資源簡介

第九章　壓強
第1節(jié)　壓強
知識與技能：
1．知道壓力的概念，會用力的示意圖表示壓力。
2．了解壓強的概念，理解壓強的大小與哪些因素有關(guān)。
3．了解壓強公式中各個物理量的名稱、單位及符號，知道壓強單位的物理意義和由來，能用壓強公式進行簡單計算。
4．了解增大壓強與減小壓強的方法。
過程與方法：
1．觀察生活中各種跟壓強有關(guān)的現(xiàn)象，了解對比是拓展物理思維的基本方法。
2．探究壓力的作用效果跟什么因素有關(guān)，經(jīng)歷探究的主要環(huán)節(jié)，通過探究實驗，觀察實驗現(xiàn)象，采集實驗數(shù)據(jù)，獲得對壓強知識比較深入的了解，進一步學習使用控制變量法。
情感、態(tài)度與價值觀：
1．經(jīng)歷觀察、實驗以及探究等學習活動，培養(yǎng)學生尊重客觀事實、實事求是的科學態(tài)度。
2．通過探究性物理學習活動，使學生獲得成功的喜悅，培養(yǎng)學生對參與物理學習活動的興趣，提高學生的自信心。
3．感悟科學是人類創(chuàng)造發(fā)明的基礎(chǔ)，激發(fā)學生的學習熱情。
重點：探究影響壓力作用效果的因素及壓強的計算。
難點：壓強概念的理解。
第1課時　壓力和壓強
多媒體課件、小桌、砝碼、海綿。
一、情景導入
同學們思考一下為什么圖釘?shù)尼敿庾龅煤芗猓斆眳s做得很大？為什么坐沙發(fā)比坐板凳舒服？為什么刀口磨得越薄，刀越鋒利？你認為書包帶寬一些好，還是窄一些好？為什么？
教師引導并繼續(xù)提問：以上事例都跟壓力的作用效果有關(guān)，那么，什么是壓力呢？壓力的作用效果跟哪些因素有關(guān)呢？今天我們就來學習相關(guān)內(nèi)容。
二、合作探究
　壓力
我們前面學習過彈力，回想一下彈力是如何產(chǎn)生的呢？人站在雪地對雪地有壓力，手指頂住中性筆有壓力，那壓力是如何產(chǎn)生的呢？
同學們交流討論上述問題，物體由于發(fā)生彈性形變而對接觸的物體產(chǎn)生的力叫做彈力。人們走在雪地里，鞋底與雪地之間相互接觸發(fā)生形變產(chǎn)生了力；手指頂住中性筆，中性筆與手指間發(fā)生形變產(chǎn)生了力。它們的共同特點是都相互接觸且發(fā)生了形變。
(1)壓力：垂直作用在物體表面上的力。
(2)壓力產(chǎn)生的原因：相互接觸的物體間發(fā)生相互擠壓而產(chǎn)生力的作用。
(3)壓力的作用效果：使物體發(fā)生形變。
　探究影響壓力作用效果的因素
前面我們學習了壓力，那么影響壓力作用效果的因素有哪些呢？
實驗器材：小桌、砝碼、海綿。
實驗步驟：如圖所示：
　　　　　　
①按圖甲所示將小桌放在海綿上，觀察海綿的凹陷程度；
②按圖乙所示在小桌上放一個砝碼，將小桌放在海綿上，觀察海綿的凹陷程度；
③按圖丙所示把小桌翻過來，桌面朝下，并在其上放一個砝碼，將小桌放在海綿上，觀察海綿的凹陷程度。
實驗分析：①比較圖甲和圖乙：海綿的受力面積相同，圖乙中小桌對海綿的壓力大，作用效果明顯，故可得出：受力面積一定時，壓力越大，壓力的作用效果越明顯；②比較圖乙和圖丙：海綿受到的壓力相同，圖乙中海綿的受力面積小，作用效果明顯，故可得出：壓力一定時，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯。
實驗結(jié)論：壓力的作用效果與壓力大小和受力面積大小有關(guān)。
方法總結(jié)：①以上分析問題的方法是控制某個因素不變，改變另一個因素來判斷這個因素對壓力作用效果的影響，稱為控制變量法；②實驗中，通過海綿的凹陷程度來判斷壓力的作用效果，稱為轉(zhuǎn)換法，實驗中不能用較硬的木板等物體來代替海綿。
(1)受力面積相同時，壓力越大，壓力的作用效果越明顯。
(2)壓力相同時，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯。
　壓強
當壓力和受力面積都不相同時，如何比較壓力的作用效果？
(1)由于壓力的作用效果同時跟壓力大小和受力面積有關(guān)，利用比值定義法引出壓強的概念：在物理學中，物體所受壓力的大小與受力面積之比叫做壓強。即壓強＝，表達式為p＝(適用于一切物體)。
(2)壓強的單位：Pa；1 Pa＝1 N/m2，表示物體在1 m2的面積上受到的壓力是1 N。
(3)壓強的大小：①人站在水平地面上時產(chǎn)生的壓強約為10 000 Pa；②物理課本平放在水平桌面上產(chǎn)生的壓強約為60 Pa。
第1節(jié)　壓強
第1課時　壓力和壓強
壓強是生活和生產(chǎn)中應用廣泛的一個概念，但學生比較陌生。本節(jié)課內(nèi)容主要建立在前面學過的力的初步知識的基礎(chǔ)上，是學習了重力、摩擦力后另一類力的學習遷移，是學習了物體運動狀態(tài)的改變和力的關(guān)系后對力的另外一類作用效果的具體分析。本節(jié)課著重學習的壓強是整個單元的基礎(chǔ)，也是學好液體壓強、大氣壓強和浮力的重要前提。由于壓強的概念較為抽象，學生初學時極容易與壓力的概念混淆，為了讓學生較好地理解壓強與壓力的區(qū)別，做好探究影響壓力作用效果的因素的實驗是本節(jié)課的關(guān)鍵。
第2課時　壓強的應用
多媒體課件。
一、情景導入
小小的蚊子能輕而易舉地用口器把皮膚刺破(圖甲)，重重的駱駝卻不會陷入沙中(圖乙)，這是為什么呢？今天就讓我們一起來學習壓強的應用的相關(guān)知識。
　　　
二、合作探究
　增大和減小壓強的方法
1．增大壓強的方法
當我們需要壓強大一些時，可采用什么方法呢？(可根據(jù)壓強公式p＝來思考)
同學們交流討論，說出各自的想法。
(1)壓力一定時，減小受力面積(通常采用的辦法)。
(2)受力面積一定時，增大壓力。
(3)同時增大壓力和減小受力面積。
生活中的例子：①菜刀磨得很鋒利，是為了減小與菜的接觸面積(即受力面積)，以便用較小的力就能產(chǎn)生很大的壓強，容易把菜切開；②針、箭和斧頭等工具都是采用減小受力面積的方法來增大壓強，這樣容易刺穿物體或砍碎物體；③壓路機的碾子質(zhì)量很大，增大了對地面的壓力，從而增大了壓強。
　　　　　　
　　　
2．減小壓強的方法
當我們需要壓強小一些時，可采用什么方法呢？(可根據(jù)壓強公式p＝來思考)
同學們交流討論，說出各自的想法。
(1)壓力一定時，增大受力面積(通常采用的辦法)。
(2)受力面積一定時，減小壓力。
(3)同時減小壓力和增大受力面積。
生活中的例子：①坦克很重，不用輪子而裝上寬大的履帶，是增大受力面積從而減小壓強；②滑雪者站在雪橇上或腳蹬滑雪板，可以在松軟的雪地上滑行，而不會陷入雪中，使用雪橇或者滑雪板，增大了雪地的受力面積，從而減小雪地所受的壓強；
③鋼軌鋪設(shè)在枕木上，增大了地面的受力面積，從而減小壓強，防止破壞路面；④汽車嚴禁超載，減小質(zhì)量，從而減小地面所受的壓力，減小了對地面的壓強。
　　　　　　
釘板開石中的奧秘
如圖所示，最下面的表演者袒胸露背，他在表演一陣運氣提勁之后，仰躺在釘板上。在表演者的身上蓋一塊條石，條石上再躺幾個人，這時表演者身上的壓力不下千斤，而其身下的釘子并沒有刺進底下表演者的肉里，甚至不會刺傷皮膚。助手舉起鐵錘向條石猛擊，石頭應聲碎裂，表演者翻身躍起，安然無恙。表演者真的是練就了一身鋼筋鐵骨，刀槍不入嗎？你能用壓強的知識解釋嗎？
其實，釘板上鐵釘選用的型號比較大，這樣鐵釘?shù)臋M截面大，然后把釘尖挫得比較圓滑，減小了壓強。而且釘子排列得很密集，釘子越密集，越均勻，躺上去對人體產(chǎn)生的壓強越小。另外還有一個關(guān)鍵的地方就是釘子的長短須一致，釘尖必須處于同一水平面上。釘子穿過木板實際上形成了一個由密集的釘頭構(gòu)成的平面，從而在極大限度上減小了釘尖對人體的壓強。
　壓強的綜合應用
壓強公式(p＝)的理解：(1)公式中F是壓力，而不是重力，只有當物體獨自靜止在水平面上時，壓力的大小才等于重力。(2)公式中S是受力面積，它是施力物體擠壓受力物體時，二者相互擠壓接觸的面積，而不是其他面積，不是物體的底面積或表面積。(3)壓力F和受力面積S之間不存在因果關(guān)系，但壓強p和F、S之間卻有密切的關(guān)系：在S一定時，p與F成正比；在F一定時，p與S成反比。壓強的大小由壓力的大小和受力面積的大小共同決定，利用壓強公式比較壓強的大小時，要同時考慮壓力和受力面積這兩個因素。(4)在國際單位制中，壓強的單位是帕斯卡(Pa)，應用公式p＝計算時，單位要對應，特別是面積的單位必須用m2。
【例】按照規(guī)定，我國載貨車輛的輪胎對地面的壓強應控制在700 kPa以內(nèi)。但有些司機為了降低運營成本，不顧國家利益，肆意超載。有一輛重2 t的6輪汽車，標準載貨量為4 t，實際裝貨8 t，如果每個車輪與路面的接觸面積為0.02 m2。(g取10 N/kg)
(1)通過計算說明，該車對路面的壓強是否超過規(guī)定？
(2)運用所學的物理知識說明超載的危害。
分析：(1)由p＝計算輪胎對路面的壓強，壓力F等于總重力G，受力面積S為6個車輪與路面接觸的總面積，然后與規(guī)定的壓強要求比較即可判斷；(2)超載即是汽車的總質(zhì)量增大，那么車的慣性增大了，不容易操縱，出現(xiàn)緊急情況時，剎車難以停下，容易造成交通事故；壓力增大，對路面的壓強增大，造成對路面的破壞增強，縮短了路面的使用壽命。
解：(1)該車對路面的壓力：F＝G＝m總g＝(2×103 kg＋8×103 kg)×10 N/kg＝1×105 N，該車對路面的壓強：p＝＝≈8.33×105 Pa＝833 kPa，因為833 kPa＞700 kPa，所以該車對路面的壓強超過規(guī)定；
(2)超載的危害很多，如：車輛對路面產(chǎn)生巨大的壓強容易使路面變形，從而大大縮短公路的使用壽命；超載汽車質(zhì)量過大，慣性大，不易操縱，易發(fā)生交通事故等等。
第1節(jié)　壓強
第2課時　壓強的應用
在分析增大壓強和減小壓強的方法教學過程中，由日常生活中的實例引出課題，然后結(jié)合壓強的定義式p＝，公式運用數(shù)學知識進行分析、思考，尋找它們的共性，分類整理，歸納方法。最后，還讓學生聯(lián)系日常生活、生產(chǎn)中的應用實例，進一步強化。這樣不僅激發(fā)了學生的學習興趣，調(diào)動了學生的學習主動性、積極性，活躍了課堂氣氛，而且?guī)椭鷮W生深入理解壓強的概念和定義式，為運用定義式進行壓強的計算打下堅實基礎(chǔ)，起到雙重作用。讓學生感受到物理就在身邊，體現(xiàn)了“生活→物理→社會”的新課程理念。

展開更多......

收起↑