《液體內(nèi)部的壓強(qiáng)》設(shè)計(jì)

《液體內(nèi)部的壓強(qiáng)》教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)任務(wù)分析本節(jié)學(xué)習(xí)液體內(nèi)部壓強(qiáng)規(guī)律。液體內(nèi)部的壓強(qiáng)和生活、生產(chǎn)實(shí)際有著密切的聯(lián)系，同時(shí)也是浮力產(chǎn)生的原因。學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容需要以壓力和壓強(qiáng)的概念、液體的特點(diǎn)、密度知識(shí)為基礎(chǔ)。本節(jié)由視頻“潛艇下潛深度受限制”的現(xiàn)象引出液體內(nèi)部有壓強(qiáng)，接著通過學(xué)生體驗(yàn)、對(duì)比提出猜想。通過學(xué)生小組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、探究、討論、歸納得出液體壓強(qiáng)與深度、密度的關(guān)系。然后構(gòu)建液柱模型推導(dǎo)出壓強(qiáng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。最后運(yùn)用液體壓強(qiáng)規(guī)律解釋連通器，并了解生活中應(yīng)用連通器的例子。本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)參與，在體驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)、思辨形成液體內(nèi)部壓強(qiáng)規(guī)律的過程中，感悟?qū)Ρ?、歸納、建模、演繹的科學(xué)方法，感受合作學(xué)習(xí)的重要性。二、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能（1）知道液體對(duì)容器底部、側(cè)壁有壓強(qiáng)，理解液體內(nèi)部壓強(qiáng)的規(guī)律。（2）會(huì)使用U形管壓強(qiáng)計(jì)研究液體內(nèi)部壓強(qiáng)。（3）知道連通器的原理。2、過程與方法（1）經(jīng)歷探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)規(guī)律的過程，感悟控制變量、歸納方法。（2）經(jīng)歷液體壓強(qiáng)表達(dá)式的推導(dǎo)，感悟建模、演繹的科學(xué)方法。3、態(tài)度、情感與價(jià)值觀（1）通過液體壓強(qiáng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)探究，懂得合作學(xué)習(xí)的重要性。（2）通過了解液體壓強(qiáng)規(guī)律在技術(shù)上的應(yīng)用，感受生活與物理的緊密聯(lián)系。三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：液體內(nèi)部壓強(qiáng)規(guī)律。難點(diǎn)：液體壓強(qiáng)計(jì)算公式的推導(dǎo)。四、教學(xué)資源1、學(xué)生實(shí)驗(yàn)器材：U形管壓強(qiáng)計(jì)、大燒杯、水、鹽、保鮮袋、橡皮軟管。2、演示實(shí)驗(yàn)器材：側(cè)壁開孔兩端開口的試管、水槽、紅墨水、U形管壓強(qiáng)計(jì)、連通器。3、課件：自制課件，視頻。4、課時(shí)安排：2課時(shí)五、教學(xué)設(shè)計(jì)思路本設(shè)計(jì)的基本思路是：以情景和活動(dòng)引發(fā)學(xué)生提出猜想，引起探究的興趣。然后通過實(shí)驗(yàn)探究和演繹推理的過程，體驗(yàn)探究物理規(guī)律的科學(xué)方法，同時(shí)獲得液體內(nèi)部壓強(qiáng)規(guī)律。最后運(yùn)用液體內(nèi)部壓強(qiáng)規(guī)律解釋連通器。本設(shè)計(jì)要突出的重點(diǎn)是液體內(nèi)部壓強(qiáng)規(guī)律的形成過程。方法是：首先通過體驗(yàn)活動(dòng)和演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生認(rèn)識(shí)到液體內(nèi)部向各個(gè)方向有壓強(qiáng)，同時(shí)啟發(fā)學(xué)生提出關(guān)于影響液體壓強(qiáng)因素的合理猜想，其次通過演示實(shí)驗(yàn)和小組討論排除無(wú)關(guān)因素，然后通過小組實(shí)驗(yàn)探究得出液體壓強(qiáng)與深度、密度的關(guān)系，在歸納得出初步結(jié)論的基礎(chǔ)上，最后結(jié)合自制課件建構(gòu)液柱模型，通過演繹推理，獲得液體壓強(qiáng)的計(jì)算公式。本設(shè)計(jì)要突破的難點(diǎn)是液體壓強(qiáng)公式的推導(dǎo)。方法是：讓學(xué)生思考如何分析某一水平液面受到的壓力，然后利用自制課件，層層液面疊加，出現(xiàn)柱狀液體，然后利用壓強(qiáng)的定義式推導(dǎo)得出。本設(shè)計(jì)通過觀察潛艇電影片段，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，然后通過體驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)探究，演繹推理感受對(duì)比、控制變量、歸納、建模、演繹等科學(xué)方法。通過小組之間的交流，體驗(yàn)合作學(xué)習(xí)的重要性。最后通過連通器的學(xué)習(xí)，鞏固液體壓強(qiáng)知識(shí)，感受物理與生活的聯(lián)系。完成本設(shè)計(jì)的內(nèi)容需2課時(shí)。六、教學(xué)流程1、教學(xué)流程圖情景情景I演示實(shí)驗(yàn)1液體內(nèi)部有壓強(qiáng)活動(dòng)Ⅲ學(xué)生實(shí)驗(yàn)2活動(dòng)I體驗(yàn)活動(dòng)II學(xué)生實(shí)驗(yàn)1情景II演示實(shí)驗(yàn)2活動(dòng)Ⅳ推導(dǎo)公式液體壓強(qiáng)初步規(guī)律液體內(nèi)部壓強(qiáng)規(guī)律液體內(nèi)部壓強(qiáng)規(guī)律連通器活動(dòng)Ⅵ應(yīng)用活動(dòng)Ⅴ學(xué)生實(shí)驗(yàn)3情景Ⅳ課件展示情景Ⅲ演示實(shí)驗(yàn)32、流程圖說明活動(dòng)I體驗(yàn)學(xué)生手套食品袋插入水槽，體驗(yàn)手上的感覺，觀察食品袋的形變。引出液體內(nèi)部有壓強(qiáng)。情景I演示實(shí)驗(yàn)1在底部和側(cè)壁包有橡皮膜的試管中裝入染成紅色的水，根據(jù)橡皮膜的凸出，引出液體對(duì)容器底部和側(cè)壁都有壓強(qiáng)。情景Ⅱ演示實(shí)驗(yàn)2把剛才的試管緩慢插入盛有濃鹽水的容器中，根據(jù)橡皮膜的凹陷程度的變化，以及側(cè)面的橡皮膜上開一小孔后液體的流向，猜想影響液體壓強(qiáng)的因素?；顒?dòng)II學(xué)生實(shí)驗(yàn)1先介紹U形管壓強(qiáng)計(jì)的正確使用，學(xué)生練習(xí)使用U形管壓強(qiáng)計(jì)，排除無(wú)關(guān)因素—“高度”。然后根據(jù)學(xué)生提出的猜想、各自的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模ㄑ芯恳后w壓強(qiáng)與某一因素的關(guān)系），運(yùn)用控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并交流。活動(dòng)Ⅲ學(xué)生實(shí)驗(yàn)2分組實(shí)驗(yàn)探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)與深度、密度的關(guān)系，歸納得出液體壓強(qiáng)與深度、密度的定性關(guān)系。說明：兩人一小組，先研究液體壓強(qiáng)與深度關(guān)系，后研究液體壓強(qiáng)與密度關(guān)系。（實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在學(xué)習(xí)活動(dòng)卡上）活動(dòng)Ⅳ推導(dǎo)公式構(gòu)建液柱模型，運(yùn)用演繹的方法推導(dǎo)出定量的數(shù)學(xué)表達(dá)式。情景Ⅲ演示實(shí)驗(yàn)3透明橡皮軟管，使之成U形，內(nèi)裝染成紅色的水，上下移動(dòng)一端?；顒?dòng)Ⅴ學(xué)生實(shí)驗(yàn)3在透明的橡皮軟管中裝水，上下移動(dòng)軟管口，觀察液面，思考原因。情景Ⅳ課件展示用液體壓強(qiáng)原理解釋U形管中同種液體液面保持相平的原因，引出連通器的概念和連通器內(nèi)液面的特點(diǎn)?；顒?dòng)Ⅵ應(yīng)用連通器在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用(茶壺、鍋爐水位計(jì)、船閘等)。3、教學(xué)主要環(huán)節(jié)本設(shè)計(jì)可分為四個(gè)主要的教學(xué)環(huán)節(jié)。第一環(huán)節(jié)，通過創(chuàng)設(shè)情景引入課題，感受液體內(nèi)部有壓強(qiáng)。第二環(huán)節(jié)，通過演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)，探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的初步規(guī)律。第三環(huán)節(jié)，結(jié)合自制課件推導(dǎo)出液體壓強(qiáng)的計(jì)算公式。第四環(huán)節(jié)，通過實(shí)驗(yàn)和課件提供的情景，了解連通器內(nèi)液面特點(diǎn)。第五環(huán)節(jié)，通過閱讀、交流等方法了解連通器在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。七、教案示例第1課時(shí)（一）引入1．學(xué)生手帶保鮮袋插入水槽觀察保鮮袋的形變。思考：使保鮮袋緊貼手的原因是什么？圖1甲圖1甲乙3.演示實(shí)驗(yàn)如圖1乙所示，將試管插入濃鹽水中，觀察橡皮膜的變化，思考：影響壓強(qiáng)的因素是什么？當(dāng)內(nèi)外液面相平時(shí)，在橡皮膜上開孔，觀察液體的流向，再思考：影響壓強(qiáng)的因素是什么？（二）新課圖24．介紹U形管壓強(qiáng)計(jì)的使用，然后將金屬盒放入液體的某一深度，轉(zhuǎn)動(dòng)金屬盒使之朝不同方向，觀察U形管內(nèi)液面高度差。圖2然后指導(dǎo)學(xué)生將金屬盒放入液體的相同深度，不同高度處，如圖2所示，觀察U形管內(nèi)液面高度差；進(jìn)一步思考影響液體壓強(qiáng)的因素究竟是什么？根據(jù)猜想，請(qǐng)同學(xué)設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)方案并交流。5．實(shí)驗(yàn)探究探究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與深度、密度的初步關(guān)系利用學(xué)習(xí)活動(dòng)卡指導(dǎo)學(xué)生分組運(yùn)用控制變量法實(shí)驗(yàn)探究。（學(xué)習(xí)活動(dòng)卡見附錄）（1）分組探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)與深度、密度的關(guān)系（2）填寫實(shí)驗(yàn)表格，組內(nèi)交流，歸納得出結(jié)論。（指導(dǎo)策略：多媒體搜集數(shù)據(jù)、師生探討、課堂交流）6．推導(dǎo)公式（解決實(shí)驗(yàn)無(wú)法解決的液體內(nèi)部壓強(qiáng)與密度、深度的定量關(guān)系）圖3（1）利用課件和設(shè)問，幫助學(xué)生建構(gòu)液柱模型。圖3設(shè)問：設(shè)想在液體某一深度有一水平液面，如圖3所示，該液面受到的液體壓力大小如何？（課件演示液面層層疊加，出現(xiàn)與它面積相同的柱狀的液體。）設(shè)問：根據(jù)壓強(qiáng)的定義如何計(jì)算這部分液體的壓強(qiáng)？（2）運(yùn)用壓強(qiáng)概念推導(dǎo)出的數(shù)學(xué)表達(dá)式。（三）知識(shí)應(yīng)用7．介紹教科書中液體壓強(qiáng)在技術(shù)上的運(yùn)用。設(shè)問：為什么攔河大壩修建的上窄下寬？請(qǐng)用液體壓強(qiáng)知識(shí)解釋。設(shè)問；潛艇能無(wú)限下潛嗎？閱讀相關(guān)資料（四）布置作業(yè)附表：學(xué)習(xí)活動(dòng)卡探究實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄恳后w內(nèi)部壓強(qiáng)與液體深度關(guān)系實(shí)驗(yàn)序號(hào)123水中的深度（厘米）51015計(jì)液面高度差（厘米）歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論；同種液體，液體內(nèi)部壓強(qiáng)________________________________。實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄恳后w內(nèi)部壓強(qiáng)與液體密度關(guān)系液體中的深度（厘米）55液體種類水鹽水計(jì)液面高度差（厘米）歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論；同一深度，________________________________________________________第2課時(shí)（一）引入1.演示實(shí)驗(yàn)：教師手拿透明橡皮軟管，使之成U形，內(nèi)裝染成紅色的水。請(qǐng)同學(xué)猜想：當(dāng)一端上升或下降時(shí)，兩個(gè)水面是否會(huì)保持相平？2.學(xué)生實(shí)驗(yàn)：觀察當(dāng)水不流動(dòng)時(shí)，水面相平。歸納：把上端開口，下部連通的容器叫做連通器。連通器里的水不流動(dòng)時(shí)，各容器中的水面總保持相平。（二）新課ABAB圖4結(jié)合如圖4所示課件說明：假設(shè)連通器的底部有一個(gè)面積為S的液片AB，由于水不流動(dòng)，即液片AB左、右兩面所受二力平衡，左、右兩管中的水對(duì)液片AB的壓強(qiáng)相等，p1=p2，而p1=ρgh1、p2=ρgh2，因?yàn)閮晒苤卸际撬匆后w密度相同），只有當(dāng)兩管水深相等（即h1=h2）時(shí)，壓強(qiáng)才能相等。4.知識(shí)鞏固圖5（1）判斷如圖5所示的器材是否是連通器？依據(jù)是什么？圖5（2）如圖5所示的器材內(nèi)裝同種液體，當(dāng)器材傾斜時(shí)液面是否會(huì)保持相平？為什么？5.連通器