9.2 液体的压强 教学设计-2024-2025学年物理八年级下册教科版

《液体的压强》教学设计 一、教学目标 【物理观念】理解液体压强，了解连通器的特点。能根据液体压强及连通 器特点解释生活中的现象、解决简单的问题。 【科学思维】能根据记录的液体压强数据通过归纳推理获得液体压强与哪 些因素有关的探究结论，能在探究液体内部压强大小的实验中运用理论推导的 方式得到液体压强大小的计算方法。有判断记录的液体压强数据是否合理、有 效的意识，能对实验进行反思，提出改进建议。 【科学探究】在探究液体压强与哪些因素有关的实验中有提出问题的意 识，能根据探究液体压强与哪些因素有关的实验目的制订实验方案。能对收集 的液体压强数据进行整理，归纳总结，形成结论并作出解释。 【科学态度与责任】在探究液体内部的压强与哪些因素有关的实验过程中 具有严谨认真、实事求是的科学态度，具有节约资源、保护环境的责任感及自 觉行为。了解奋斗者号载人潜水器、三峡大坝等有关液体压强和连通器的科技 成就，为中华民族的科技成就感到自豪，逐步养成实现中华民族伟大复兴的责 任感与使命感。 二、教学重难点 （一）教学重点 1. 运用实验探究液体压强的特点； 2. 液体压强公式的推导和理解。 （二） 教学难点 1. 理解液体压强公式与影响液体压强的因素； 2. 应用液体压强特点和液体压强公式解决实际问题。 （第 1 课时） 一、教学背景分析 本课时由液体压强的特点、液体压强的大小两部分构成。教材通过实验探究 液体压强的特点，帮助学生理解液体压强与液体深度和密度的关系，并通过建立 物理模型，借助压强的定义、公式、力的平衡等推导出液体压强跟液体深度和液 体密度的定量关系，这种从定性到定量的认识过程是物理研究的重要方法。本课 时知识综合性强，融合了密度、力、 力的平衡和压强等多个知识点，对学生的学 习能力有一定的要求，同时这些知识的综合运用将为后面浮力的学习奠定基础。 通过上一节的学习，学生对压强的概念有了一定的理解，初步了解了液体由 于重力和流动性而在内部存在压强。在学生的生活经验中， 对液体压强的认识存 在不同的体验，对从定性到定量规律的推导学习存在一定的困难。 二、教学设计思路 本课时教学以教材中提出的奋斗者号载人潜水器为主线，先以教材中提出的 奋斗者号载人潜水器为什么要用特制的“铠甲”为题，激发学生的探究热情，顺 势进入新课的学习。 接着，利用一次性手套设计实验，让学生感受液体压强的存在，并以实验现 象为依据，猜想液体压强大小的影响因素。利用控制变量法设计实验，进行实验， 获取数据后分析论证，得出液体压强的特点后定性解释前面的问题。 最后，通过间接测量的方法，并结合理论推导，得出液体压强的计算公式。 通过计算奋斗者号在海底所受海水的压强，定量解释奋斗者号载人潜水器为什么 要用特制的“铠甲”，完成本课时教学目标。 三、教学过程 （一）新课引入 展示中国载人潜水器奋斗者号。2020 年 11 月 10 日，奋斗者号在马里亚纳 海沟成功坐底，下潜深度达 10 909m。由此提出问题： 奋斗者号的载人舱由我国 自主研发的高强度钛合金材料加工而成，潜水器为什么要用这种特制的“铠甲” 呢？ 要揭开这层神秘的面纱，我们就来学习液体的压强。 设计意图： 通过我国现代化建设新成就——奋斗者号载人潜水器引入新 课， 涵养学生的爱国情怀，提升学生的民族自豪感和实现中华民族伟大复兴的 使命感。 （二） 新课教学 问题一：液体压强的特点 活动 1 ：用手感受压强，讨论分析潜水器为什么要用特制的“铠甲”。 让学生戴上塑料手套，将手放入水中，说说有什么感受。这个实验说明了什 么问题？ 教师：在上一节的学习中我们知道液体内部也有压强，刚才的实验让同学们 真切感受到液体内部压强的存在。我们知道，任何物体承受压强都有一定的限度， 超过这个限度，物体就会被压坏。奋斗者号潜水器用特制的“铠甲”，就是为了 提升抵御液体压强的能力而防止被压坏。那么，液体压强有什么特点呢？ 设计意图：通过学生的现场感受，认识液体压强的存在，提升学生的兴趣， 感受物理就在生活之中。 活动 2 ：实验探究液体内部的压强与哪些因素有关。 引导学生分析实验方案，采用控制变量法进行实验探究。由教师介绍并演示 微小压强计来感受液体压强的大小，主要介绍名称、作用、使用方法，并演示 U 形管中液面高度差的读数方法，强调这种表现液体压强大小的方法也是一种重要 的科学研究方法——转换法。 探究一：液体内部压强的大小可能与方向有关。 记录表格 1： 实验次 液体种类 探头深 橡皮膜方向 U 形管液面高 数 度 h/cm 度差 ΔL/mm 1 2 3 探究二：液体内部压强的大小可能与液体深度有关。 记录表格 2： 实验次数 液体种类 探头深度 h/cm U 形管液面高度差 ΔL/mm 1 2 3 探究三：液体内部压强的大小可能与液体密度有关。 记录表格 3： 实验次数 探头深度h/cm 液体种类 U 形管液面高度差 ΔL/cm 1 2 3 分析论证：完成实验后，引导学生分析表格数据得出结论。 总结：液体内部向各个方向都有压强，同种液体在同一深度，向各个方向的 压强大小相等，深度越深，压强越大。液体内部的压强大小还跟液体的密度有关， 在同一深度，液体的密度越大，压强越大。 设计意图：使学生通过实验探究出液体压强的规律，体验从实践到理论的形 成过程，感悟实验探究的科学方法。 活动 3 ：引导学生利用实验结论归纳奋斗者号潜水器使用特制“铠甲”的理 由。 设计意图：利用实验结论解释本课开始时的问题，落实从物理走向社会的课 程理念。 问题二：液体压强的大小 液体的压强跟液体的密度、深度有关， 那么液体内部某处压强的大小如何确 定呢？ 活动 4 ：构建模型，确定定量分析液体压强大小的方法。 引导学生分析怎样利用这个模型定量研究液体压强的大小，并渗透间接测量 的方法。可结合以下问题进行： （1）明确研究对象——橡皮膜； （2）向玻璃管中注水（或其他液体），当橡皮膜恢复水平时说明什么？ （3）橡皮膜受到向上的压力与玻璃管中水柱（或其他液体）的重力有什么 关系？ （4）要知道橡皮膜处压强的大小，向玻璃管中加液体好还是加固体好？ 设计意图：通过分析，使学生明确间接测量的设计思路，同时也对前面所学 力学知识进行回顾运用，为下一步推导液体压强公式做好准备。 活动 5 ：演示实验——测量液体内部的压强有多大。 如图所示，在往玻璃管中注水的过程中，观察橡皮膜的变化。当橡皮膜没有 凹凸时，观察玻璃管内水的高度，并记录现象。 根据水柱的重力与质量、密度、体积的关系， 以及水柱的体积与底面积、深 度的关系，推导出液体压强的计算公式p =ρgh（此处可由教师边分析边板演，也 可引导学生同时进行）。 教师强调公式中深度的含义，并强调该公式也适用于形状不规则容器所盛液 体产生的压强。 设计意图： 通过实验现象加深学生的印象。 活动 6：课堂练习。 奋斗者号下潜深度为 10 909m 时，它的上表面受到的海水产生的压强是多 大？（海水密度近似为 1×103kg/m3） 计算完成后，提出新的问题：你知道这相当于多大的力踩在你的脚背上吗？ 设计意图：利用奋斗者号贯穿本课时，前后呼应，完成情景引入—定性分析 —定量计算的一系列活动，逐步加深学生对液体压强的理解。 活动 7：讨论分析，如果玻璃管中注入的是盐水或酒精，要使橡皮膜没有凹 凸，玻璃管中液柱的高度会有什么变化？ 引导学生利用刚推导出的液体压强计算公式进行分析，并用酒精进行演示 （因酒精液面会高于烧杯中水的液面，现象较为明显）。 设计意图：通过讨论分析，加深学生对推导过程的理解；通过液体酒精演示， 加深学生的印象，以免出现“用什么液体都是液面相平”的错误意识。 活动 8 ：讨论分析教科书中“两条鱼的争论”场景。 设计意图： 通过分析两条鱼的“争论”，理解压强公式中深度 h 的意义。 （三）课堂小结 1. 液体内部向各个方向都有压强，同种液体在同一深度，向各个方向的压强 大小相等，深度越深，压强越大。液体内部的压强大小还跟液体的密度有关， 在 同一深度，液体的密度越大，压强越大。 2. 液体内深度为 h 处的压强计算公式：p =ρgh。 （第 2 课时） 一、教学背景分析 本课时主要学习连通器的原理和应用。连通器在生活中的应用比较普遍， 但 让学生找出实例并非容易。教科书通过先给出定义， 并通过观察认识连通器的结 构特点，再结合液体压强和力的平衡知识分析连通器各容器中液面的特点，最后 展示了生活中常见的连通器。连通器的内容与液体压强合并为一节，增强了知识 的连贯性，落实了“从生活走向物理，从物理走向社会”以及“知行合一，学以 致用” 的课程理念。 八年级学生正处于成长阶段，对实验操作有一定的兴趣和好奇心，但科学探 究能力还有待提高。学生在此之前已经学习了压强及液体压强的特点，为理解和 学习连通器的相关知识奠定了基础。此外，学生在科学态度和责任感方面也需要 进一步培养，以形成严谨的科学思维和正确的科学价值观。 二、教学设计思路 本课时将通过实验探究的方式引导学生学习连通器的原理，并通过讨论和应 用加深对连通器原理的理解。教学过程中， 将注重培养学生的科学思维和科学探 究能力，同时强调科学态度与责任的培养。 三、教学过程 （一）新课引入 课件展示老式锅炉图片。提出问题： 大型锅炉是用钢铁制成的，不透明，在 向锅炉里注水时，怎么才能知道水位到达了指定的位置呢？ 原来，在锅炉的外面有一根透明的玻璃管，底部与锅炉相通，通过玻璃管中 的水位就能知道锅炉里的水面位置了。这一课时我们就一起来学习它的工作原理。 设计意图： 从实际应用出发激发学生兴趣，为引入连通器打下基础。 （二） 新课教学 问题一：连通器 活动 1 ：连通器的定义。 课件展示不同的连通器，并向学生介绍实物。通过观察共同点， 引出连通器 的定义：上端开口、下部相连通的容器。 设计意图：先通过实物展示，总结共同特点，再介绍连通器的定义，降低学 习难度。 活动 2 ：观察连通器中液面的特点。 教师做演示实验，学生观察实验现象。 （1）把两个注射器筒用胶管连接，拔去活塞，便做成一个连通器。在连通 器中加入带颜色的水（有颜色便于观察），观察两个注射器筒里水面的高度。 （2）保持一个筒不动，使另一个筒升高、下降或倾斜，待液面静止时观察 两筒中水面的高度。 （3）换用盐水或酒精，重复上面的步骤。 （4）换用其他连通器，加入带颜色的水，分别竖直、倾斜放置，待液面静 止时观察水面的高度。 通过观察，与学生一起总结结论：连通器里的同一种均匀液体不流动时，各 开口处的液面高度总是相同的。 设计意图：通过教师的演示实验，培养学生的观察能力和分析能力，加深对 连通器中液面特点的理解，也可以把此活动设计为学生分组实验，培养学生的科 学探究能力。 活动 3 ：连通器特点的原理分析。 结合图片，引导学生分析连通器的原理。 设想连通器底部有一个小液片 AB，要使 AB 不动，AB 左右两侧受到的压强 大小必须相等。只有两边液柱高度相等（同种均匀液体），它们对液片 AB 的压强 才相等。请同学们在课后应用公式p =ρgh 来证明h 左 ＝h 右。 设计意图： 通过原理分析，加深对连通器特点的理解，培养科学思维。 问题二：连通器的应用 活动 4 ：利用连通器的特点，分析锅炉水位计的原理。 教师自制简易锅炉水位计，演示并分析其原理。 设计意图： 与“新课引入”呼应，学以致用。 活动 5 ：连通器在生产生活中的应用。 通过课件列举连通器的应用实例，说明连通器在生产生活中有广泛的应用， 并引导学生利用连通器的特点进行分析。 请同学们课后多观察，了解一下生产生活中还有哪些地方、哪些部件上应用 了连通器。 设计意图：将理论知识与实际应用相结合，提高学生的应用能力和创新思维。 活动 6：讨论分析微小压强计在使用过程中是否属于连通器。 设计意图：通过对比，使学生加深对连通器定义的理解，能在生产生活中正 确辨识连通器。 （三）课堂小结 1. 上端开口、下部相连通的容器叫作连通器。 2. 连通器里的同一种均匀液体不流动时，各开口处的液面高度总是相同的。 3. 连通器在日常生活中应用广泛，如茶壶、锅炉水位计、水封、自动喂水器 等。 学科网（北京）股份有限公司 $$