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[摘 要]《压强》是苏科版八年级物理第十章第一节,为了激发学生的学习兴趣,在实际教学中,可以气球压钉板实验引入,采用游戏和小组合作探究等教学方式来达成目标,同时为课堂注入生机和活力。
[关键词]压强;实验;探究教学
[中图分类号] G633.7 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058(2018)20-0051-02
【教材分析】
苏科版物理八年级下册第十章第一节《压强》,是这一章的重点内容之一,压强是继力的概念后更为抽象的概念,在此基础上将进一步学习液体压强、气体压强、浮力等知识,它既是重要的基础知识,又具有承上启下的作用。本节内容,是在已建立起来的力与运动的基础上,构建力的作用效果和压力大小、受力面积大小之间的联系。教材中主要安排了探究压力的作用效果、估测人站立时对地面的压强等探究实验,让学生自己动手,总结规律,使学生在获得知识的同时,感受物理实验的魅力。
【学情分析】
学生已经掌握了一定的力学基础知识,学习了重力、弹力和摩擦力等几个重要的力,为本节课的学习提供了认知基础;在之前的学习中,对控制变量法、比值定义法、转化法等方法也有所了解,具备了基本的观察和分析能力,为本节课提供了方法基础。但是学生在认识压力时容易受到重力知识的错误迁移影响,认为压力就是由重力产生的,压力大小等于重力,在教学中要注意正确引导。
【教学目标】
1.知识与技能:知道压力,会画压力的示意图;通过探究知道压力的作用效果与哪些因素有关;理解压强的概念、公式和单位,能进行相关的计算;知道增大和减小压强的方法。
2.过程与方法:通过探究压力作用效果跟什么因素有关,经历探究的主要环节,学习使用控制变量法。
3.情感态度与价值观:通过实验探究,使学生认识科学方法的重要性;通过对日常生活中压强现象的解释,使学生乐于探究生活中的物理原理。
【教学重、难点】
重点:探究压力的作用效果与哪些因素有关。
难点:压力和重力的区分以及压强概念的建立。
【教学过程】
一、引入新课
由成语“如坐针毡”引入,坐在插着针的毡子上真的会坐立不安吗?我们请一个气球来坐坐看。演示气球压钉板实验,手对气球施加压力后,气球毫发无损,本节课就来认识气球为什么未破裂。
二、进行新课教学
1.认识压力
多媒体展示图片:运动员单脚站立在平衡木上、铁锤砸钉子、木块静止在斜面上,画出各图中物体对接触面的压力的示意图,讨论压力和重力的区别与联系。通过几个典型的压力示意图,帮助学生消除“压力总是由重力产生”“压力大小总等于重力”等错误认识。
2.探究压力的作用效果
教师:认识了压力,现在大家再来感受一下压力的作用效果。指导学生做“手指压铅笔”和“压气球”实验。
(1)提出问题,进行猜想
教师:两个手指有何不同感受?气球的形变情况有何不同?压力增大后有何变化?通过亲身体验,你认为压力的作用效果可能与哪些因素有关?
学生讨论分析后,可能会提出与压力的大小、受力面积大小以外的其他因素有关,如物体的密度、材料的硬度等,对这些猜想不能轻易否定。
(2)设计实验
教师:我们采用什么方法验证同学们的猜想?利用提供的实验器材(压力小桌、瓶装矿泉水、木板、海绵、沙子、钩码、气球等),根据以下问题,各小组设计实验方案,探究压力的作用效果与压力大小和受力面积的关系。
①我们猜想的影响压力作用效果的因素有多个,应采用什么研究方法?
②如何显示出压力的作用效果?
③如何改变压力大小?
④如何改变受力面积的大小?
(3)进行实验,收集证据
教师不需暗示学生选择哪些器材,让学生自主思考,设计实验,实验中发现问题再加以改进。学生根据本组设计的方案进行实验,记录实验现象,分析交流。
分组实验结束后,教师根据几组不同的实验方案进行演示。
方案一:压力小桌放在木板上,增加钩码,观察压力的作用效果。学生指出压力小桌作用在木板上的效果不明显,应更换器材。
方案二:压力小桌放在沙子上,通过增加钩码改变压力,而受力面积大小可通过小桌的倒放、正放和侧放来改变,观察压力作用效果:小桌陷入沙子的深度。
方案三:矿泉水瓶放在海绵上,通过竖放和平放来改变受力面积,压力大小则可以通过将瓶中的水喝掉一半来改变,观察压力作用效果:海绵的凹陷程度。
演示时要充分发挥学生的主体作用,教师只做引导,以培养学生探究问题、分析问题的能力。
(4)分析和论证
归纳总结:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(5)评估与交流
由实验结论可知,若压力相同时,比较压力的作用效果可比较受力面积;若受力面积相同,比较压力的作用效果可比较压力。如果压力和受力面积均不相同,如何来比较压力的作用效果?
3.压强
教师:田径比赛中,观众和裁判是用什么方法来比较运动员运动快慢的?如果物体运动的路程和时间均不相等,如何比较运动快慢?类比可知,可以用比较相同(单位)面积上受到的压力来比较压力的作用效果,从而得出压强的概念:物体所受的压力与受力面积之比。
学生自学课本77-78页,完成以下填空。
(1)压强用符号_________________来表示。
(2)压强的公式为________________。
(3)压强的单位为________________,专用名称叫________________,简称________________,符号是________________。
(4)1 Pa=________________N/m2。
接下来趁热打铁,利用压强公式进行相关计算,加强对压强的理解。
4.增大压强、减小压强的方法
教师:通过计算我们发现穿高跟鞋的女士对地面的压强大于穿平底鞋的男士,那么压强是越大越好,还是越小越好呢?
幻灯片展示汽车超载压毁路面的图片,引导学生认识到物体能够承受的压强都有一定限度,超过限度容易被压坏。所以有时候需要减小压强,举出生活中减小压强的实例,如宽大的书包带、铁路钢轨下铺枕木、骆驼宽厚的脚掌等,让学生分析其中减小压强的方法。再用图片展示增大压强的例子,如注射器针尖、锋利的刀刃等。
学生小组讨论,得出增大和减小压强的方法。增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力。减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
三、学以致用
揭示物理道理:为什么气球坐在钉板上会完好无损?
学生游戏一:“迅速增大你对地面的压强”。每组各选出一名选手参与挑战,组内成员出谋划策:踮起脚尖、金鸡独立、抱着书本、拿起凳子……比一比哪组同学反应最快,哪一组方法最多、最有创意。
学生游戏二:“男生女生力量大比拼”……
把枯燥的物理变成有趣的游戏,再次活跃课堂气氛,让学生在轻松的氛围中学习压强知识,增强学生学好物理的信心。
【布置作业】
课后小组合作探究,估测人站立时对地面的压强,完成实验报告。
(責任编辑 易志毅)
[关键词]压强;实验;探究教学
[中图分类号] G633.7 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058(2018)20-0051-02
【教材分析】
苏科版物理八年级下册第十章第一节《压强》,是这一章的重点内容之一,压强是继力的概念后更为抽象的概念,在此基础上将进一步学习液体压强、气体压强、浮力等知识,它既是重要的基础知识,又具有承上启下的作用。本节内容,是在已建立起来的力与运动的基础上,构建力的作用效果和压力大小、受力面积大小之间的联系。教材中主要安排了探究压力的作用效果、估测人站立时对地面的压强等探究实验,让学生自己动手,总结规律,使学生在获得知识的同时,感受物理实验的魅力。
【学情分析】
学生已经掌握了一定的力学基础知识,学习了重力、弹力和摩擦力等几个重要的力,为本节课的学习提供了认知基础;在之前的学习中,对控制变量法、比值定义法、转化法等方法也有所了解,具备了基本的观察和分析能力,为本节课提供了方法基础。但是学生在认识压力时容易受到重力知识的错误迁移影响,认为压力就是由重力产生的,压力大小等于重力,在教学中要注意正确引导。
【教学目标】
1.知识与技能:知道压力,会画压力的示意图;通过探究知道压力的作用效果与哪些因素有关;理解压强的概念、公式和单位,能进行相关的计算;知道增大和减小压强的方法。
2.过程与方法:通过探究压力作用效果跟什么因素有关,经历探究的主要环节,学习使用控制变量法。
3.情感态度与价值观:通过实验探究,使学生认识科学方法的重要性;通过对日常生活中压强现象的解释,使学生乐于探究生活中的物理原理。
【教学重、难点】
重点:探究压力的作用效果与哪些因素有关。
难点:压力和重力的区分以及压强概念的建立。
【教学过程】
一、引入新课
由成语“如坐针毡”引入,坐在插着针的毡子上真的会坐立不安吗?我们请一个气球来坐坐看。演示气球压钉板实验,手对气球施加压力后,气球毫发无损,本节课就来认识气球为什么未破裂。
二、进行新课教学
1.认识压力
多媒体展示图片:运动员单脚站立在平衡木上、铁锤砸钉子、木块静止在斜面上,画出各图中物体对接触面的压力的示意图,讨论压力和重力的区别与联系。通过几个典型的压力示意图,帮助学生消除“压力总是由重力产生”“压力大小总等于重力”等错误认识。
2.探究压力的作用效果
教师:认识了压力,现在大家再来感受一下压力的作用效果。指导学生做“手指压铅笔”和“压气球”实验。
(1)提出问题,进行猜想
教师:两个手指有何不同感受?气球的形变情况有何不同?压力增大后有何变化?通过亲身体验,你认为压力的作用效果可能与哪些因素有关?
学生讨论分析后,可能会提出与压力的大小、受力面积大小以外的其他因素有关,如物体的密度、材料的硬度等,对这些猜想不能轻易否定。
(2)设计实验
教师:我们采用什么方法验证同学们的猜想?利用提供的实验器材(压力小桌、瓶装矿泉水、木板、海绵、沙子、钩码、气球等),根据以下问题,各小组设计实验方案,探究压力的作用效果与压力大小和受力面积的关系。
①我们猜想的影响压力作用效果的因素有多个,应采用什么研究方法?
②如何显示出压力的作用效果?
③如何改变压力大小?
④如何改变受力面积的大小?
(3)进行实验,收集证据
教师不需暗示学生选择哪些器材,让学生自主思考,设计实验,实验中发现问题再加以改进。学生根据本组设计的方案进行实验,记录实验现象,分析交流。
分组实验结束后,教师根据几组不同的实验方案进行演示。
方案一:压力小桌放在木板上,增加钩码,观察压力的作用效果。学生指出压力小桌作用在木板上的效果不明显,应更换器材。
方案二:压力小桌放在沙子上,通过增加钩码改变压力,而受力面积大小可通过小桌的倒放、正放和侧放来改变,观察压力作用效果:小桌陷入沙子的深度。
方案三:矿泉水瓶放在海绵上,通过竖放和平放来改变受力面积,压力大小则可以通过将瓶中的水喝掉一半来改变,观察压力作用效果:海绵的凹陷程度。
演示时要充分发挥学生的主体作用,教师只做引导,以培养学生探究问题、分析问题的能力。
(4)分析和论证
归纳总结:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(5)评估与交流
由实验结论可知,若压力相同时,比较压力的作用效果可比较受力面积;若受力面积相同,比较压力的作用效果可比较压力。如果压力和受力面积均不相同,如何来比较压力的作用效果?
3.压强
教师:田径比赛中,观众和裁判是用什么方法来比较运动员运动快慢的?如果物体运动的路程和时间均不相等,如何比较运动快慢?类比可知,可以用比较相同(单位)面积上受到的压力来比较压力的作用效果,从而得出压强的概念:物体所受的压力与受力面积之比。
学生自学课本77-78页,完成以下填空。
(1)压强用符号_________________来表示。
(2)压强的公式为________________。
(3)压强的单位为________________,专用名称叫________________,简称________________,符号是________________。
(4)1 Pa=________________N/m2。
接下来趁热打铁,利用压强公式进行相关计算,加强对压强的理解。
4.增大压强、减小压强的方法
教师:通过计算我们发现穿高跟鞋的女士对地面的压强大于穿平底鞋的男士,那么压强是越大越好,还是越小越好呢?
幻灯片展示汽车超载压毁路面的图片,引导学生认识到物体能够承受的压强都有一定限度,超过限度容易被压坏。所以有时候需要减小压强,举出生活中减小压强的实例,如宽大的书包带、铁路钢轨下铺枕木、骆驼宽厚的脚掌等,让学生分析其中减小压强的方法。再用图片展示增大压强的例子,如注射器针尖、锋利的刀刃等。
学生小组讨论,得出增大和减小压强的方法。增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力。减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
三、学以致用
揭示物理道理:为什么气球坐在钉板上会完好无损?
学生游戏一:“迅速增大你对地面的压强”。每组各选出一名选手参与挑战,组内成员出谋划策:踮起脚尖、金鸡独立、抱着书本、拿起凳子……比一比哪组同学反应最快,哪一组方法最多、最有创意。
学生游戏二:“男生女生力量大比拼”……
把枯燥的物理变成有趣的游戏,再次活跃课堂气氛,让学生在轻松的氛围中学习压强知识,增强学生学好物理的信心。
【布置作业】
课后小组合作探究,估测人站立时对地面的压强,完成实验报告。
(責任编辑 易志毅)