第九章 压强(大单元教学设计）物理人教版2024八年级下册

第九章 《压强》整体教学大单元设计 【课程标准】 2.2.7 通过实验，理解压强。知道增大和减小压强的方法，并了解其在生产生活中的应用。 2.2.8 探究并了解液体压强与哪些因素有关。知道大气压强及其与人类生活的关系。了解流体压强与流速的关系及其在生产生活中的应用。 4.2.3 探究液体压强与哪些因素有关。 一、单元主题 探索压强的奥秘——从生活现象到物理原理 二、单元教材概述 压强是初中物理力学部分的重要内容，是在学生学习了力、二力平衡等知识的基础上展开的，它不仅是对力的作用效果的进一步研究，也为后续学习浮力等知识奠定基础 ，在初中物理知识架构中起着承上启下的关键作用。 1. 内容 本单元包含《压强》、《液体的压强》、《大气压强》、《流体压强》、《跨学科实践：制作简易的活塞式抽水机》与《流体压强与流速的关系》五节内容。从固体压强的概念引入，到探究液体和大气压强的特点及应用，再到研究流体压强与流速的关系，逐步深入地构建压强知识体系。 2. 编排特点 注重理论联系实际，以大量生活实例为切入点，如书包带的宽窄、骆驼的脚掌、潜水艇的浮沉等，激发学生兴趣，帮助学生理解抽象概念；强调实验探究，通过探究压力的作用效果、液体压强的特点等实验，培养学生科学探究能力；知识逻辑连贯，从简单到复杂，符合学生认知发展规律。 三、学情分析 1. 已有基础 学生已掌握力的基本概念、力的作用效果、二力平衡等知识，具备一定的力学知识基础和实验操作技能 ，也了解了控制变量法、转换法等科学研究方法，这为本单元学习提供了知识和方法支撑。 2. 认知特点 八年级学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的关键时期，对直观、有趣的实验充满好奇，有较强的观察能力，但在抽象概念的理解和逻辑推理方面仍需加强 ，如对压强概念中压力与受力面积的比值关系、液体压强公式的推导等理解有一定难度。 3. 学习难点预测 容易混淆压力与重力的概念，对压力的方向和作用点理解不清晰；理解压强的概念及压强公式中各物理量的含义存在困难，在压强计算时容易出现错误；在探究液体压强、大气压强和流体压强的特点时，设计实验、分析数据和得出结论的能力有待提高 ，对一些生活中复杂的压强现象难以用所学知识进行解释。 四、单元学习目标 1. 知识与技能 （1）理解压力的概念，能准确判断力的方向和作用点，知道压力与重力的区别与联系。 （2）掌握压强的定义、公式和单位，能运用压强公式进行简单计算，解释生活中增大和减小压强的现象。 （3）了解液体压强的特点，掌握液体压强的计算公式，能计算液体内部某点的压强，认识连通器原理及其应用。 （4）知道大气压强的存在，了解测量大气压强的方法，知道大气压强随高度的变化规律，了解生活中利用大气压强的实例。 （5）知道抽水机的工作原理，掌握简单的制作活塞式抽水机的方法。 （6）理解流体压强与流速的关系，能解释飞机升力产生的原因和生活中一些与流体压强有关的现象。 2. 过程与方法 （1）通过探究压力的作用效果与哪些因素有关、液体压强的特点等实验，学习运用控制变量法和转换法进行科学探究，培养提出问题、作出假设、设计实验、进行实验、分析论证等能力。 （2）运用比值定义法建立压强的概念，类比固体压强学习液体压强和大气压强，培养学生的逻辑思维和类比推理能力 。 （3）通过对生活中压强现象的分析和解释，提高学生运用物理知识解决实际问题的能力，培养学生观察、分析和归纳总结的能力。 3. 情感态度与价值观 （1）通过实验探究和生活实例分析，激发学生对物理的学习兴趣，培养学生关注生活、热爱科学的情感 ，让学生体会物理知识在生活中的广泛应用。 （2）在小组合作实验中，培养学生团队协作精神和沟通交流能力，学会倾听他人意见，共同解决问题 ，提高学生的合作意识和责任感。 （3）了解我国古代和现代在压强应用方面的科技成就，如古代的船闸、现代的高铁列车等，增强学生的民族自豪感和实现中华民族伟大复兴的责任感与使命感 。 五、单元教学重难点 1. 教学重点 （1）压力和压强的概念，压强公式的理解和应用，增大和减小压强的方法。 （2）液体压强的特点和计算公式，连通器原理及其应用。 （3）大气压强的存在、测量方法和变化规律，生活中利用大气压强的实例。 （4）活塞式抽水机的工作原理和利用身边的现有材料制作抽水机。 （5）流体压强与流速的关系，飞机升力产生的原因，生活中与流体压强有关现象的解释。 2. 教学难点 （1）理解压强是表示压力作用效果的物理量，压强公式中各物理量的物理意义，压强计算中受力面积的确定 ，区分压力与重力的概念。 （2）理解液体压强的产生原因，液体压强公式的推导过程，运用液体压强知识解决实际问题 ，如液体对容器底部和侧壁压力的计算。 （3）理解大气压强的存在及产生原因，托里拆利实验的原理和过程，大气压强随高度变化的原因 ，以及大气压强在实际生活中的应用原理。 （4）理解抽水机的工作原理以及生活中的实际应用。 （5）理解流体压强与流速关系的本质，运用该关系解释飞机升力、汽车尾翼等复杂现象 ，培养学生的空间想象能力和逻辑思维能力。 六、单元教学方法 1. 讲授法：讲解压力、压强、液体压强、大气压强、流体压强等重要概念和原理，系统传授知识，帮助学生构建知识框架 ，如在讲解压强概念时，详细阐述压强是压力与受力面积的比值，以及其物理意义。 2. 实验探究法：组织学生进行“探究压力的作用效果与哪些因素有关”“探究液体压强的特点”“探究流体压强与流速的关系”等实验，让学生亲身体验和探究，培养科学探究能力和实践操作能力 。在探究压力作用效果实验中，引导学生自主设计实验步骤，观察海绵凹陷程度，分析压力和受力面积对其的影响。 3. 讨论法：针对压力与重力的区别、液体压强的特点、大气压强的应用、流体压强与流速关系的现象等问题组织学生讨论 ，激发学生思维，促进学生之间的交流与合作。如讨论生活中哪些地方利用了大气压强，学生通过交流分享，加深对知识的理解。 4. 多媒体辅助教学法：运用图片、动画、视频等多媒体资源，展示压强现象、实验过程和物理原理，将抽象知识形象化、直观化 。播放飞机起飞的动画，展示机翼上下表面空气流速不同导致压强差，从而产生升力的过程，帮助学生理解流体压强与流速的关系。 5. 类比法：在教学过程中，将压强与速度、密度等用比值定义的物理量进行类比，帮助学生理解压强概念；将液体压强与固体压强进行类比，加深学生对液体压强特点的理解 。如类比速度是路程与时间的比值，说明压强是压力与受力面积的比值。 七、教学资源准备 1. 实验器材：压力小桌、砝码、海绵、压强计、U形管、液体（水、盐水等）、玻璃管、水槽、吸盘、注射器、吸管、乒乓球、吹风机、机翼模型、连通器模型等 。 2. 多媒体课件：包含压强相关的图片、动画、实验视频、知识讲解PPT等，如展示托里拆利实验的动画演示，直观呈现实验过程和原理。 3. 网络资源：推荐物理科普网站、在线课程平台，如“中国科普网”“学而思在线”等，供学生课后拓展学习 ，获取更多压强相关的知识和实验视频。 八、教学过程 第1节 压强（1课时） 1. 课程导入（5分钟） 展示生活中一些与压强有关的图片，如滑雪板、图钉、骆驼的脚掌等，提问学生：为什么滑雪板要做得又宽又大？图钉的钉尖为什么做得很尖？骆驼的脚掌又大又厚有什么好处？引发学生思考，从而引出本节课主题——压强。 2. 新课教学（30分钟） （1）压力：通过分析物体放在水平桌面、斜面上以及手按墙壁等实例，讲解压力的概念：垂直作用在物体表面上的力叫做压力 。强调压力的方向垂直于接触面，作用点在被压物体表面，并通过示意图帮助学生理解。引导学生讨论压力与重力的区别，通过实例分析得出只有当物体放在水平面上，且只受重力和支持力时，压力大小才等于重力大小 。 （2）探究压力的作用效果：提出问题：压力的作用效果与哪些因素有关？引导学生进行猜想，如压力大小、受力面积等。组织学生进行实验探究，采用控制变量法 ，用小桌、砝码和海绵进行实验。首先控制受力面积不变，改变压力大小，观察海绵的凹陷程度；然后控制压力大小不变，改变受力面积，再次观察海绵的凹陷程度 。引导学生分析实验现象，得出结论：压力的作用效果与压力大小和受力面积有关，当受力面积相同时，压力越大，压力作用效果越明显；当压力相同时，受力面积越小，压力作用效果越明显 。 （3）压强：在分析压力作用效果实验的基础上，讲解压强的概念：物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强 。给出压强的公式，其中p表示压强，F表示压力，S表示受力面积 。介绍压强的单位是帕斯卡，简称帕，符号是Pa，并通过生活实例让学生感受1Pa的大小，如一张报纸平铺在水平桌面上对桌面的压强约为1Pa 。通过例题计算，让学生学会运用压强公式进行简单计算，强调计算时单位要统一。 （4）增大和减小压强的方法：引导学生根据压强公式，讨论增大和减小压强的方法。增大压强的方法有增大压力或减小受力面积，减小压强的方法有减小压力或增大受力面积 。让学生举例说明生活中增大和减小压强的实例，如刀刃磨得很锋利是通过减小受力面积增大压强，坦克安装履带是通过增大受力面积减小压强等 。 3. 课堂小结（5分钟） 与学生一起回顾本节课重点内容，压力的概念、压力与重力的区别、影响压力作用效果的因素、压强的概念、公式和单位，以及增大和减小压强的方法 ，强调压强是表示压力作用效果的物理量。 4. 课堂练习（5分钟） 展示一些与压强相关的练习题，如判断压力的方向、计算压强大小、分析增大和减小压强的实例等，让学生巩固所学知识。 第2节 液体的压强（2课时） 第1课时 液体压强（一） 1. 复习导入（5分钟） 回顾压强的概念和公式，提问学生：固体对支持面有压强，那么液体对容器底部和侧壁是否也有压强呢？引出本节课内容——液体的压强。 2. 新课教学（30分钟） （1）液体压强的存在：通过实验演示，如将水倒入底部和侧壁有橡皮膜的容器中，观察橡皮膜的凸出情况，让学生直观感受液体对容器底部和侧壁都有压强 。引导学生分析液体压强产生的原因，由于液体受到重力作用且具有流动性，所以液体对容器底部和侧壁都有压强 。 （2）探究液体压强的特点：提出问题：液体内部压强有什么特点呢？引导学生进行猜想，如液体压强可能与深度、液体密度、方向等因素有关 。组织学生用压强计进行实验探究，采用控制变量法 。首先探究液体压强与深度的关系，将压强计的探头放入水中不同深度，观察U形管两侧液面高度差的变化；然后探究液体压强与方向的关系，保持探头在同一深度，改变探头的方向，观察U形管两侧液面高度差；最后探究液体压强与液体密度的关系，将探头分别放入水和盐水中同一深度，观察U形管两侧液面高度差 。引导学生分析实验数据，得出结论：液体内部向各个方向都有压强；在同一深度，液体向各个方向的压强相等；液体压强随深度的增加而增大；在深度相同时，液体的密度越大，压强越大 。 3. 课堂小结（5分钟）：总结液体压强的存在、产生原因和特点，强调液体压强与深度、液体密度和方向的关系 ，让学生理解液体压强的规律。 4. 课堂练习（5分钟）：布置一些关于液体压强特点的练习题，如判断液体压强大小的变化、分析液体压强与深度和密度的关系等，巩固所学知识。 第2课时 液体压强（二） 1. 复习导入（5分钟） 回顾上节课液体压强的特点，提问学生：如何计算液体内部某点的压强大小呢？引出本节课内容——液体压强的大小。 2. 新课教学（30分钟） （1）液体压强公式的推导：引导学生运用前面所学的压强、压力、重力等知识，推导液体压强公式。在液体中取一个深度为h、横截面积为S的液柱，分析液柱的受力情况，根据压强公式，液柱对其底面的压力，则液体压强。讲解公式中各物理量的含义和单位，强调是液体的密度，h是液体的深度，即从液体自由表面到研究点的竖直距离 。 (2)液体压强公式的应用：通过例题计算，让学生学会运用液体压强公式计算液体内部某点的压强，如计算潜水员在水下一定深度受到的压强、水坝底部受到水的压强等 。引导学生分析解题思路，注意单位的换算和深度的确定 。讲解连通器的概念和原理，通过实验演示连通器中装有同种液体且液体不流动时，各容器中的液面总保持相平 。介绍生活中常见的连通器实例，如茶壶、船闸、锅炉水位计等 ，让学生分析其工作原理。 3. 课堂小结（5分钟） 总结液体压强公式的推导过程、公式内容和应用，以及连通器的原理和应用，强调在运用液体压强公式时要注意各物理量的取值 。 4. 课堂练习（5分钟） 布置一些关于液体压强计算和连通器原理应用的练习题，如计算液体对容器底部的压力和压强、分析连通器在不同情况下的液面变化等，巩固所学知识。 第3节 大气压强（2课时） 1. 实验导入（5分钟） 演示覆杯实验，将装满水的杯子用硬纸片盖住，倒置后硬纸片不掉落，水也不流出；演示马德堡半球实验视频，展示两个半球紧密合拢后，很难将它们拉开 。提问学生：为什么会出现这些现象？引发学生思考，从而引出本节课主题——大气压强。 2. 新课教学（30分钟） （1）大气压强的存在：通过对覆杯实验和马德堡半球实验的分析，讲解大气压强的概念：大气对浸在它里面的物体产生的压强叫做大气压强，简称大气压或气压 。引导学生举例说明生活中大气压强存在的现象，如用吸管吸饮料、吸盘挂钩能吸在墙上等 。分析这些现象中大气压强的作用，让学生进一步理解大气压强的存在。 （2）大气压强的测量：介绍历史上测量大气压强的方法，重点讲解托里拆利实验 。展示托里拆利实验装置图，讲解实验过程：将一根长约1m的玻璃管灌满水银后，用手指堵住管口，倒插在水银槽中，松开手指后，管内水银面下降，最终管内外水银面存在高度差 。分析实验原理，管内水银柱产生的压强等于大气压强，根据，可以计算出大气压强的大小 。讲解标准大气压的值，1标准大气压 ，相当于760mm高水银柱产生的压强 。介绍日常生活中测量大气压强的工具——气压计，如空盒气压计和水银气压计，讲解其工作原理和使用方法 。 （3）大气压强的变化：通过实验演示或展示相关数据，讲解大气压强随高度的增加而减小 。引导学生分析原因，高度越高，大气越稀薄，大气密度越小，所以大气压强越小 。介绍在海拔3000m以内，大约每升高10m，大气压强减小100Pa 。讲解大气压强还与天气、季节等因素有关，一般来说，晴天的大气压比阴天高，冬天的大气压比夏天高 。 （4）大气压强的应用：引导学生讨论生活中利用大气压强的实例，如活塞式抽水机、离心式水泵、注射器吸取药液等 。分析这些实例中大气压强的工作原理，以活塞式抽水机为例，讲解其工作过程：提起活塞时，活塞下方的空气被排出，压强减小，小于外界大气压，在大气压的。 3. 课堂小结（5分钟） 回顾大气压强的存在、产生原因和测量方法，强调托里拆利实验的原理和标准大气压的值 ，让学生理解大气压强的测量原理。 4. 课堂练习（5分钟） 布置一些关于大气压强存在和测量的练习题，如解释生活中大气压强现象、计算大气压强产生的压力等，巩固所学知识。 第4节 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机（1课时） 1. 复习导入（5分钟） 回顾大气压强的概念及其在生活中的应用，特别是活塞式抽水机的工作原理，提问学生：你们想不想自己动手制作一个简易的活塞式抽水机呢？激发学生的动手欲望和探索兴趣，从而引出本节课的实践活动——制作简易活塞式抽水机。 2 新课教学（35分钟） （1）介绍制作材料：向学生展示制作简易活塞式抽水机所需的材料，如塑料瓶、吸管、橡皮泥、胶带等，并解释每种材料的作用。 （2）演示制作过程：教师先演示一遍制作过程，边演示边讲解每个步骤的要点和注意事项。首先将塑料瓶底部切掉，然后在瓶盖上钻一个小孔，将吸管插入小孔中并用橡皮泥固定，确保吸管与瓶盖之间密封良好。接着将塑料瓶倒立，用胶带将瓶身固定在支架上，使吸管能够垂直向下插入水中。最后，通过上下拉动吸管，模拟活塞的往复运动，观察水的抽取情况。（3）学生动手制作：学生按照教师的演示步骤，自己动手制作简易活塞式抽水机。教师在学生制作过程中巡回指导，及时解答学生的疑问和帮助解决制作中遇到的问题。 （4）实验探究与讨论：学生制作完成后，进行实验探究。通过上下拉动吸管，观察水的抽取情况，并记录实验现象。然后组织学生讨论实验现象产生的原因，引导学生理解活塞式抽水机的工作原理和大气压强在其中的作用。 3. 课堂小结（5分钟） 总结本节课的实践活动，强调活塞式抽水机的制作过程和大气压强在其中的关键作用，让学生进一步理解大气压强的应用。同时，鼓励学生将所学知识运用到实际生活中，动手制作更多有趣的物理实验装置，培养他们的实践能力和创新精神。 4. 课堂练习（5分钟） 提供一些与活塞式抽水机制作和大气压强应用相关的思考题，如分析活塞式抽水机抽水过程中压强的变化、探讨其他利用大气压强的实验装置等，让学生进一步巩固所学知识，并激发他们的创新思维。 第5节 流体压强与流速的关系（1课时） 1. 实验导入（5分钟） 通过实验演示，如向两张平行放置的纸张中间吹气，观察纸张的运动情况，让学生直观感受流体压强与流速的关系。引导学生分析实验现象产生的原因，当向两张纸张中间吹气时，中间空气流速增大，压强减小，小于纸张外侧的压强，所以纸张会向中间靠拢。由此引出本节课的主题——流体压强与流速的关系。 2. 新课教学（30分钟） （1）流体压强和流速的关系：通过生活中的实例进一步阐释流体压强与流速的关系，如足球比赛中的香蕉球、飞机起飞和航行等，让学生理解这些现象背后隐藏的流体动力学原理。组织学生分组讨论，分享他们所能想到的生活中与流体压强和流速相关的实例，并尝试解释其中的原理，以此加深他们对这一概念的理解。 （2）飞机的升力：介绍飞机飞行时获得升力的原理，正是由于机翼上表面弯曲，下表面平直，导致机翼上方空气流速大，压强小，机翼下方空气流速小，压强大，从而产生向上的升力。通过动画或模型演示飞机飞行时机翼上下表面的空气流速和压强分布，帮助学生直观理解飞机升力的产生。 （3）生活中的实例：引导学生思考并举例说明生活中利用流体压强与流速关系的实例，如足球比赛中的“香蕉球”、火车进站时的安全线设置等。分析这些实例中流体压强与流速的关系，以及它们在实际应用中的作用。 3. 课堂小结（5分钟） 总结本节课所学内容，强调流体压强与流速的关系，以及这一关系在生活和科技中的应用，如飞机的升力、足球的香蕉球等。鼓励学生将所学知识与生活实际相结合，发现和解释更多与流体压强和流速相关的现象。 4. 课堂练习（5分钟） 提供一些与流体压强和流速关系相关的练习题，如分析飞机飞行时机翼上下表面的压强变化、解释足球比赛中香蕉球的形成原因等，让学生进一步巩固所学知识，并培养他们的应用能力和问题解决能力。 单元复习与总结 1. 知识梳理（15分钟） 对本章所学内容进行系统梳理，包括压强的概念、液体压强的特点、液体压强公式的推导和应用、大气压强的存在、测量和应用，以及流体压强与流速的关系等知识点。通过构建知识框架，帮助学生形成清晰的知识体系，加深对所学内容的理解和记忆。 2. 重点难点突破（15分钟） 针对本章的重点和难点进行深入讲解，如液体压强公式的灵活应用、大气压强测量实验的原理及误差分析、流体压强与流速关系在实际问题中的分析等。通过例题解析和错题讲解，帮助学生突破学习障碍，提高解题能力和应试技巧。 3. 典型例题讲解（10分钟） 选取一些具有代表性的例题进行详细讲解，如叠加物体压强的计算、利用液体压强公式计算不同深度和密度下的压强大小、分析托里拆利实验中误差产生的原因、解释飞机飞行时机翼上下表面压强差异导致的升力等。在讲解过程中，注重解题思路和方法的引导，让学生理解题目的本质和解题的关键，同时强调解题的规范性和准确性。通过典型例题的讲解，帮助学生巩固所学知识，提高解题能力和应试技巧。 4. 课堂总结（5分钟） 回顾本章所学的主要内容，包括压强的基本概念、液体压强的特点及其公式的推导和应用、大气压强的存在、测量方法和实际应用，以及流体压强与流速的关系等。强调这些知识点在日常生活和科技领域中的重要性，鼓励学生将所学知识与生活实际相结合，发现和解释更多与压强相关的现象。同时，提醒学生在今后的学习中继续深化对压强相关知识的理解和掌握，为后续的物理学习打下坚实的基础。 单元测试与讲评 1. 单元测试（40分钟） 发放精心设计的单元测试卷，测试卷内容涵盖本单元的所有知识点，包括选择题、填空题、实验题、计算题等题型，全面考查学生对知识的掌握程度和应用能力。考试过程中，教师巡视考场，维持考试秩序。 2. 试卷讲评（40分钟） 批改试卷后，对学生的答题情况进行统计和分析，找出学生的共性问题和个性问题。在课堂上，针对学生错误较多的题目进行详细讲解，分析错误原因，强调解题思路和方法。对于学生掌握较好的题目，进行简单回顾，巩固知识。同时，引导学生总结考试经验教训，培养学生良好的考试习惯和学习态度。 九、作业设计 1. 书面作业 根据每节课的教学内容，布置适量的书面作业，包括课后习题、配套练习册中的相关题目等，题型有选择题、填空题、简答题、计算题等，帮助学生巩固课堂所学知识，加深对概念和规律的理解。作业难度分为基础题、提高题和拓展题三个层次，满足不同层次学生的需求。 2. 实验作业 布置一些实验作业，让学生在课后自己动手完成，培养学生的实践能力和科学探究精神。如让学生自制一个活塞式抽水机，并试验其抽水的效果。要求学生记录实验过程和结果，撰写简单的实验报告，在下节课上进行交流和分享。 3. 实践调查作业 安排一些与生活实际相关的实践调查作业，让学生了解物理知识在生活中的应用。如调查生活中常见的抽水机，并分析其原理；了解压强在生活中的应用，例如：菜刀，斧头、书包带等的应用。学生可以通过观察、访问、查阅资料等方式完成调查，然后以小组为单位进行汇报和交流。 十、教学评价 1. 课堂表现评价 观察学生在课堂上的参与度、发言情况、实验操作表现、小组合作能力等，及时给予鼓励和指导，对积极参与课堂活动、表现优秀的学生进行表扬，对存在问题的学生进行个别辅导。 2. 作业评价 认真批改学生的作业，对作业完成情况进行评价，包括作业的正确性、规范性、创新性等方面。对于作业完成较好的学生，给予肯定和表扬，并展示优秀作业供其他学生学习；对于作业中存在的问题，及时反馈给学生，要求学生认真订正，并进行个别辅导。 3. 测验评价 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $$