沪科版82-1科学探究液体的压强教案

第二节科学探究：液体的压强一、教学目标【知识与技能】1．了解液体内部存在压强，以及液体内部压强的方向2．了解液体压强的大小跟什么因素有关．3．认识液体压强的实际应用——连通器，了解生活和生产中形形色色的连通器．【过程与方法】1．通过对实验的观察，了解液体内部存在压强的事实，知道液体内部同深度处压强的大小和方向，具有初步的观察能力、分析概括能力和抽象思维能力2．体验和感悟游泳时身体受到水产生的压强，具有对信息有效性作出判断的能力【情感、态度与价值观】1．在观察实验过程中，培养学生的科学态度．2．密切联系实际，提高科学技术应用于日常生活和社会的意识．3．鼓励学生积极参与探究活动，保持对自然界的好奇和对科学的求知欲．二、教学重难点重点：推导、理解液体内部压强的计算公式，并会用实验的方法验证。概括出液体内部压强的规律和特点难点：理解液体内部压强公式的推导，研究液体内部压强的规律和特点三、课时安排2课时四、教与学互动设计第1课时（一）创设情景，导入新课【导语一】问题l：水坝为什么上窄下宽?问题2：潜水员为什么要使用不同的潜水服?在上一节课我们知道了放在桌子上的粉笔盒由于受到地球的重力作用而对桌面有压力作用，产生了压强。液体也受到重力的作用，液体是否也会对浸在其中的物体产生压强呢?实验研究：将一个盛牛奶的空纸盒一侧的上、中、下各钻一个孔，并用胶带把3个孔封好，然后装满水。猜想：撕开封条后是上面孔的出水喷得远，还是下面孔的出水喷得远?实验现象：撕开封条看实验结果，下面孔的出水喷得远。为什么下面孔的出水喷得远呢?【导语二】请同学们观看有关潜水艇的知识和渔民远海捕捞作业的录像，思考问题1.带鱼生活在深海中，你见过活的带鱼吗？为什么？2．潜水艇都用抗压能力很强的厚钢板制成，为什么？带着这样的问题来探究液体的压强与哪些因素有关？（让学生思考）进入本节内容的教学。【导语三】问题的提出：放在水平面上的固体，由于受到重力作用，对支承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？（二）合作交流，解读探究一、液体的压强1．提出问题：液体的压强可能与哪些因素有关?【点拨】液体的压强可能与容器的底面积、装液体容器的形状、液体的深度、液体的密度等因素有关。2．分析论证（1）理论推导【点拨】研究方法：利用假想的方法。问题l：在水面下2m处某一点的压强多大呢?【点拨】取1cm2的面积，小液柱的体积V=2×10-4m3，小液柱的质量m=103×2×10-4kg=0．2kg，小液柱的重力G=0．2×10N=2N。该点面积上受到的压力等于重力，所以压力F=2N，则该点的液体压强问题2：那么液体中任意一点处的压强是多少呢?【点拨】在该点取任一面积为s的平面，该平面到液体自由表面的距离为h,则压在这一面积上的液体的重力等于它所受到的向上的托力，即F=G=mg=ρvg=ρShg【小结】液体的压强与液体的深度和液体的密度有关，跟液柱的底面积等其他因素无关。【反思】该结论正确吗?（2）实验验证【拓展】加油站测定液体内部的压强需要测定压强的仪器，在加油站中向学生推荐一种常用的u形管压强计。测定方法是把金属盒放入水中一定深度，根据U形管两边水面的高度差，读出液体的压强数值利用压强计探究什么?怎样探究?【点拨】(a)探究深度、密度相同时，液体底面积不同对压强的影响，如图1【小结】液体的压强与液体的底面积无关。【点拨】(b)探究深度相同时，容器形状不同对压强的影响，如图2【小结】液体的压强与容器的形状无关。【点拨】(c)探究深度相同时，密度不同的液体对压强的影响，如图3【小结】液体的压强与液体的密度有关，其他条件相同时，密度越大的压强越大【点拨】(d)探究同一深度时，液体中不同方向受到的压强，哪个压强最大，如图4【小结】同种液体同一深度各个方向上受到的压强相等。【点拨】(e)探究液体的压强与深度的关系，如图5【小结】液体的压强与深度有关，液体的深度越深，压强越大【总结】液体内部各个方向都有压强，压强随液体深度的增加而增大；同种液体在同一深度的各处、各个方向压强大小相等。不同的液体，在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关，密度越大，液体的压强越大。【点拨】分析与论证：本节内容采用的研究方法与前面有所不同。首先根据压强的公式，推导出液体内部任意一点处的压强与哪些因素有关；再运用U形管制成的压强计去测量，通过实验的方法验证了由压强公式推导出的结论是正确的。【讨论交流】引导学生阅读课本“信息窗”，帕斯卡裂桶实验说明不是几杯水的重力把桶压裂了，而是几杯水的高度很高，所产生的压强很大，正是这几杯水所产生的压强把木桶压裂了。【拓展】实际应用：请学生解释水坝为什么建得上窄下宽?潜水员为什么穿上特制的潜水员服装?【点拨】液体的压强随深度的增加而增大，因此，水面上的压强小，水面下的压强大。所以水坝建得上窄下宽。海水越深，所产生的压强越大。所以潜水员要穿上特别的服装抵消深海区海水产生的压强，避免对人体产生危害。（三）应用迁移，巩固提高【例1】(05年无锡)如图为U形管压强计的示意图。当压强计的金属盒在某种液体中慢慢下移时，两管中液面高度差逐渐增大，这说明________________；将金属盒停在某一深度，并改变金属盒膜朝向时，两管中液面高度差不变，这表明在同一深度处___________________。【答案】液体压强随深度增加而增大液体各个方向的压强相等【例2】如图是几种不同渠堤的截面图，其中最不安全可靠的设计是()【解析】对于同种液体，越深其内部压强越大，故在建造渠堤时，为了安全应建造成底部比上部宽。【答案】C【变式题】如下图所示，容器中盛有同种液体，液体在A、B、C三点产生的压强从大到小的正确顺序是_______________.【解析】液体在其内部产生的压强的大小跟液体的密度、深度(或液柱高度)有关.要研究的三个点都在同种液体中，所以不必考滤液体密度的问题，只比较这三点在液体中的深度就可以.“深度”和“高度”不同：第一是测量起点不同，深度起点是液面，高度起点是被研究点；第二是测量方向不同，深度是从液面沿竖直方向向下到研究点的距离，高度是从研究点竖直方向向上到液面的距离.深度和高度有一个共同的标准——液面.【答案】B、A、C（四）总结反思，拓展延伸【总结】1．基础知识(1)液体的压强是由于液体受到重力作用而产生的。(2)液体内部压强的规律：液体内部各个方向都有压强，液体压强随深度的增加而增大；同种液体在同一深度的各处、各个方向压强大小相等。不同的液体，在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关，密度越大，液体的压强越大。2．探究方法。用理论推导的方法得出规律，再运用实验的方法加以论证。【拓展】一只u形管压强计中盛有水，将压强计金属盒置于某种液体10cm深处时，压强计u形管两边液柱高度差是8cm，则该种液体可能是哪种物质?(g=10N／kg)（五）当堂检测反馈1．三只U形管压强计，管中分别装有不同的液体，当用它们来测定某液体同一深度的压强时，则液面高度差最大的是()A．装酒精的压强计B．装水的压强计C．装水银的压强计D．无法确定【解析】三种液体中酒精密度最小，因此液面高度差最大【答案】A2．如图所示的四个碗中均盛满水，用力的示意图表示了碗壁上所受的水的压力，大体来说，其中正确的应该是()【解析】碗壁受到的压力方向应垂直于碗壁，而液体压强随深度的增加而增大【答案】C3．将u形管压强计的金属盒放人液体的某一深处，改变金属盒橡皮膜的方向，这时u形管两边液面的高度差______，这说明在同一深度液体向各个方向的压强______。【答案】不变相等4．光缆通信是当今世界上最先进的通信方式，1997年我国首条海底通信光缆铺设成功。如果该光缆在水下17m深处，则光缆外面的包裹材料至少应能承受多大的压强?(海水密度为1．03×lO3kg/m3，g=10N／kg)【答案】p=ρgh=1．03×103kg／m3×10N／kg×17m=1．75×105Pa5．如右图所示的容器中，计算底部A、B、C、D各点的压强分别为多少帕斯卡?(g＝10N／kg)