第三节 连通器（教学设计）物理新教材鲁科版（五四学制）八年级下册

7.3 连通器（教学设计） 【学业要求】 1. 物理观念：了解什么是连通器，能在实际情况中辨认出连通器。 2. 科学思维：通过“假想液片法”和公式推理证实连通器原理，巩固压强公式的运用。 3. 科学探究： （1）通过实物或图片认识连通器，培养观察能力和概括能力。 （2）让学生经历用“假想液片”模型推导出连通器原理的过程，引导学生学习理想模型法的思路，培养抽象思维能力，并进一步体会理想模型法是学习物理学的研究方法之一。 4. 科学态度与责任： （1）通过分析日常生活、生产中应用连通器的实例，使学生体会物理与生活生产的紧密 联系，提高将物理知识主动应用于实际的意识。 （2）通过对船闸的学习，进一步体现从物理走向社会的理念，特别是对三峡船闸的学习， 培养爱国主义情感。 【重点难点】 学习重点：连通器的特点。会分辨生活中的连通器，会解释一些简单的关于连通器的问题。 学习难点：船闸的工作原理及过程。 【器材准备】 1.连通器装置等。 2.和《连通器》相关的视频、挂图、课件等。 【课时安排】 1课时（45分钟） 【教学过程】 一、新课引入： 看一看 想一想 为什么茶壶的壶嘴和壶身中的水面高度总是相同的？ 请看视频：为什么用一根水管就可以确定A、B两点在同一高度？？ 本节将学习有关的内容。 二、合作探究： 探究一、连通器 1.看一看： （1）仔细观察下面的容器，看看它们有什么共同的特征？： 观看动图视频，然后用橡皮管将玻璃管和漏斗相连，组成 U 形管。向漏斗中加适量红墨水，缓慢提升或倾斜玻璃管，观察 U 形管中水位的变化？ （2）连通器概念： 上端开口、底部互相连通的容器叫做连通器。 （3）牛刀小试： 下面这些装置是连通器吗？ 特别强调：U形管压强计不是连通器，因为它只有一个开口。 2.连通器的特点： （1）观察与实验： 请按视频完成下列实验。 （2）连通器特点： 请如果连通器里装同一种液体，液体不流动时，连通器各部分容器中液面的高度总是相同的。 （3）连通器特点的推导： 如图 所示，想象在连通器底部液体中有一个竖直方向的很薄的液片，我们用它作为研究对象。液片两侧受到的压力分别为 F1 和 F2，液片静止时，由二力平衡可知 F1 = F2。 设液体的密度为 ρ、液片的面积为 S、连通器两侧液面的高度分别为 h1 和 h2，则 p1S = p2S，即 ρgh1S =ρgh2S，由此可得 h1 = h2。这表明当液体不流动时，连通器各部分容器中液面的高度总是相同的。 如果连通器装的不是同种液体会怎么样呢？ （4）生活中的连通器： 连通器在生产生活中的应用非常广泛。例如，锅炉外面的水位计和锅炉组成连通器，水位计能反映锅炉内水位的高低。 洗手盆下的 U形“反水弯”是一个连通器，可以阻止下水道内的气体进入室内。 你能说说水塔、自动喂水器的工作原理吗。 你还能举出一下连通器的实例吗？ 探究二、船闸 1.船闸： （1）船闸的作用： 船闸是最大的连通器，它通过向两端有闸门控制的航道内灌水和泄水来升降水位，以方便船舶通航。 （2）船闸的结构： 船闸由闸室和上、下游闸门以及上、下游阀门组成。 （3）船闸的工作原理：连通器特点。 （4）船闸的工作过程：轮船是如何从上游通过船闸驶往下游的？ A.关闭下游阀门 B，打开上游阀门 A，闸室和上游水道构成一个连通器，水从上游流向闸室。 B.闸室水面上升到和上游水面相平后，打开上游闸门 C，船驶入闸室。 C.关闭上游闸门 C 和阀门 A，打开下游阀门 B，闸室和下游水道构成一个连通器，水从闸室流向下游。 D.闸室水面下降到和下游水面相平后，打开下游闸门 D，船驶向下游。 2.三峡船闸： 我国三峡水利枢纽工程是举世瞩目的跨世纪工程，三峡大坝上、下游的水位差最大可达 113 m。巨大的落差有利于生产可观的电力，但也带来了航运方面的问题。而三峡船闸很好的解决了这个问题。 三峡船闸的主体结构段全长 1 621 m，是目前世界上最大的船闸。船只在船闸中要经过 5 个闸室使船体逐次降低（或升高）。每个闸室水位变化超过 20 m，因而三峡船闸的闸门非常高大，其首级人字闸门每扇门高近 40 m，宽近 20 m，如果平放在地面上，有两个篮球场大。三峡船闸的闸门足足有 3 m 厚，有“天下第一门”之称游。 3.郭守敬与船闸： 郭守敬：元朝著名的天文学家、数学家、水利工程专家。 1293年，郭守敬在通惠河上建立了二十四座船闸，使运粮船可逆流而上，这一创举对古代北京城的发展有重要的推动作用。 四、课堂小结： 五、当堂检测： 要求：合上课本，像考试一样独立完成。（时间：10分钟；分值：100分） 1．物理知识在生产和生活中有着广泛的应用。在图中，针尖做得尖锐是为了能产生很大的 。如图所示，拦河大坝设计成下宽上窄形状的依据是根据 规律；如图所示，牲畜自动饮水机左、右两容器中水不流动时，两边水面总是相平的，利用的是 知识。（填物理量或规律名称） 2．如图甲所示，工人师傅将一根灌有水（水中无气泡）且足够长的透明塑料软管的两端靠在墙面的不同位置并用笔标记出水面位置，这样做的目的是保证所标记的两位置在 ；如图乙所示是某栋房子供水的水路示意图，水龙头乙出水口处水的压强是 帕，若该出水口的横截面积为5厘米2，则该出口处受到的液体压力为 牛。 3．如图所示，AB两个容器中盛有水，它们之间有斜管相通，当开关K闭合时，则AB两个容器 （选填“能”或“不能”）构成连通器，若开关K打开时，两个容器中水的流动方向是 （选填“从A流向B”或“从B流向A”）。 4．灵渠作为世界上最早的有闸运河，船闸对于河流的通畅功不可没。降水的季节河道具有一定落差，低水位易导致航船爬升困难，人们开始在灵渠上修建具有船闸功能的设施——陡门，如图所示。通过陡门的开启与封闭，调节水位，保证船只不受水位落差影响而顺利通行。陡门利用了 原理，当陡门开启后上下游的水位会 。 5．我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程，如图是三峡船闸中轮船通过船闸的示意图，水对阀门A右侧的压力 （选填“大于”“等于”或“小于”）左侧的压力；此时打开上游阀门A，关闭下游阀门B，闸室和上游水道构成 。当上游水道下降到和闸室水面相平后，打开上游闸门，轮船驶向闸室。 6．如图所示，公路两侧的甲、乙两条水渠由路面下的倾斜涵洞相连，两渠水面相平。关于涵洞的水流方向，下列说法中正确的是（　　） A．由于水向低处流，所以涵洞中的水从乙流向甲 B．由于甲侧涵洞口在水下位置较深，压强较大，所以涵洞中水从甲流向乙 C．由于两渠水面相平，所以涵洞中的水不流动 D．由于甲侧涵洞口的压强等于乙侧涵洞口的压强，所以涵洞中的水不流动 7．如图是一种嵌于厨房或卫生间地面的地漏及其结构示意图。下列有关说法中错误的是（    ） A．地漏的存水杯装满水时是连通器 B．为了防止异味气体进入室内，存水杯中水面必须达到的最低高度是位置2 C．隔离板的作用是隔离垃圾进入下水管和防止下水道异味气体进入室内 D．当存水杯装满水时，地面上的水仍能流进下水道 8．下图中利用连通器原理来工作的有（　　） A．四个 B．三个 C．二个 D．一个 六、板书设计： 见课堂小结 七、课后反思： 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的有哪些？ / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 7.3 连通器（教学设计） 【学业要求】 1. 物理观念：了解什么是连通器，能在实际情况中辨认出连通器。 2. 科学思维：通过“假想液片法”和公式推理证实连通器原理，巩固压强公式的运用。 3. 科学探究： （1）通过实物或图片认识连通器，培养观察能力和概括能力。 （2）让学生经历用“假想液片”模型推导出连通器原理的过程，引导学生学习理想模型法的思路，培养抽象思维能力，并进一步体会理想模型法是学习物理学的研究方法之一。 4. 科学态度与责任： （1）通过分析日常生活、生产中应用连通器的实例，使学生体会物理与生活生产的紧密 联系，提高将物理知识主动应用于实际的意识。 （2）通过对船闸的学习，进一步体现从物理走向社会的理念，特别是对三峡船闸的学习， 培养爱国主义情感。 【重点难点】 学习重点：连通器的特点。会分辨生活中的连通器，会解释一些简单的关于连通器的问题。 学习难点：船闸的工作原理及过程。 【器材准备】 1.连通器装置等。 2.和《连通器》相关的视频、挂图、课件等。 【课时安排】 1课时（45分钟） 【教学过程】 一、新课引入： 看一看 想一想 为什么茶壶的壶嘴和壶身中的水面高度总是相同的？ 请看视频：为什么用一根水管就可以确定A、B两点在同一高度？？ 本节将学习有关的内容。 二、合作探究： 探究一、连通器 1.看一看： （1）仔细观察下面的容器，看看它们有什么共同的特征？： 观看动图视频，然后用橡皮管将玻璃管和漏斗相连，组成 U 形管。向漏斗中加适量红墨水，缓慢提升或倾斜玻璃管，观察 U 形管中水位的变化？ （2）连通器概念： 上端开口、底部互相连通的容器叫做连通器。 （3）牛刀小试： 下面这些装置是连通器吗？ 特别强调：U形管压强计不是连通器，因为它只有一个开口。 2.连通器的特点： （1）观察与实验： 请按视频完成下列实验。 （2）连通器特点： 请如果连通器里装同一种液体，液体不流动时，连通器各部分容器中液面的高度总是相同的。 （3）连通器特点的推导： 如图 所示，想象在连通器底部液体中有一个竖直方向的很薄的液片，我们用它作为研究对象。液片两侧受到的压力分别为 F1 和 F2，液片静止时，由二力平衡可知 F1 = F2。 设液体的密度为 ρ、液片的面积为 S、连通器两侧液面的高度分别为 h1 和 h2，则 p1S = p2S，即 ρgh1S =ρgh2S，由此可得 h1 = h2。这表明当液体不流动时，连通器各部分容器中液面的高度总是相同的。 如果连通器装的不是同种液体会怎么样呢？ （4）生活中的连通器： 连通器在生产生活中的应用非常广泛。例如，锅炉外面的水位计和锅炉组成连通器，水位计能反映锅炉内水位的高低。 洗手盆下的 U形“反水弯”是一个连通器，可以阻止下水道内的气体进入室内。 你能说说水塔、自动喂水器的工作原理吗。 你还能举出一下连通器的实例吗？ 探究二、船闸 1.船闸： （1）船闸的作用： 船闸是最大的连通器，它通过向两端有闸门控制的航道内灌水和泄水来升降水位，以方便船舶通航。 （2）船闸的结构： 船闸由闸室和上、下游闸门以及上、下游阀门组成。 （3）船闸的工作原理：连通器特点。 （4）船闸的工作过程：轮船是如何从上游通过船闸驶往下游的？ A.关闭下游阀门 B，打开上游阀门 A，闸室和上游水道构成一个连通器，水从上游流向闸室。 B.闸室水面上升到和上游水面相平后，打开上游闸门 C，船驶入闸室。 C.关闭上游闸门 C 和阀门 A，打开下游阀门 B，闸室和下游水道构成一个连通器，水从闸室流向下游。 D.闸室水面下降到和下游水面相平后，打开下游闸门 D，船驶向下游。 2.三峡船闸： 我国三峡水利枢纽工程是举世瞩目的跨世纪工程，三峡大坝上、下游的水位差最大可达 113 m。巨大的落差有利于生产可观的电力，但也带来了航运方面的问题。而三峡船闸很好的解决了这个问题。 三峡船闸的主体结构段全长 1 621 m，是目前世界上最大的船闸。船只在船闸中要经过 5 个闸室使船体逐次降低（或升高）。每个闸室水位变化超过 20 m，因而三峡船闸的闸门非常高大，其首级人字闸门每扇门高近 40 m，宽近 20 m，如果平放在地面上，有两个篮球场大。三峡船闸的闸门足足有 3 m 厚，有“天下第一门”之称游。 3.郭守敬与船闸： 郭守敬：元朝著名的天文学家、数学家、水利工程专家。 1293年，郭守敬在通惠河上建立了二十四座船闸，使运粮船可逆流而上，这一创举对古代北京城的发展有重要的推动作用。 四、课堂小结： 五、当堂检测： 要求：合上课本，像考试一样独立完成。（时间：10分钟；分值：100分） 1．物理知识在生产和生活中有着广泛的应用。在图中，针尖做得尖锐是为了能产生很大的 。如图所示，拦河大坝设计成下宽上窄形状的依据是根据 规律；如图所示，牲畜自动饮水机左、右两容器中水不流动时，两边水面总是相平的，利用的是 知识。（填物理量或规律名称） 【答案】 压强 液体内部压强 连通器原理 【详解】[1]由可知，针尖做的尖锐，是减小了受力面积，能产生很大的压强。 [2]由于液体的压强随深度的增加而增大，为承受更大的水压，拦河大坝要设计成下宽上窄的形状，即拦河大坝设计成下宽上窄形状的依据是液体内部压强规律。 [3]由图可知，牲畜自动饮水机左、右两容器符合上端开口，底部相连通的特点，因此利用的是连通器的原理，所以水不流动时，两边水面总是相平的。 2．如图甲所示，工人师傅将一根灌有水（水中无气泡）且足够长的透明塑料软管的两端靠在墙面的不同位置并用笔标记出水面位置，这样做的目的是保证所标记的两位置在 ；如图乙所示是某栋房子供水的水路示意图，水龙头乙出水口处水的压强是 帕，若该出水口的横截面积为5厘米2，则该出口处受到的液体压力为 牛。 【答案】 同一水平面 24.5 【详解】[1]由于塑料软管中装有水，管子两端开口，下端相连通，所以构成了连通器，由于连通器中装入同种液体自由静止时，液面是相平的，所以管子两端液面在相同高度，用笔标记出水面位置，则两位置在同一水平高度（或同一水平面）。 [2]水龙头乙的水面深度为 根据p=ρgh可得，水龙头乙出水口处水的压强是 [3]若该出水口的横截面积为5厘米2，根据，则该出口处受到的液体压力为 3．如图所示，AB两个容器中盛有水，它们之间有斜管相通，当开关K闭合时，则AB两个容器 （选填“能”或“不能”）构成连通器，若开关K打开时，两个容器中水的流动方向是 （选填“从A流向B”或“从B流向A”）。 【答案】 不能 从B流向A 【详解】[1]由图知道，当开关K闭合时，则AB两个容器底部不连通，不能构成连通器。 [2]若将阀门K打开后，AB构成连通器，B的水面高于A的水面，则水从容器B向容器A流动，最后两个容器中的水面相平。 4．灵渠作为世界上最早的有闸运河，船闸对于河流的通畅功不可没。降水的季节河道具有一定落差，低水位易导致航船爬升困难，人们开始在灵渠上修建具有船闸功能的设施——陡门，如图所示。通过陡门的开启与封闭，调节水位，保证船只不受水位落差影响而顺利通行。陡门利用了 原理，当陡门开启后上下游的水位会 。 【答案】 连通器 相平 【详解】[1][2]陡门开启时，上下游满足上端开口，底部相连，则为连通器；根据连通器的特点可知，当液体不流动时，各部分的液面是相平的，因此当陡门开启后上下游的水位会相平。 5．我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程，如图是三峡船闸中轮船通过船闸的示意图，水对阀门A右侧的压力 （选填“大于”“等于”或“小于”）左侧的压力；此时打开上游阀门A，关闭下游阀门B，闸室和上游水道构成 。当上游水道下降到和闸室水面相平后，打开上游闸门，轮船驶向闸室。 【答案】 大于 连通器 【详解】[1]闸室和上游水道构成连通器，此时右侧水深大于左水深，右侧水对阀门A的压强大于左侧水对阀门A的压强，右侧水对阀门A的压力大于左侧水对阀门A的压力。 [2]打开上游阀门A，关闭下游阀门B，闸室和上游水道上端开口，底部相连通，构成连通器。 6．如图所示，公路两侧的甲、乙两条水渠由路面下的倾斜涵洞相连，两渠水面相平。关于涵洞的水流方向，下列说法中正确的是（　　） A．由于水向低处流，所以涵洞中的水从乙流向甲 B．由于甲侧涵洞口在水下位置较深，压强较大，所以涵洞中水从甲流向乙 C．由于两渠水面相平，所以涵洞中的水不流动 D．由于甲侧涵洞口的压强等于乙侧涵洞口的压强，所以涵洞中的水不流动 【答案】C 【详解】水渠甲与乙上端开口，下部相连通，是连通器。根据连通器的特点可知，甲乙两容器的液面相平，故涵洞内的水不会流动。故ABD错误，C正确。 故选C。 7．如图是一种嵌于厨房或卫生间地面的地漏及其结构示意图。下列有关说法中错误的是（    ） A．地漏的存水杯装满水时是连通器 B．为了防止异味气体进入室内，存水杯中水面必须达到的最低高度是位置2 C．隔离板的作用是隔离垃圾进入下水管和防止下水道异味气体进入室内 D．当存水杯装满水时，地面上的水仍能流进下水道 【答案】B 【详解】A．根据地漏的结构图可知，存水杯上端开口，底部连通，属于连通器，故A正确，不符合题意； B．根据地漏的结构图可知，左右两个容器连通，上端开口，当水不再流动时，水面保持相平，所以了防止“异味”进入室内，水面能到达的最低高度是位置3的高度，故B错误，符合题意； CD．由连通器原理可知，隔离板的作用是：当存水杯装满水时，地面上的水可以流进下水管，隔离垃圾进入下水管和下水道“异味”进入室内，故CD正确，不符合题意。 故选B。 8．下图中利用连通器原理来工作的有（　　） A．四个 B．三个 C．二个 D．一个 【答案】D 【详解】压强计、船闸、活塞式抽水机、拦河大坝这些物体中只有船闸是利用连通器原理来工作的，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 六、板书设计： 见课堂小结 七、课后反思： 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的有哪些？ / 学科网（北京）股份有限公司 $$