第3节 压力与压强（表格式教学设计）物理新教材沪科版（五四学制）八年级下册

第3节 压力和压强（教学设计） 年级 八年级下册 授课时间： 授课教师： 课题 第3节 压力和压强 教学 目标 1. 通过对生活中与压强有关现象的观察和分析，感知压强的存在。通过研究影响压力作用效果的因素，探究并建立压强的概念。通过压强的计算、对增大和减小压强方法的讨论，理解和应用压强的知识，逐步形成压强的概念。 2. 通过抽象概括的过程，建立压强的概念，提高思维能力。 3. 通过研究影响压力作用效果的因素，运用控制变量的方法，基于问题提出、证据收集、解释现象和交流讨论的过程，发展科学探究能力。 4. 通过将压强知识与生产生活相联系，激发对科学的热爱，培养严谨认真的科学态度和实事求是的品质，增强社会责任感。 教材 分析 本节的主要内容和行文逻辑是： 1. 通过节首图情境引发学生对压力和压强概念的思考。 2. 理解压力，会进行重力和压力概念的辨析。 3. 经历压强概念的建立过程，会用压强的公式计算压强的大小。 4. 分析增大压强和减小压强的方法。 在学习完压强的定义公式后对节首图进行呼应，通过示例计算着陆器与上升器组合体对月球表面的压强，感受压强知识在生产生活中的应用。 教学重点 压强概念的形成。 教学难点 压强概念的形成过程。 教学 器材 海绵、图钉、钉板、大砝码、压力小桌、一头削尖的铅笔等。 课件。包含视频资料：①视频讲解—《压力的概念》 ；②视频演示—《探究影响压力作用效果的因素》；③视频讲解—《柱体压强的分析与计算》；④视频讲解—《增大和减小固体压强的方法》；⑤课堂总结—《压强》。 教学过程 导入新课 【教师提问】展示节首图情境，人类的探月实践表明，月球表面铺满了疏松的矿物颗粒。2020年，我国的“嫦娥五号”月球探测器成功降落月球。“嫦娥五号”着陆器的每个支撑脚底部都装了一个面积较大的底盘。这些底盘有什么作用呢？ 学习新课 一、压力 【学生活动】分析三种情况中的作用力有哪些共同点？ 事例 ①重物放在海绵上，重物对海绵的作用力F ②手指按图钉，图钉尖对墙面的作用力F ③钩码放在斜置的钢尺上，钩码对钢尺的作用力F 图示 归纳 这些力的共同特征是力垂直于作用面（即接触面），并指向受力物体。 【师生归纳】 1. 压力：相互挤压且发生形变的两个物体之间所产生的垂直指向接触面的力叫做压力。 （1）压力的作用点：在受压的物体表面，等效在接触面中心。 （2）压力的方向：垂直并指向受压的物体表面。由于受力物体的受力面可能是水平面，也可能是竖直面，还可能是角度不同的倾斜面，因此压力的方向没有固定指向，它可能指向任何方向，但始终和受力物体的受力面相垂直。 （3）压力的大小：压力的大小并不一定等于重力的大小。只有当物体自由静止在水平面时，物体对支持面的压力大小才等于物体所受的重力大小。 上述事例①中，压力的大小等于物体重力的大小；上述事例②中，压力的大小与物体重力的大小无关；上述事例③中，压力的大小小于物体重力的大小。 （4）压力的作用效果：压力作用在接触面上，使物体发生形变。压力与形变总是同时发生，我们可以从物体是否发生形变来判断物体是否受到压力。 2. 压力与重力的区别 压力 重力 定义 相互挤压且发生形变的两个物体之间所产生的垂直指向接触面的力 由于地球吸引而使 物体受到的力 方向 垂直于受力物体表面， 并指向被压物体 竖直向下 作用点 被压物体表面 重心 力的性质 接触的物体间相互挤压而 发生形变产生的，属于弹力 来源于万有引力， 是非接触力 受力示意图 【例题1】下图中正确表示压力示意图的是（　D　） 【详解】AC．物体对地面的压力作用在地面上，且指向地面，故AC不符合题意； BD．物体对斜面的压力作用在斜面上，方向垂直斜面向下，故B不符合题意，D符合题意。故选D。 学习新课 二、压强 1. 感知压力作用的效果 【学生活动】进行下列活动，并分析压力作用效果不同的原因。 （1）试一试：如图甲所示，背书包时，书包会对肩膀产生一定的压力，用双肩背比用单肩背感觉轻松。 （2）想一想：如图乙所示，茫茫白雪中的两个人对雪地的压力是差不多的，在厚厚的积雪中行走，一个会陷到雪里，另一个穿上一副滑雪板，尽管总重力变大了，反而不会陷下去。这是为什么？ （3）试一试：如图丙所示，用两个手指挤压铅笔的两端，使铅笔保持静止。体验两指头的感觉？观察两个手指的凹陷程度相同吗？适当改变力度重复以上操作，感觉如何？ 甲 乙 丙 【师生分析】（1）因为书包对肩膀产生的压力不变，但是受力面积不相等，双肩背时受力面积大，感觉力的作用效果不显著。说明压力对物体的作用效果不仅跟压力大小有关，还跟受力面积有关。压力相等时，受力面积越大，压力的作用效果越不显著。 （2）两个人对雪地的压力是差不多的，穿上滑雪板后，增大了受力面积。这表明压力相等时，受力面积越大，压力的作用效果越不显著。 （3）因为两个指头受到的压力相等，但是受力面积不相等，右边食指受力面积小，感觉力的作用效果更显著。当加大用力时，受力面积不变，力越大，感觉效果更显著。 【结论】压力的作用效果可能与压力的大小和受力面积等因素有关。 2. 探究影响压力作用效果的因素 【设计实验】 （1）实验器材：若干相同的立方体金属块和海绵。 （2）实验方法 ①控制变量法：探究压力的作用效果与压力的大小和受力面积的关系，采用该法进行。 ②转换法：压力的作用效果通过海绵的凹陷程度来体现。 【进行实验】 分别按照图（a）（b）（c）（b）所示的四种方式摆放，观察海绵的凹陷程度。 【分析论证】 （1）比较图（a）和（b）两种方式，可以发现：受力面积相同时，（b）中压力大，海绵凹陷程度大。故可以得出结论：在受力面积相同时，压力越大，则压力的作用效果越明显。 （2）比较图（b）和（c）两种方式，可以发现：压力相同时，（b）中受力面积小，海绵凹陷程度大。故可以得出结论：在压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。 【实验结论】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。 【例题2】某同学利用小桌、海绵和砝码等器材进行“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验。 （1）实验中通过观察 来比较压力的作用效果； （2）为了探究压力的作用效果与压力大小的关系，应比较图甲和图乙的实验，可知 ； （3）为了探究压力的作用效果与受力面积大小的关系，应比较 两图的实验，可知压力大小相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。 【答案】（1）海绵的凹陷程度；（2）见详解；（3）乙、丙 【详解】（1）本实验通过海绵的凹陷程度显示压力的作用效果，海绵的凹陷程度越大，压力作用效果越明显，此处用了转换法。 （2）为了探究压力的作用效果与压力大小的关系，应该控制受力面积不变，由图可知，应比较图甲和图乙的实验，乙图中海绵的凹陷程度大，压力大，可知受力面积相同时，压力越大，压力作用效果越明显。 （3）为了探究压力的作用效果与受力面积大小的关系，要控制压力相同，应比较乙、丙两图的实验，乙图受力面积小，压力作用效果明显，可知压力大小相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。 3. 压强 【提出问题】通过前面的探究实验，我们找到了比较压力作用效果的方法： ①压力大小相同，比较受力面积；②受力面积相同，比较压力大小. 若压力大小和受力面积都不同，怎样比较压力的作用效果？ 【师生归纳】在物理学中，用“压力与受力面积的比值”可比较压力的作用效果。该比值越大，压力的作用效果越显著。由此我们得到一个新的物理量——压强。并定义为：物体所受压力的大小与受力面积之比。 （1）物理意义：表示压力的作用效果。 （2）定义：把物体所受的压力大小与受力面积之比叫做压强。 压强在数值上等于物体在单位面积上所受的压力。压强越大，压力的作用效果越明显。 （3）公式： 压强= p= 适用范围：这是压强的定义式，适用于所有物体间的压强计算，气体、固体、液体都适用。 （4）单位：压强的国际单位是帕斯卡，简称帕，符号是pa。 1pa=1N/m2，1pa表示1m2面积上所受的压力是1N。 pa是一个很小的单位，平放在水平桌面上的一张A4纸对桌面的压强大约是1Pa。 实际应用中也常用千帕（kpa） 、兆帕（Mpa）作单位，气象学中常用百帕（hpa）作单位。 换算关系：1Mpa =103kpa 1kpa=103pa 1hpa=100 pa （5）理解压强公式p= ①压强大小是由压力和受力面积共同决定的，不仅仅决定于压力大小。在S一定时，p与F成正比，在F一定时，p与S成反比。 ②公式中的F是压力，而不是重力。当物体放在水平上时，压力的大小等于重力。 ③公式中的S是受力面积，它是施力物体挤压受力物体时，二者相互接触的面积，而不是其他面积，而且在计算时S的单位用国际单位。 4. 压强与压力的辨析 项目 压强 压力 定义 物体所受压力大小 与受力面积之比 相互挤压且发生形变的两个物体之间所产生的垂直指向接触面的力 物理意义 表示压力的作用效果 物体发生形变的作用力 公式 p=F/S F= pS 单位 牛顿（N） 帕斯卡（pa） 3. 柱体的压强 【师生推导】 （1）如图所示，有一质量分布均匀的柱状固体，密度为𝜌，底面积为S，高度为h。求该柱体对水平面的压强。 这个柱体的体积：V=sh 这个柱体的质量：m=ρV=ρSh 对水平面的压力：F=G=mg=ρVg = ρgSh 对水平面的压强：p= = =ρgh 即柱体的压强 p=ρgh （2）公式p=ρgh中各物理量的意义与单位 密度，单位为千克/米3（kg/m3） h表示高度，单位为米（m） g=9.8N/kg p表示压强，单位为帕（Pa） （3）理解公式 p=ρgh ①公式p=ρgh只适用于柱形物体对水平面的压强，不能用于其他形状的物体产生的压强； ②柱形的物体对水平面的压强只与物体的密度和高度有关，与物体的底面积、重力等无关。 【例题3】物体在月球表面所受的重力约为地球表面的1/6。“嫦娥五号”探测器的上升器与着陆器组合体总质量约为3.4×103 kg，其中着陆器共有4个支撑脚，每个支撑脚安装一个底盘，变成一个大“脚掌”，每个“脚掌”的面积约为0.1m2，问：组合体降落后对月球表面的压强有多大？ 【答案】13883.3pa 【解析】组合体通过着陆器的4个“脚掌”与月球表面接触，总的受力面积 S = 4×0.1m2 = 0.4 m2 根据题意，组合体对月球表面的压力F等于物体在月球表面所受重力G月，即 F=G月=mg/6=（3.4×103 kg×9.8N/kg）/6=5553.3N 组合体对月球表面的压强 组合体对月球表面的压强近似于人站立时对地面的压强。 【例题4】现有7块规格相同的砖块，每块砖的长、宽、高分别为20厘米、10厘米、5厘米，将这些砖块按图所示的三种方式摆放在水平地面上，则它们对地面的压强（　D　） A．甲最大 B．乙最大 C．丙最大 D．一样大 【详解】由题可知，甲、乙、丙中砖块的高度相同，由于同种砖块，密度相同，砖块放在水平地面，对地面的压强 故砖块对地面的压强与砖块的密度和高度有关，则三种摆放方式对地面的压强是相等的。 故选D。 学习新课 三、改变压强 【学生活动】思考下列问题并回答。 （1）改变压强的方法有哪些？怎样减小压强？怎样增大压强？ （2）列举生活中减小压强或增大压强的实例。 【师生归纳】 1. 改变压强的方法 根据公式p= =可知：当压力F一定时，受力面积S发生变化，则压强也随之发生变化；当受力面积S一定时，压力F发生变化，则压强也随之发生变化。所以在生活、生产及技术中人们常常改变压力或受力面积来改变压强。 2．减小压强的方法 所有材料能够承受的压强都有一定的限度，加在材料上的压强一旦超过这个限度，材料就会损坏，这些情况下就要减小压强。 （1）减小方法：当受力面积一定时，减小压力；当压力一定时，增加受力面积。 （2）减小压强的事例 ①雪道清理车辆宽大的履带增大了受力面积，减小了车对雪地的压强，这样车在行驶时就不易陷入雪地。履带上许多凸起的尖端是为了增大压强，防止车行进时打滑。 ② “嫦娥五号”探测器每个支撑脚底部的大“脚掌”可以防止探测器陷入松软的月球表面。 雪道清理车辆 “嫦娥五号”探测器 ③生活中一些减小压强的事例：轨道铺在枕木上、坦克履带、滑板都是通过增大受力面积减小压强的。汽车限重是通过减小汽车对地面的压力减小对地面压强的。 3．增大压强的方法 （1）增大方法：当受力面积一定时，增大压力；当压力一定时，减小受力面积。 （2）增大压强的事例，如图所示。 【例题5】下列图中属于减小压强的是 ，增大压强的是 。 a. 滑雪板有很大的面积 b. 斧刃和刀刃磨得越薄就越锋利 c. 铁钉和锥子的一端都做得很尖锐 d. 月球探测车的轮子很宽大 【答案】 a、d b、c 【详解】a．滑雪板有很大的面积是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强的； b．斧刃和刀刃磨得越薄就越锋利是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强的； c．铁钉和锥子的一端都做得很尖锐是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强的； d．月球探测车的轮子很宽大是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强的。 故属于减小压强的是a、d，增大压强的是b、c。 课堂练习 1. 如图所示，左手手指和右手手掌分别沿水平方向压在气球的两侧，使气球保持静止。下列说法正确的是（　　） A．手指对气球的压力大于手掌对气球的压力 B．手指对气球的压强大于手掌对气球的压强 C．手掌对气球的压力与气球对手掌的压力是一对平衡力 D．手指与手掌受到气球的压力是一对相互作用力 【答案】B 【详解】A．气球处于平衡状态，受平衡力的作用，在水平方向上，受到手指对它向右的压力和手掌对它向左的压力，气球处于平衡状态，说明这两个力是一对平衡力，因此手指对气球的压力等于手掌对气球的压力，故A错误； B．因手指对气球的压力等于手掌对气球的压力，手指与气球的接触面积较小，由p=F/S可知，手指对气球的压强大于手掌对气球的压强，故B正确； C．手掌对气球的压力与气球对手掌的压力大小相等、方向相反、作用在两个物体上、作用在同一直线上，是一对相互作用力，故C错误； D．相互作用力是指两个物体之间相互之间的作用力，而手指和手掌都受到了气球对它们的力，不是手指和手掌两者之间的作用力，因此不是一对相互作用力。故D错误。 故选B。 2. 如图所示，甲、乙两人站在完全相同的水平沙滩上，留下深浅相同、大小不同的脚印。则甲（　　） A．对沙的压强比乙对沙的压强大 B．对沙的压强比乙对沙的压强小 C．所受的重力比乙所受的重力大 D．所受的重力与乙所受的重力相等 【答案】C 【详解】AB．甲、乙两人站在完全相同的水平沙滩上，他们在沙地上留下的脚印深浅相同，说明他们对沙地的压强相等，即p甲=p乙，故AB错误； CD．由图知S甲>S乙，且p甲=p乙，由F=pS可知甲对沙地的压力较大，即F甲>F乙；由于物体对水平面的压力大小等于重力，所以甲受到的重力较大，故D错误，C正确。 故选C。 3. 如图所示生产生活实例中，与坦克履带改变压强的方式相同的是（      ） 【答案】A 【详解】坦克履带是通过增大受力面积来减小压强。 A．火车轨道下的枕木，是通过增大受力面积来减小压强，与坦克履带改变压强的方式相同。故A符合题意； B．篆刻刀的刀口，是通过减小受力面积来增大压强。故B不符合题意； C．冰刀鞋的刀刃，是通过减小受力面积来增大压强。故C不符合题意； D．破窗锤的敲击端，是通过减小受力面积来增大压强。故D不符合题意。 故选A。 4. 如图，密度均匀的长方体重7N，放在水平桌面上，它与桌子的接触面积为0.01m2，它对桌面的压强为 Pa；若第一次沿虚线a竖直切除该物体右边露出桌面的部分，剩余部分对桌面的压力会 ，剩余部分对桌面的压强会 ；第二次沿虚线b竖直切除该物体右边阴影部分，剩余部分对桌面的压强相较于第一次会 。（以上三空均选填“变大”、“变小”、“不变”） 【答案】 700 变小 变小 不变· 【详解】物体对桌面的压强为 物体对桌面的压力等于重力，若第一次沿虚线a竖直切除该物体右边露出桌面的部分，物体重力减小，压力减小，受力面积不变，剩余部分对桌面的压强会变小。 第二次沿虚线b竖直切除该物体右边阴影部分，根据直柱体压强的计算公式p=ρgh，密度和高度均不变，剩余部分对桌面的压强相较于第一次切除后不变。 5. 在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验时，同学们利用小桌、海绵、砝码等器材做了如图所示的系列实验。 （1）同学们是根据海绵的 来比较压力的作用效果的。 （2）观察比较图甲、乙的情况可以得到结论是： 。小红联想到坦克车履带的设计，这可用 两组实验所得结论解释； （3）将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上，忽略受力面积的变化，则图丙中海绵受到的压强p丙和图丁中木板受到的压强p丁的大小关系为p丙 p丁（选填“>”、“<”或“=”）。 【答案】（1）凹陷程度；（2）受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显 乙、丙；（3）= 【详解】（1）实验中是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的，这种研究方法称为转换法。 （2）比较甲、乙两图，受力面积相同，乙中压力大，压力的作用效果明显，故初步得出的结论是在受力面积相同时，压力越大，压力作用效果越明显。 乙、丙两实验中，压力相同，丙中受力面积大，压力作用效果不明显，坦克对地面的压力不变的履带面积比较大，是通过增大受力面积来减小压力的作用效果的，故应通过比较乙、丙两组实验所得结论进行解释。 （3）如图丁所示，若将有砝码的小桌放在木板上，比较图丁与图丙可知，压力相同，受力面积的大小相同，根据p=F/S可知，小桌对木板和海绵的压强相同。 6. 下图为中国科技馆陈列的神舟一号返回舱。若其质量为3×103千克，与水平展台的接触面积为3米2。求它对展台的压力F和压强p。 【答案】2.94×104N；9.8×104Pa 【详解】返回舱放在水平展台上，对水平展台的压力与它的重力大小相等，则F=G=mg=3×103kg×9.8N/kg=2.94×104N 对水平展台的压强 板书设计 第1节 压力和压强 一、压力 相互挤压且发生形变的两个物体之间所产生的垂直指向接触面的力叫做压力。 二、压强 ①物理意义：表示压力作用效果的物理量。 ②定义：物体所受的压力大小与受力面积之比叫做压强。 ③公式： p=F/s ④压强的国际单位：帕（Pa），1Pa =1N/m2 ⑤柱体产生的压强: p=ρgh。 𝜌表示密度，h表示高度。 三、改变压强 1. 减小压强的方法：压力一定时，增大受力面积；受力面积一定时，减小压力。 2. 增大压强的方法：压力一定时，减小受力面积；受力面积一定时，增大压力。 课堂总结 本节的主要内容和行文逻辑是： 1. 通过节首图情境引发学生对压力和压强概念的思考。 2. 理解压力，会进行重力和压力概念的辨析。 3. 经历压强概念的建立过程，会用压强的公式计算压强的大小。 4. 分析增大压强和减小压强的方法。 在学习完压强的定义公式后对节首图进行呼应，通过示例计算着陆器与上升器组合体对月球表面的压强，感受压强知识在生产生活中的应用。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $