科学探究：液体的压强教学设计.doc

《科学探究：液体的压强》教学设计
重庆第四十八中学 谭 毅

[教学目标]
1、知识与技能
（1）了解液体内部存在压强。
（2）知道液体内部压强的规律。
（3）理解液体内部压强与液体密度和深度有关。
2、过程与方法
（1）让学生知道探究学习的一般程序和方法。
（2）培养学生运用控制变量法进行科学探究的能力。
（3）培养学生的创造能力和应用知识解决实际问题的能力。
3、情感态度与价值观
通过探究性物理学习活动，激发学生的学习兴趣，大胆假设小心求证，养成事实求是的科学态度。
[重点难点]
重点：通过正确的实验得出液体压强跟深度和密度的关系。
难点：猜想影响液体内部压强大小的因素及实验验证。
[教学用具]
橡皮膜、两端开口的直玻璃管、侧壁开口的玻璃管、压强计、盛液筒、小烧杯、水、盐水。
[教学方法]
课件演示、实验教学法、讨论法、讲授法
[课时安排]
1课时
[教学过程]
一、引入新课
师：同学们，上节课我们学习了固体压强的知识。知道固体由于受重力作用，对支撑它的物体表面有压强，压强的计算公式：P=F/S。那么，液体也受到重力作用又具有流动性，对支撑它的物体，如容器的底部和侧壁是否也有压强呢？欲知结果，我们就来科学探究一下液体的压强。
二、新课教学
1．教师提问：用这样的一个器材如何研究液体对容器底部有没有压强？学生回答后，设计
实验验证，将水倒入玻璃管中，可以观察到橡皮膜向外凸出，并引导学生归纳出结论：液体由于受到重力作用而对支撑它的容器底部有压强。在此基础上，教师进一步提问：用底部扎有橡皮膜的容器可以检验液体对容器底部有压强，怎样用一种器材来探究液体对容器侧壁有没有压强呢？按照学生回答的思路，设计一个实验，在侧壁开口的玻璃管的侧壁开口处扎上橡皮膜，并向其中倒水，可以观察到橡皮膜向外凸出，让学生从看到的现象中归纳出结论：液体由于流动性，对阻碍它散开的容器侧壁也有压强。
3．教师问：刚才我们认识到液体对容器底和侧壁都有压强，那么，液体内部有没有压强呢？
为了研究这个问题，我向大家介绍一种专门用来测量液体压强的仪器——U型管压强计。教师介绍压强计的原理：当探头上的橡皮膜受到压强时，Ｕ形管两边液面出现高度差，两边高度差表示出压强的大小，压强越大，液面高度差越大。如何利用该仪器证明液体内部有没有压强呢？液体内部各个方向是否都有压强呢？学生回答后，设计实验验证，教师把压强计的探头放入水中，让学生观察：Ｕ形管两边液面会出现高度差。转动探头的方向，再让学生观察：无论在各个方向Ｕ形管两边液面都会出现高度差（从而证明液体内部存在各个方向压强）
4．探究影响液体内部压强大小的因素
通过实验我们知道液体内部存在压强，那么液体内部的压强大小一样吗？（不同）液体内部压强的大小与哪些因素有关呢？
请从日常生活的事例出发，利用已学知识或生活经验，猜想影响液体内部压强大小的因素。
教师板书一些学生可能出现的猜想，比如：
（1）可能与液体的深度有关；
（2）可能与液体内部的方向有关；
（3）可能一液体的密度有关
……………………
由于时间和器材的限制，我们今天就选择深度、密度、方向这三个方面进行简单探究：
师：考虑到液体压强可能与多个因素有关，因此在探究中应采用控制变量法。
讨论应怎样控制变量（保证哪些量相同，什么量不同？）讨论后请学生回答，老师补充。　　
教师引导学生设计实验方案：
实验1：将探头保持在液面下同一深度不变，改变探头的方向，你会观察到什么现象？
结论1 ：在液体内同一深度处，液体向各个方向的压强大小相等。
实验2：将探头由浅至深地向下深入,你会观察到什么现象？
结论2 ：液体内部的压强随深度的增加而增加
实验3：保持深度不变，把探头先放入水中,再放入盐水中，你会观察到什么现象？
结论3 ：液体内部的压强跟液体的密度有关
教师演示实验1，让学生来演示实验2、3。
5．实验结论（先让学生总结，教师再补充）
通过上面的实验探究，我们知道了液体压强的特点：
（1） 液体对容器底部和侧壁都有压强
（2） 液体内部存在各个方向的压强
（3） 在液体内同一深度处，液体向各个方向的压强大小相等
（4） 液体内部的压强随深度的增加而增加
（5） 液体内部的压强跟液体的密度有关
6．理论推导
通过实验我们定性地知道了液体内部压强跟深度和密度有关，那么它们在定量上有什么关系呢？下面我们来进行理论推导：
设想在一玻璃容器内的水中有一深为h，截面为s的水柱，试计算这段水柱产生的压强，即为水深为h处的压强。
解：水柱的体积为v=sh 水的密度为ρ
水柱的质量为m=ρv
水柱对其底面积的压力为F=mg=ρvg=shρg
水柱对其底面积的压强为P=F/s=shρg/s=ρgh
7．公式讲解

说明：
1）液体内部的压强只和液体的深度和液体的密度有关.而跟液体的重力、质量、体积、容器形状等无关。
2）P 表示液体的压强， 单位：Pa；
ρ液表示液体的密度，单位：kg/m3
h 表示液体的深度，而不是高度 单位：m
g=10N/Kg。
特别强调：在液体压强公式中h表示深度。深度是指从液体的自由面到计算压强的那点之间的竖直距离。
8．例题讲解及练习
例1.工程师们为什么要把拦河坝设计成下宽上窄的形状？
答案：因为液体的压强随深度的增加而增加，所以拦河坝下面修的较宽，是为了能够承受较大的压强.
例2．比较下图中各点压强的大小：在图中，B点和C点深度相同，而A点比B点深，则各点压强PA > PB > PC （填“>”“<”或“=”）

例3．如图,容器里面装有水,求A处液体的压强为多大?(g=10N/kg)

解：P=ρ液gh深
　　 =ρ水gh深
=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m
=1000Pa

变式训练
如图,容器里面装有水，h1＝1m，h2＝0.3m，h3＝0.1m。则A和B处液体的压强分别为多大？
B
解：PA =ρ液gh深
　　 =ρ酒精g（h2 – h3）
=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.2m
=1600Pa
PB =ρ液gh深
　　 =ρ酒精gh1
=0.8×103kg/m3×10N/kg×1m
=8000Pa
9．课堂小结与评价
借助幻灯片，在教师的指导下，学生进行课堂小结
[板书设计]
1．产生原因：液体受重力作用且具有流动性
2．液体压强的特点
（1）液体对容器底部和侧壁都有压强
（2）液体内部存在各个方向的压强
（3）在液体内同一深度处，液体向各个方向的压强大小相等
（4）液体内部的压强随深度的增加而增大
(5) 液体的压强还与液体的密度有关
4．公式

说明：P 表示液体的压强， 单位：Pa；
ρ液表示液体的密度，单位：kg/m3
h 表示液体的深度，而不是高度 单位：m
g=10N/Kg。
特别强调：在液体压强公式中h表示深度。深度是指从液体的自由面到计算压强的那点之间的竖直距离。
[作业设计]
1、 课后设计实验验证在课堂上未完成的猜想。
2、 预习液体压强的应用。
3、 完成课后作业1、3题。
[课后反思]
使学生经历基本的科学探究过程，具有初步的科学探究能力，乐于参与和科学技术有关的社会活动，在实践中依靠自己的科学素养提高工作效率的意识，是物理课程的总目标之一。《液体的压强》这一课，意在让学生主动参与、乐于探究、勤于动手、经历和体会探究过程，培养科学探究能力、收集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流合作的能力。本节课的教学，体现了探究教学的基本过程：