制变量法设计实验,探究并发现与压力作用效果有关的规律。

     

    本活动应引导学生尽可能的利用身边的器材进行探究,如铅笔、气球、小刀或橡皮泥等。在活动探究前,要让学生进行大胆的猜想,教师把学生的猜想在黑板上进行罗列(如物体的密度、材料的软硬度等),不要轻易否定,教师可以引导学生利用比较的方法进行归类,从而得出可能与压力大小或受力面积有关,进而让学生设计实验方案来探究“压力作用效果与哪些因素有关”。

     

    与此同时,教师在本探究活动指导时要注意以下四点:一是要让学生弄清楚受力面积的含义,受力面积是指受压力作用的物体与施加压力的物体相互挤压接触的那部分面积。二是要采用控制变量的方法分别研究压力作用效果与压力大小、受力面积的关系;三是要在实验中引导学生仔细观察受压物体的形变情况,通过对比的方法,得出结论;四是应积极鼓励学生自己选择和利用身边的器材进行替代性(如细纱、钉有铁钉的小凳;盛有适量水的矿泉水瓶、海绵;),大胆探究,教师应多鼓励进行交流。

     

    替代活动:可以把细木条放在橡皮泥上,通过弹簧测力计使木条对橡皮泥产生压力,由橡皮泥的形变判断压力的作用效果。把细木条侧放,通过弹簧测力计使木条产生相同的压力,观察橡皮泥产生的作用效果,对比木条对橡皮泥的两次作用效果,让学生归纳出结论。

    评价

     

    例:如图所示,骆驼具有宽大而肥厚的脚掌,被称为“沙漠之舟”,请你根据图中提供的情景,如骆驼的脚会往沙地中陷入一些,这是压力作用的效果,请你提出一个跟情境有关的物理问题。

     

    3.“活动9.3  利用体重计和方格纸测量人站立时对地面的压强”

    活动目的:进一步理解压强的大小跟哪些因素有关,明确什么是物体的受力面积,练习测量不规则形状物体间的接触面积大小,体会“割补法”的应用。通过学生亲身的操作体验和活动探究,获得对压强概念的感性认识,从而初步培养学生运用知识解决实际问题的能力。

     

    本活动前最好让学生先获得自己的体重的数据,这样可以减小实验的操作难度。学生体重的大小可以让学生充分利用学校校医室的体重计获得。如果方便,还可以利用街头一些盈利性的体重测试点。

     

    活动开始时,应注意两点:一是应引导学生充分的猜想自己站立时对地的压强大小,即使各组同学猜测的结果不统一,也没有关系,要积极引导学生亲身探究,并体验测量结果与猜想的差异,从而激发学生探究的欲望。二是引导学生自行观察图9-6,并掌握测量受力面积的方法。

     

     

    例:如图所示,是一个中学生体重为670N的中学生,在方格纸上站立时,描下的鞋底贴地部分的轮廓,其中每个方格的面积为6.0cm2,则该同学双脚站立于水平地面时,对地面的压强值大约是多少?(4.0?/SPAN>104Pa)

     

    4.“活动9.4  探究影响液体内部压强大小的因素”

    活动目的:通过探究初步认识液体内部存在压强,了解液体内部压强大小与哪些因素有关。

     

    本节教材以“活动9.4”为本课教材的核心,由三个小实验让学生获得液体存在压强的体验,并由观察的实验现象得出“液体内部存在压强”的初步结论,此时还可以进一步让学生补充生活中能说明液体内部存在压强的事例或实例。在此基础上,要进一步引导学生进行猜想,设计实验方案,开展探究活动。本环节的探究活动可以是分组探究和演示实验相结合,分组实验时,可以安排不同的小组分别测盐水或水的压强规律,再通过实验数据比较的方法,得到影响液体内部压强的因素。另外,在探究方法的指导上,要渗透控制变量的方法。

     

    例:如图9A-6甲所示,此装置叫压强计,其用途是可以测量液体内部的压强。它的构造主要包括U型玻璃管、金属盒、橡胶管和支架等部分。甲图中当金属盒上的橡皮膜受到压强时,U型管两边的液面会出现高度差;压强越大,液面的高度差也越大。如图9A-6乙所示,若把金属盒放入液体中,U型管内液面出现高度差,说明液体内部存在压强。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    小明利用上述装置进行探究液体内部压强规律,下表是小明探究过程中记录的实验数据:

    序号

    液体

    深度/cm

    橡皮膜方 向

    压强计

    左液面/mm

    右液面/mm

    液面高度差/mm

    1

    3

    朝上

    186

    214

    28

    2

    3

    朝下

    186

    214

    28

    3

    3

    朝侧面

    186

    214

    28

    4

    6

    171

    229

    58

    5

    9

    158

    242

    84

    6

    盐水

    9

    154

    246

    92

    (1)小明根据上述数据记录,进行了数据的分析和论证认为,比较序号为     的三组数据可得出结论:液体的压强随深度的增加而增大;

    (2)比较序号      的三组数据可得出结论:在同一深度,液体向各个方向的压强相等;

    (3)比较序号为      的两组数据可得出结论:不同液体的压强还跟液体的密度有关系。

     

    5.“活动9.5  体验大气压的存在”

    活动目的:通过简易的探究实验,让学生体验身边大气压的存在;初步认识和了解生活中大气压强应用的有关事例,并能解释成因。

    此活动应尽可能调动学生的积极性和创新思维,能关注生活中的有关现象,从家庭里或身边的物品中设计反映大气压存在的实验,从而让学生参与到教学的过程中。

     

    在具体操作本活动时,可以用一枚硬币盖住一拉罐口,再堵上面团或橡皮泥,实验效果比较好。

     

    替代实验,用一只空的可乐瓶,灌入热水摇晃几下后倒掉,然后迅速拧紧瓶盖,用冷水淋浴,可观察到瓶子被压瘪,即章导图中实验。

     

    家庭卫生间里的挂衣钩等。

     

    6.“活动9.6  估测大气压的值”

     

    活动目的:了解测量大气压强的常用方法,会用常见物品估测大气压的数值。

     

    本活动的操作要点是:应尽可能的排尽注射器针筒内的空气;橡皮帽与针筒之间气密性要好,不能漏气;针筒要沿水平方向放置,用一只手要托住测力计,并且缓慢拉动注射器。为了减小针筒与活塞之间的摩擦,可以在针筒内壁加少许润滑油(如凡士林)。本实验由于不考虑针筒活塞的重力和摩擦力,所测的大气压力以及计算出的大气压强并不准确。

     

    另外,由于水银有毒,不要在学生实验中使用托里拆利实验。由于液体内部压强教学要求的降低,因此教材对托里拆利实验不做要求,仅作为拓展性知识在信息库中呈现。因此,教学中不要求讲授水银气压计测量大气压强的原理和方法,主要介绍金属盒气压计。

    课后可以引导感兴趣的学生改进实验方案。

     

     

    例1:伪气功师声称有“空手吸盆”的特异功能,进行招摇撞骗。其做法是先偷偷地把塑料挂衣钩的吸盘紧密地压在平滑的脸盆底面上,如图所示,在大气压的作用下,塑料挂衣钩的吸盘和脸盆被紧紧压在一起,这情况与马德堡半球实验有异曲同工之处,伪气功师只要用手抓住隐藏着的挂衣钩,就能把装有一定质量的水的脸盆提起来。小明同学用受力面积约为12cm2的吸盘,成功的做了“空手吸盆”表演,若当时的大气压值约为105Pa,请你根据以上的数据,粗略计算出大气压对这个小小的塑料挂衣钩吸盘的压力有多大?

     

    例2:某校研究性学习小组准备利用课余时间开展一次登山活动,并研究大气压随高度的变化情况,请你利用身边常见的器材,设计一个简易的气压计,要求:

    (1)列出你所需的器材,画出简图,并说明怎样利用此气压计来观察大气压的变化?

    (2)在制作和使用气压计的过程中,为了明显地观察到大气压的变化,要特别注意哪些事项(至少指出两点注意事项)。

     

    (1)制作方法:用线绳给茶杯

    口扎上橡皮膜,将吸管的一端用胶带固定在橡皮膜的中央,另一端指向直立着的刻度尺,如案图5所示。

    (2)使用方法:吸管的右端上移,表示气压升高;吸管的右端下移,表示气压降低。

     

     

    例3:在1大气压下水的沸点是100℃,如果气压增大,沸点也会升高,家用气压锅就是应用这个原理设计的。已知水的沸点跟气压的关系如图所示。测得气压锅盖出气孔的直径为4mm。压在出气孔上的加压阀质量为80g,请你通过计算对照图像判断:用该气压锅烧水,水温最高可以达到多少?

     

    例4:科学家通过实验探究某一定质量的气体体积不变的情况下,压强P随温度t的变化规律,得到如下表所示的一组t和P的数据

    实验次数

    1

    2

    3

    4

    5

    气体温度t(0C)

    0

    25

    50

    75

    100

    气体的压强P(?/SPAN>103Pa)

    100

    110

    120

    130

    140

    分析表中的实验数据,可推知上述气体的压强P与温度t的关系式应为____________________。

     

    7.“活动9.7  探究流速大小对流体压强的影响”

     

    活动目的:通过实验探究,初步了解流体的压强与流速的关系,认识气体的压强跟流速有关的生活现象。体验由压强差产生的升力,初步领略气体压强差在科学技术中的应用,从而获得对科学的热爱和亲近感。

     

    由于“标准”要求初步了解这一知识点,因此,本活动可以从生活中实际问题引入课题,也可以利用图9-24的四个实验来引导学生观察“流体流速与压强的关系”教材中的四个小实验应尽可能让学生分组或独立完成,使学生对“流体流速与压强之间关系”获得充分的体验,在获得探究结论后,可进一步引导学生讨论和收集生活中与流速与流体压强有关的事例。

     

    例1:在航海里,船只向前航进过程中,如果两艘船靠得很近并肩行驶,如图9-9所示,两船在近距离并排行驶时将会               ,这是因为两船内侧水的流速        于两船外侧水的流速,造成了两船内侧水的压强     于外侧水的压强的原因(选填“大”、“小”或“等”)。打开自来水龙头,使自来水流过如图9-10所示的玻璃管,在A、B、C三处,水的流速较大的是    处,压强较小的是      处(选填“ A”“B”或“C”)。

     

     

     

     

     

     

     

    例2:.如图9-11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         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。

     

    例3:在火车站的月台上,都标有一条宽1米的黄色警戒线火车进站时,乘客要站在黄色警戒线的外面,为什么?

     

    例4:乒乓球前进过程中,由于不同的旋转方向它会沿不同的径迹运动,运动员用三种不同的击球方法把乒乓球击出,请判断,图示1、2、3三条径迹中       (选填“1”、“2”或“3”)是上旋球(球沿逆时针方向旋转)的,     是下旋球(球沿顺时针方向旋转)的,     是不旋转的,简要说明你什么认为上旋球应该沿着你选择的径迹运动。(可以作图说明)

     

     

     

     

     

    8.“活动9.8  下沉的物体是否受到浮力的作用”

     

    活动目的:通过实验探究,认识浮力存在。

     

    本活动可以依据“标准”中探究的七个探究要素充分展开,让学生受到一次比较完整的探究训练,同时也有助于澄清学生对“浮力存在”的认识误区,克服前概念的影响,即“下沉的物体不受浮力”。通过学生大胆猜想、亲身动手实验探究,使学生产生一定的认知冲突,即要认识到下沉的物体也受到浮力作用,从而纠正已有的一些有关浮力的片面认识。另外,通过实验探究要让学生掌握用“差值法”测量浮力大小。

    具体操作时,在把石块或重物放入水中之前,可以引导学生用手向上托一托测力计下悬挂的重物,观察测力计的示数变化,体会到:重物如果受到向上的托力会使测力计示数减小。另外,实验过程中要注意重物不能碰到容器的底和侧壁。

     

    例1:将一个矿泉水瓶用剪刀截去底部,把一个乒乓球放入其中,然后,用一个盛水容器对准乒乓球迅速倒水,观察到瓶口是否有水流出,此时乒乓球是否浮起,想想为什么?然后用手掌心托住瓶口,看看乒乓球是否浮起?再想想为什么?

     

    例2:如图9-13所示,乒乓球从水面下上浮至漂浮在水面上的过程中,下列判断正确的是(  )

    A.露出水面前,浮力逐渐增大;露出水面后,浮力继续增大

    B.露出水面前,浮力保持不变

    C.露出水面前,浮力逐渐减小

    D.露出水面前,浮力保持不变;露出水面后,浮力开始逐渐增大

     

    例3:如图9-14甲所示,将一个挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中(容器中水足够深),在圆柱体接触容器底之前,图9-14乙中所示能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面距离h关系的图像是(  )

     

     

     

     

     

     

     

     

    9.“活动9.9 浮力的大小”。

     

    活动目的:经历探究浮力大小的过程,理解浮力的大小跟哪些因素有关,知道阿基米德原理。

     

    本活动摈弃了传统教材中用溢水杯的方法测量物体排开液体的重力,主要目的是为了简化实验,易于实验取材,原有的实验器材完好的,可以正常使用,课本“活动9.9”利用塑料袋盛水进行浮力的测量,可以建议学生在课后进行探究。为了提高学生视觉效果,可以在塑料袋加一小滴红墨水,这样实验现象更明显,塑料袋内盛水要尽可能满,不留空气,否则塑料袋不易浸没在水中,从而无法完成实验。

     

    从活动组织形式上看,本活动最好进行分组探究,通过设计不同的方案,让学生对阿基米德原理展开充分的探究;探究过程中要学生注意控制变量法的应用。

     

    例1:小明为了探究物体在水中不同深度所受浮力变化情况,如图9B-8甲所示,将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,分别记录下圆柱体下表面所处的不同深度h和弹簧测力计相应的示数F,实验数据如下表:

    次数

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    h/cm

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    F/N

    6.75

    6.25

    5.75

    5.25

    4.75

    4.25

    4.25

    (1)  分析表中实验数据,可以得出物重为     N,第4次实验时,物体受到的浮力为    N。

    (2)分析表中第1列到第5列数据,说明:                                    。

    (3)分析表中第6列到第7列数据,说明:                                    。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    (4) 图9B-9乙中能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到是水面距离h关系的图像是(  )

     

     

     

     

     

     

     

     

    例2:如图所示:装置进行浮力探究的实验,步骤为:

    (1)将一定量的某种液体倒入放在水平桌面上的量筒里;

    (2)在竖直放置的弹簧测力计下悬挂一实心物体,并使其静止;

    (3)使弹簧测力计下的物体浸没在量筒内的液体里,使其静止;

    (4)使弹簧测力计和物体一起向下移动一段距离后静止(实验中未碰到量筒的底和壁)。

    物重

    (N)

    物体的体积(m3)

    液体对物体的浮力(N)

    物体的密度(kg/m3)

    液体密的度(kg/m3)

    8?/SPAN>103

    1.2?/SPAN>103

    完成表格中的空缺部分,根据步骤(3)、(4)及图表中有关数据,能得出的结论

    是:

  • 返回顶部】 【关闭】 【打印
关于我们 | 帮助中心 | 友情链接 | 人才招聘 | 联系我们
Copyright © 2009 fhedu.cn Corporation,All Rights Reserved
江苏凤凰数字传媒有限公司 版权所有
网站地址:南京市湖南路1号B座808室 经营许可证编号:苏B2-20100219
Mail:admin@fhedu.cn 最佳分辨率1024X768 苏ICP备10051783号-1
电话:025-83657840