資源簡介

3.7 壓強（第2課時）（教學設計）
年級 七年級 授課時間
課題 3.7 壓強（第2課時）
教學 目標 科學觀念：了解液體內部有壓強；了解影響液體內部壓強的特點；了解液體壓強的影響因素及計算。 科學思維：感知液體壓強是一種客觀存在；能利用液體壓強特點來解釋相關的現象。 探究實踐：通過對影響液體壓強大小因素的應用，培養學生運用物理知識解決實際問題的能力。 態度責任：通過觀察、實驗以及探究等學習活動，培養學生探索自然現象和規律的興趣，培養學生實事求是的科學態度、發散思維和創新意識；通過生活、物理、社會的密切聯系，培養學生勇于探索生活中的物理學原理的精神和將物理知識應用于社會活動的意識。
教學 重難點 重點：液體壓強的特點； 難點：探究液體內部壓強特點；液體壓強計算。
學情 分析 本節內容選自浙教版七下第三章第7節，本節主要內容：壓力、壓強、探究壓力的作用效果與哪些因素有關；壓強的計算；怎樣增大和減小壓強；探究液體壓強特點；探究壓力的作用效果跟哪此因素有關是學生培養能力、提高素質的主要載體，幫助學生理解壓強的概念，了解壓強的應用。壓強是力學中的重要內容，在現實生活中應用廣泛，學生對與壓強相關的物理現象較為熟悉，但壓強的概念學生還比較陌生。本節內容是對壓力的作用效果的進一步探究，是力和力的作用效果的延續，又為以后探究大氣壓強和浮力奠定了基礎，所以本節內容起著承上啟下的作用。因此，本節內容在力學中具有不容忽視的重要的地位。 本節內容擬用2課時完成教學。第1課時主要內容是壓力的作用效果、增大和減小壓強的方法；第2課時的主要內容是液體壓強。
教學 準備 課件、課本、活動器材等
教學過程
教師活動 學生活動
新 課 導 入 人胸部以下浸泡在水里，會感覺有壓迫感。潛水員到海里潛水，潛入深海要穿特制的抗壓潛水服，潛入比較淺的海水，則不需要穿特制的潛水服，潛水員為什么要使用不同的潛水服呢？ 觀看圖片，思考是什么力使汽車速度減小直至停止？
新 知 講 授 一、液體內部存在壓強 1.液體內部存在壓強 固體會產生壓強，液體是否也會產生壓強呢？ 活動1．在一段粗管的下端蒙上橡皮膜，如圖所示，將水注入管內至約1/3處，橡皮膜的形狀有什么變化？再將水注入管內至約2/3 處，橡皮膜的形狀又有什么變化？ 現象：橡皮膜向下凸出，加水越多，凸出越明顯。 分析：液體受到重力作用，對底部的橡皮膜產生壓力，使橡皮膜向下凸出。 結論：液體對容器底有壓強，液體深度越大，壓強越大。 2．如圖所示，在一個容器的側壁的出水口處蒙上橡皮膜，將水注入容器內至約1/3處，橡皮膜的形狀有什么變化？再將水注入容器內至2/3處，橡皮膜的形狀又有什么變化？ 現象：橡皮膜向外凸出，加水越多，凸出越明顯。 分析：液體具有流動性，對阻礙它流動的側壁產生壓力，使橡皮膜向外凸出。 結論：液體對容器壁有壓強，液體深度越大，壓強越大。 大量實驗表明：液體對容器的底部和側壁都會產生壓強。液體內部也存在壓強。液體的深度越大，壓強越大。 液體壓強產生的原因 液體對容器底部有壓強：液體受到重力的作用； 液體對容器側壁有壓強：液體具有流動性。 液體不但對容器的底部和側壁會產生壓強，液體的內部也存在壓強。如果你去游泳，當水面到達胸部時，就會感到胸悶，這正是水的壓強引起的。 2.壓強計 壓強計：是測量液體內部壓強的儀器，液體內部壓強的大小可以用壓強計去比較。 結構：探頭（由空金屬盒蒙上橡皮膜構成）、橡皮管、U形管。 原理：當壓強計金屬盒上蒙的橡皮膜受到壓強時，U形玻璃管左右兩管內的液面就會出現高度差。橡皮膜受到的壓強越大，兩管內液面的高度差越大。 注意：壓強計的金屬盒可以轉動，從而可以使橡皮膜朝向不同的方向； 壓強計使用前要檢驗氣密性，若漏氣，則會影響結果。 二、探究液體內部壓強特點 1.實驗探究液體內部壓強特點 液體對容器底和容器側壁都有壓強，它的大小與哪些因素有關呢？液體壓強的特點又是怎樣的呢？ 【提出問題】 液體內部壓強的大小跟哪些因素有關？ 【猜想與假設】 根據生活實例，液體的壓強可能與方向、深度、液體密度等因素有關。 【設計實驗】 應用控制變量法，只改變某一個影響因素，通過壓強計觀察液體壓強的變化。 【實驗器材】 液體壓強計、水、燒杯、鹽水。 【實驗過程】 （1）探究液體壓強與方向的關系 【實驗步驟】控制探頭深度相同、液體密度相同，改變壓強計探頭的方向，觀察壓強計比較壓強大小。 【實驗現象分析】U形管兩邊液面的高度差不變，即液體內部壓強不變。 【實驗結論】液體內部向各個方向都有壓強，同種液體在同一深度向各個方向的壓強都相等。 （2）探究液體壓強與深度的關系 【實驗步驟】控制變量：控制探頭方向相同、液體密度相同，增大深度，觀察壓強計比較壓強大小。 【實驗現象及分析】深度越深，U形管兩邊液面的高度差變大，即液體內部壓強變大。 【實驗結論】同種液體內部壓強隨深度的增加而增大。 （3）探究液體壓強與液體密度的關系 【實驗步驟】控制變量：控制探頭深度和方向均相同，增大液體密度，觀察壓強計比較壓強大小。 【實驗現象及分析】盛有鹽水的U形管兩邊液面的高度差更大，即液體內部壓強更大。 【實驗結論】液體在同一深度產生的壓強大小與液體的密度有關，密度越大，液體壓強越大。 由以上實驗可知： 液體內部壓強特點 ①液體對容器底部和容器側壁都有壓強； ②液體內部向各個方向都有壓強； ③同種溶液同一深度，向各個方向的壓強都相等； ④液體內部的壓強只與液體密度和深度有關，與液體的質量、重力、體積以及容器的形狀、底面積均無關。 ⑤液體密度相同時，深度越大，壓強越大；深度相同時，液體密度越大，壓強越大。 2.液體壓強生活實例 （1）液體的壓強與深度有關，深度越深，壓強就會越大，所以潛水服的抗壓能力也要越來越好才行，以保護潛水員的安全。 （2）瓶中加水后，水從小孔射出，從下方小孔射出的水流射得更遠，是因為液體深度增加，壓強增大，導致水的流速增大，水流射得越遠。 （3）液體的壓強與深度有關，深度越深，壓強就會越大，則水壩下部壓強更大，根據 =p 可知，相同面積水壩下部受到的壓力比上部大，所以水壩的下部比上部修建得寬些，使其承受更大的壓力。 3.液體壓強計算公式 取液體中一段圓柱形液柱進行分析： 液面下深度為h處液體的壓強為 注意：h為液面下某處距離自由液面（與大氣接觸的液面）的豎直距離，不是液面高度。 科學·技術·社會·環境：深海載人潛水器 大海神秘莫測，蘊藏著豐富而寶貴的各種資源。自古以來，人類一直在探索：深深的海底究竟有些什么？如何使豐富的海洋資源為人類造福？ 可是潛入深海并不容易，因為在水下，每下潛10米，壓強就要增大100千帕左右。潛水員穿抗壓潛水服只能下潛到幾百米。為了下潛到海洋的更深處，科學家們研制了各種抗壓的潛水器。 深海載人潛水器是深海科學考察和資源勘探最基本的作業裝備，它體現了一個國家的綜合技術水平。21世紀以來，我國啟動了深海載人潛水器的研制項目。2012年6月27日，我國自行研制的“蛟龍號”載人潛水器在下潛試驗中成功到達7062米的深度。2020年11月10日，我國自主研制的“奮斗者號”萬米載人潛水器在馬里亞納海溝成功下潛至10909米，創造了我國載人深潛的新紀錄。 進行活動，觀察現象，知道液體對容器底部有壓強。 進行活動，觀察現象，知道液體對容器側壁有壓強。 了解液體壓強產生原因。 了解壓強計的結構及原理。 探究液體內部壓強特點，觀察現象，得出結論。 歸納液體內部壓強特點。 用液體壓強知識解釋生活中的現象。 推導液體壓強計算公式。
課 堂 練 習 典例1 小明同學利用礦泉水瓶做小實驗，在側壁三個位置鉆上同樣大小的小孔，將瓶子裝滿水，打開瓶蓋水從小孔噴出。圖中的幾種水流現象最接近實際情況的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】由于同種液體的壓強隨深度增加而增大，所以將瓶子裝滿水，深度越大的孔噴射的水平距離越遠，深度越小的孔噴射的水平距離越近，故BCD不符合題意，A符合題意。 故選A。 典例2 如圖，A、B、C是三個圓柱形容器，分別裝有水或酒精（ρ酒精＜ρ水)，A、C兩容器中液體深度相同，B、C兩容器的底面積相同。三個容器底部所受的液體壓強分別為pA、pB、pC，下列判斷正確的是（ ） A.pA＞pB＞pC B.pC＜pA=pB C.pC＜pA＜pB D.pA＞pB=pC 【答案】C 【解析】根據題意知道，圖A、C中，hA=hC，由液體壓強公式p=ρgh及ρ水＞ρ酒精知，pA＞pC，又因為A、B中容器中裝的都是水，hB＞hA，所以pB＞pA，由以上分析知道，pC＜pA＜pB，故C正確，ABD錯誤。 故選C。 典例3 如圖所示，水平桌面上放有底面積和質量都相同的甲、乙兩平底容器，分別裝有深度相同、質量相等的不同液體。請回答： （1）甲、乙容器對桌面的壓力分別為F甲、F乙，則F甲 （填“＞”、“＜”或“=”）F乙； （2）液體對容器底部的壓強分別為p甲、p乙，則p甲 （填“＞”、“＜”或“=”）p乙。 【答案】（1）=（2）＞ 【解析】（1）水平桌面上，甲、乙兩個容器中兩種液體質量相等，容器的質量相等，根據G=mg可知二者的總重力相等，故容器對桌面的壓力F甲=F乙； （2）從圖中可知乙中液體的體積大于甲中波體的體積，因為液體質量相同，根據可知，ρ甲＞ρ乙，因兩容器中液體的深度相同，根據p=ρ液gh，液體對杯底的壓強p甲＞p乙。 典例4 在探究“影響液體內部壓強大小的因素”的實驗，小科進行了如圖所示的操作。請回答： （1）如圖1所示為壓強計的各部分結構，它是通過比較 來反映被測液體壓強大小的。 （2）當金屬盒在空氣中時，U形管兩邊的液面應當相平，而小科同學卻觀察到如圖1所示的情景，此時正確的做法是（ ） A.無需調節，可以直接進行實驗 B.需要調節，取下軟管重新安裝 C.需要調節，將右邊支管中高出的液體倒出 （3）壓強計調節正常后，小科將金屬盒先后浸入到兩杯液體中（已知其中一杯為水，另一杯為鹽水，且液面等高），如圖2甲、乙所示，由此可以確定圖 （填“甲”或“乙”）杯中盛的是水。 （4）若要探究在同種液體同一深度液體向各個方向的壓強是否相等，正確的操作方法是： 。 【答案】（1）U形管中液面的高度差（2）B（3）甲（4）將壓強計的金屬盒浸在液體中某一深度處，改變金屬盒的方向，觀察U形管兩邊液面的高度差 【解析】（1）壓強計是通過U形管中兩側液面的高度差來反映被測壓強大小的。 （2）由圖1知，左邊的液面較低，說明左邊液面受到的壓強大于右邊液面受到的大氣壓；此時應該將軟管卸下來，使管內壓強和大氣壓相等，然后再接上，故B正確。 （3）觀察圖甲和圖乙可知，在甲中金屬盒浸入液體中較深，但兩側液面高度差小，壓強小，由p=ρgh可以判斷出甲中液體的密度小于乙中液體密度，故圖甲杯子中盛的是水。 （4）若要探究在同種液體同一深度液體向各個方向的壓強是否相等，正確的操作方法是：將壓強計的金屬盒浸在液體中同一深度處，改變金屬盒的方向，比較U形管中兩側液面的高度差。
課 堂 小 結 一、液體內部存在壓強 1.液體對容器底部有壓強，液體對容器壁有壓強； 2.產生原因：液體受到重力作用，液體具有流動性。 3.壓強計：是測量液體內部壓強的儀器； 結構：探頭（由空金屬盒蒙上橡皮膜構成）、橡皮管、U形管。 原理：當探頭上的橡皮膜受到壓強時，U形管左右兩側的液面出現高度差，高度差的大小反映了橡皮膜所受壓強的大小，液面的高度差越大，壓強越大。 二、液體壓強特點探究 1.實驗探究：使用壓強計探究，控制變量法； 2.液體壓強特點 ①液體對容器底部和容器側壁都有壓強； ②液體內部向各個方向都有壓強； ③同種溶液同一深度，向各個方向的壓強都相等； ④液體內部的壓強只與液體密度和深度有關，與液體的質量、重力、體積以及容器的形狀、底面積均無關。 ⑤液體密度相同時，深度越大，壓強越大；深度相同時，液體密度越大，壓強越大。 3.液體壓強計算： ①公式推導：取液體中一段圓柱形液柱進行分析，； ②計算公式：，h為液面下某處距離自由液面（與大氣接觸的液面）的豎直距離，不是液面高度。
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