《液體壓強的特點及大小》教案物理觀念：1．了解液體內(nèi)部存在壓強，以及液體內(nèi)部的壓強方向。2．了解液體壓強大小跟什么因素有關。3．認識液體壓強的實際應用——連通器，了解生活和生產(chǎn)中形形色色的連通器?？茖W思維：通過實驗探究活動，初步培養(yǎng)學生由形象思維過渡到抽象思維的分析、推理能力?？茖W探究：1．通過探究，了解液體壓強大小跟什么因素有關；知道液體內(nèi)部不同深度處壓強的大小和方向。2．能利用液體的壓強特點來解釋簡單現(xiàn)象?？茖W態(tài)度與責任：1．通過大量的生活感知和生活經(jīng)驗來激發(fā)學生的學習興趣和求知欲望；通過實驗探究來培養(yǎng)學生嚴謹?shù)膶W習態(tài)度和掌握科學的探究方法。2．密切聯(lián)系實際，提高將科學技術應用于日常生活和社會的意識。重點：利用實驗定性探究液體內(nèi)部壓強與密度、深度的關系。難點：液體壓強的計算式的推導。多媒體課件，上端開口、下端扎有橡皮膜的玻璃管，一端開口、一端封閉、側壁開口且蒙有橡皮膜的玻璃管，塑料瓶，液體壓強計，水，大燒杯，鹽水。一、情景導入eq\o(\s\up7(),\s\do5(情景1))多媒體播放視頻：奮斗者號萬米級海試。(視頻詳見教學課件)同學們觀看完視頻后，試想一下，“奮斗者”號能夠在深海中航行，為此，它的外殼要用厚鋼板制造，要求很堅固，制作潛水器有這么困難嗎？為什么要這樣做？這就涉及今天我們要學的一個新的知識——液體壓強。eq\o(\s\up7(),\s\do5(情景2))哪些同學有過游泳的經(jīng)歷呢？同學們積極發(fā)言，都說游到深處感覺胸口更悶。再用課件展示淺海潛水服、深海潛水服，并提問：為什么深海潛水服要比淺海潛水服更厚重些？要揭開這層神秘的面紗，今天我們就來學習液體的壓強。二、合作探究感受液體壓強的存在eq\o(\s\up7(),\s\do5(多媒體展示))多媒體展示帕斯卡實驗，感受液體壓強的存在。(視頻詳見教學課件)eq\o(\s\up7(),\s\do5(演示實驗))(1)如圖甲所示，將水倒入上端開口、下端扎有橡皮膜的玻璃管。觀察橡皮膜的形狀有什么變化？為什么會有這樣的變化？說明了什么？eq\o(\s\up7(),\s\do5(甲))eq\o(\s\up7(),\s\do5(乙))(2)如圖乙所示，將水倒入一端開口、一端封閉，側壁開口且蒙有橡皮膜的玻璃管。觀察橡皮膜的形狀有什么變化？為什么會有這樣的變化？說明了什么？(3)如圖丙所示，在塑料瓶同一側壁不同高度處打孔，然后往里面裝水，可觀察到什么現(xiàn)象？該實驗現(xiàn)象說明了什么？eq\o(\s\up7(),\s\do5(丙))eq\o(\s\up7(),\s\do5(交流討論))同學們仔細觀察實驗現(xiàn)象，并交流討論上述問題。eq\o(\s\up7(),\s\do5(歸納總結))(1)液體內(nèi)部不僅有向下的壓強，還有向側面的壓強。(2)液體內(nèi)部的壓強與深度有關。探究液體壓強與哪些因素有關eq\o(\s\up7(),\s\do5(提出問題))既然液體內(nèi)部存在壓強，那么液體內(nèi)部壓強的大小跟哪些因素有關呢？eq\o(\s\up7(),\s\do5(演示實驗))實驗準備：如圖所示為液體壓強計，它主要由探頭(扎有橡皮膜)和U形管組成。用手輕壓壓強計探頭上的橡皮膜，U形管兩側液面出現(xiàn)高度差h，且h越大說明橡皮膜受到的壓強越大。高度差h的大小反映了橡皮膜所受壓強的大小。實驗器材：液體壓強計、水、大燒杯、鹽水。實驗步驟及現(xiàn)象：①如圖甲所示，保持探頭放在水中的深度不變，改變探頭的方向，U形管兩側液面的高度差相同。eq\o(\s\up7(),\s\do5(甲))②如圖乙所示，控制液體的密度相同，改變探頭在液體中的深度，U形管兩側液面的高度差不同，且深度越大，液面的高度差越大。eq\o(\s\up7(),\s\do5(乙))③如圖丙所示，控制探頭在液體中的深度相同，改變液體的密度。U形管兩側液面的高度差不同，且探頭在鹽水中時高度差比探頭在水中時要大。eq\o(\s\up7(),\s\do5(丙))方法總結：以上分析問題的方法是改變某一個因素，控制其他因素不變來判斷這個因素對液體內(nèi)部壓強大小的影響，這種方法稱為控制變量法。eq\o(\s\up7(),\s\do5(歸納總結))(1)液體內(nèi)向各個方向都有壓強，在液體內(nèi)部同一深度，向各個方向的壓強都相等。(2)同種液體(密度相同)，深度越深，液體的壓強越大。(3)液體內(nèi)部壓強的大小還跟液體的密度有關，在深度相同時，液體的密度越大，壓強越大。液體壓強的大小eq\o(\s\up7(),\s\do5(提出問題))通過學習我們知道液體的壓強與方向無關，而與深度、液體密度有關，到底有什么數(shù)量關系呢？如何知道液體某一位置的壓強大小呢？eq\o(\s\up7(),\s\do5(交流討論))同學們交流討論上述問題，教師引導：既然同一液體的同一深度處，各個方向的壓強都相等，那么只需要算出某一位置液體豎直向下的壓強就可以了。eq\o(\s\up7(),\s\do5(多媒體展示))如圖所示，盛有水的容器中，設想水中有一高為h，橫截面積為S的水柱。計算這段水柱對底面產(chǎn)生的壓強，就能得到水中深度為h處的壓強。分析：水柱的體積為V＝Sh，水的密度為ρ，水柱的質(zhì)量為m＝ρV，水柱對底面的壓力為F＝G＝mg＝ρVg＝ρShg，水柱對其底面的壓強為p＝eq\f(F,S)＝eq\f(ρShg,S)＝ρgh。eq\o(\s\up7(),\s\do5(歸納總結))深度為h處的液體壓強的公式為p＝ρgh，p——液體的壓強——Pa，ρ——液體的密度——kg/m3，h——液體的深度——m。第2節(jié)液體的壓強第1課時液體壓強的特點及大小eq\a\vs4\al(液體壓強的,特點及大小)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(產(chǎn)生的原因：液體自身的重力,特點\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①液體內(nèi)部朝各個方向都有壓強,②在同一深度，各個方向的壓強均相等,③隨著液體深度增加，液體的壓強增大,④液體的壓強還與液體的密度有關)),計算公式：p＝ρgh))完成對應課時內(nèi)容。充分了解學生的學習情況，從學生的興趣和已有的知識水平出發(fā)，設計合理的教學環(huán)節(jié)，突出重點，突破難點，突出因材施教，加強自身素質(zhì)的提高。如讓學生自己設計探究液體壓強特點的實驗，教師適當?shù)匾龑?，學生以小組為單位進行實驗探究，分析、討論得出結論，然后進行交流。在推導液體壓強的計算公式的過程中，為了降低難度，教師以提綱的形式引導學生分析、推導，這樣既使學生熟悉了前后知識的聯(lián)系，又加深了對新知識的理解。課后·知能演練基礎鞏固1.下列說法正確的是()A.液體壓強與液體密度成正比B.攔河大壩上窄下寬是為了減小水的壓強C.帕斯卡裂桶實驗說明液體重力越大,液體壓強越大D.人潛入較深的水中時,必須穿潛水服,是因為液體壓強隨深度的增加而增大2.一個空的塑料藥瓶,瓶口扎上橡皮膜,豎直地浸入水中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,兩次瓶子在水里的位置相同,如圖所示。下列說法正確的是()A.兩次橡皮膜均向外凸起B(yǎng).瓶口朝上時橡皮膜向內(nèi)凹陷,瓶口朝下時橡皮膜向外凸起C.兩次橡皮膜均向內(nèi)凹陷,且凹陷程度相同D.兩次橡皮膜均向內(nèi)凹陷,但凹陷程度不同3.如圖,容器中間用隔板分成左右兩部分。隔板下部有一個圓孔用薄橡皮膜封閉。小明用此容器來做探究液體壓強與哪些因素有關的實驗。下列現(xiàn)象中符合事實的是()4.右圖為節(jié)選自我國古代科技著作《天工開物》的情境——“沒水采珠”。水面下的采珠人下潛的過程,受到水的壓強將()A.變大B.變小C.先變小后變大D.先變大后變小5.物理學家帕斯卡做了一個著名的實驗:他用一個密閉的裝滿水的木桶,在桶蓋上插入一根細長的管子,從樓房的陽臺上向細管里灌水,如圖所示,只用了幾杯水,就把桶壓裂了,桶里的水從裂縫中流了出來。下列關于桶底受到水的壓強大小的估算合理的是(g取10N/kg)()A.4×102Pa B.4×103PaC.4×104Pa D.4×105Pa6.下圖所示的事例中不是利用連通器原理的是()7.某輪船在湖面上航行,結果不慎與湖底一異物撞擊,艙底穿了一個面積為0.2m2的洞,艙底距湖底7m,此處水深是20m。g取10N/kg。(1)此洞受到水的壓強是多大?(2)要想堵住這個洞,需要對擋板施加多大的力?能力提升8.如圖所示的裝置中,兩端開口的U形管裝有一定量的水,將A管向右傾斜,穩(wěn)定后A管中的水面將()A.高于B管中的水面B.低于B管中的水面C.與B管水面相平D.以上三種情況均有可能9.裝有一定量的水的細玻璃管斜放在水平桌面上,如圖所示,則此時水對玻璃管底部的壓強為()A.1.2×102Pa B.1×103PaC.1.2×104Pa D.1×105Pa10.如圖所示,將底面積為0.01m2的水杯放在水平桌面上,往水杯中裝入深為20cm的水,g取10N/kg。求:(1)水對杯底的壓強;(2)水對杯底的壓力。思維拓展11.在探究液體壓強與哪些因素有關的實驗中,在U形管接頭處加裝了一個“三通接頭”,如圖甲所示。(1)U形管與探頭連接時,閥門K應處于(選填“打開”或“關閉”)狀態(tài),以確保U形管內(nèi)的水面相平;組裝完成后,關閉閥門K,輕壓探頭的橡皮膜到一定程度,U形管內(nèi)液面有明顯的高度差并保持穩(wěn)定,說明裝置(選填“漏氣”或“不漏氣”)。

(2)比較乙、丙兩圖,可得出液體壓強和有關;比較丙與丁兩圖,還可初步得出液體在同一深度處向各個方向的壓強(選填“相等”或“不相等”)。

(3)若需通過圖丁和圖戊對比得出液體壓強與液體密度的關系,應將圖戊中的探頭向(選填“上”或“下”)移動適當?shù)木嚯x;移動探頭后,觀察到U形管液面高度差為Δh,此時探頭受到鹽水的壓強為p鹽。若取出探頭放回水中,當U形管液面高度差再次為Δh時,測出探頭在水中的深度為20cm,則p鹽為Pa。(g取10N/kg)

(4)小婷發(fā)現(xiàn)探頭所處深度較淺時,U形管兩液面的高度差不明顯,可將U形管中的水換成密度更(選填“大”或“小”)的液體以方便讀數(shù)。

參考答案【課后·知能演練】1.D2.D3.C4.A5.C6.A7.(1)1.3×105Pa(2)2.6×104N解析(1)艙底的洞的深度為h=20m-7m=13m,此洞受到水的壓強為p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×13m=1.3×105Pa。(2)要想堵住這個洞,需要對擋板施加的力為F=pS=1.3×105Pa×0.2m2=2.6×104N。8.C9.B10.(1)2000Pa(2)20N解析(1)水的深度為h=20cm=0.2m水對杯底的壓強為p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa。(2)水對杯底的壓力為F=pS=2000Pa×0.01m2=20N。11.(1)打開不漏氣(2)液體深度相等(3)上2000(4)小解析(1)為了保持內(nèi)外氣壓平衡,U形管與探頭連接時,閥門K應處于打開狀態(tài),以確保U形管內(nèi)的水面相平;按壓探頭的橡皮膜,U形管兩邊液面高度變化明顯并保持穩(wěn)定,說明實驗裝置密封良好,不漏氣。(2)比較乙、丙兩圖,液體的密度相同,深度不同,可以初步得出結論:液體壓強和液體深度有關,在同種液體中,液體內(nèi)部壓強隨深度的增加而增大;比較丙、丁兩圖可知,探頭在水中的深度相同,方向不同,U形管內(nèi)液柱的高度差相同