(完整版)8.2科学探究：液体的压强教学设计

第八章压强

第2节科学探究：液体的压强

一、教学目标

1.理解液体内部压强的规律，能用液体压强的知识解释生产、生活中简单的应用问题。

2.知道连通器和它的原理，了解一些连通器的应用实例。

3.知道帕斯卡定律及其应用。

二、教学重点

液体内部压强的特点，连通器原理及其在生活中的应用。

三、教学难点

用科学抽象的方法推导出液体的压强公式，即p=ρgh。

四、媒体运用

多媒体，投影仪。

五、教学过程设计

第一阶段：导入自学

第一环节：激趣导入

新旧知识联系：

1.影响压力的作用效果的因素有哪些？结论是什么？

2.什么叫压强？压强的计算公式是什么？

3.增大、减小压强的方法有哪些？

当相互接触的两个物体互相作用发生形变时，就会产生压力，也就会存在压强。那么对于液体呢？

情景导入：液体有压强吗？液体的压强与哪些因素有关呢？

第二环节：展示目标

1.理解液体内部压强的规律，能用液体压强的知识解释生产、生活中简单的应用问题。

2.知道连通器和它的原理，了解一些连通器的应用实例。

3.知道帕斯卡定律及其应用。

第三环节：自主尝试

学生根据展示的学习目标自学教材，在学生自学的同时，教师要发挥主导作用，巡回辅导，一方面组织教学，另一方面能够及时发现问题，回答学生提出的疑难问题。

第二阶段：探究展示

第四环节：合作探究

一、科学探究：液体的压强

1.现象探究

实验1：把水倒入底部开口并扎有橡皮膜的玻璃圆筒（橡皮膜表面与侧壁筒口相平），观察到什么现象？

现象：橡皮膜向下凸出。（分析说明：液体对容器的底部有压强）

实验2：把水倒入侧壁开口并扎有橡皮膜的玻璃圆筒（橡皮膜表面与侧壁筒口相平），又观察到什么现象？

现象：橡皮膜向外凸出。（分析说明：液体对容器的侧壁有压强）

总结：液体压强产生的原因（1）液体受到重力作用；（2）液体具有流动性。

2.液体压强与哪些因素有关

（1）U形压强计

用途：测量液体内部压强的仪器

工作原理：

当金属盒上的橡皮膜受到压力时，U形管两边的液面出现高度差，液面高度差表示出压强的大小，液面的高度差越大，压强越大。（转换法）

（2）实验探究：液体的压强与哪些因素有关

提出问题：液体压强与哪些因素有关？

猜想与假设：方向、液体的深度、液体的密度、容器的形状等

设计实验与进行实验：

（1）将水倒入水槽，将压强计的金属盒放入水中，观察U形管两边的液面变化情况；（2）保持金属盒在液体中同一深度处，并不断调节金属盒朝向，观察U形管中两液面高度差的变化情况；

（3）逐渐将金属盒放入水中的不同深度处，观察U形管中两液面高度差的变化情况；（4）将金属盒放入同一深度的水和盐水中时，观察U形管中两液面高度差的变化情况。

分析与论证：

探究：液体的压强是否与容器底面积有关？

结论：同种液体同一深度的压强与容器底面积无关。

探究：液体的压强与方向的关系

结论：液体内部向各个方向都有压强，同种液体在同一深度各个方向的压强大小相等。探究：液体的压强与深度的关系

结论：同种液体，液体压强随液体深度的增加而增大.

探究：液体的压强与液体密度的关系

结论：不同液体，在同一深度，液体密度越大，液体的压强越大。

3、液体压强的大小

公式：p=ρgh

推导：理想模型法

水柱对其底面积的压力F=G=mg=ρVg=ρShg

水柱对其底面积的压强

F Shg

p gh S S

ρ

ρ===

温馨提示：p=ρgh

p表示压强，单位Pa

ρ表示液体密度，单位kg/m3

g表示重力常数，取9.8 N/kg

h表示液体深度，是指由研究的点到液体自由液面的竖直距离，单位m

液体内部的压强只跟液体的密度和液体的深度有关，而跟液体的体积、重力、容器的底面积、形状无关。

帕斯卡实验说明液体压强与液体深度有关

4、液体压力和液体重力

二、与液体压强相关的应用实例

你知道趵突泉的原理吗？

1、连通器

以上装置有何相同和不同之处？

它们有一个共同特点：上端开口，底部连通，这样的容器叫做连通器。

连通器的特点：

静止在连通器内的同一种液体，各部分直接与大气接触的液面总是保持在同一水平面上。演示观察：用橡皮管将两根玻璃管连通起来，容器内装同一种液体，将其中一根管固定，使另一根管升高、降低或倾斜，可看到两根管里的液面在静止时总保持相平。（让学生进一步掌握连通器的特点）

连通器的原理解释：

若在U形玻璃管中装有同一种液体，在连通器的底部正中设想有一个小液片。假如液体是静止不流动的，左管中的液体对液片向右侧的压强，一定等于右管中的液体对液片向左侧的压强。因为连通器内装的是同一种液体，左右两个液柱的密度相同，根据液体压强的公式p=ρgh可知，只有当两边液柱的高度相等时，两侧液柱对液片的压强才能相等。所以，在液体不流动（即静止时）的情况下，连通器各容器中的液面应保持相平。（理想模型）

第五环节：展示质疑

连通器在生产、生活中应用非常广泛。图是生活中常见的连通器，它们各有什么功能？想想看，它们是怎样利用连通器的特点来实现自己的功能的？生活中还有哪些连通器的应用实例？

2、液压机

帕斯卡定律：加在密闭液体上的压强，能够大小不变地被液体向各个方向传递。帕斯卡定律是许多液压系统和液压机的工作基础。

液压机的工作原理：

根据帕斯卡原理可知p1=p2

所以F1/S1=F2/S2，（F为施加的力，S指大小活塞的面积）

即：F1/F2=S1/S2