(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
第三阶段：提升检测
第六环节：点拨提升
1.液体内部某点的压强既与该点到液面的距离有关，还与该点到液体底部的距离有关。

（）
2.两容器都装有水，一个横截面积较大，另一个横截面积较小，同样深度的地方横截面积较大的容器中的液体产生的压强大。

（）
3.深度相同时，密度越大的液体产生的压强越小。

（）
4.把装有水深30cm的茶杯放在水平桌面上，如图所示，水对杯底的压强是________Pa。

现在要使水对杯底的压强增大，可采取的方法是___________。

（g取10 N/kg）
5.我国经济快速发展，很多厂商一改过去“酒香不怕巷子深”的观点，纷纷为自己的产品做广告，但有些广告制作却忽视了其中的科学性．如图所示的广告中有一处科学性的错误，请你找出来，并简要说明它违背了什么物理原理或规律．
图中错误是______，它违背了______．
6.在一个塑料矿泉水瓶里装满水，把瓶盖拧紧，用针在平时那个扎一些孔，用力挤压矿泉水瓶，胡发现水喷向各个方向，为什么？
第七环节：达标检测
1.如图所示，两个相同的圆柱形容器置于水平面上，容器内分别注入质量相等的甲、乙两种液体。

两容器内，在同一水平高度的A、B两点，液体压强的大小关系为pA______pB（填“＞”、“＜”或“=”）．
2.我国从20世纪70年代开始大规模研制潜水器。

“蛟龙号”深海潜水器是一艘由我国自行设计、自主研制的载人潜水器，其设计下潜深度达7000m。

2012年6月24日蛟龙号载人潜水器在西太平洋的马里亚纳海沟试验海区创造了中国载人深潜新纪录，首次突破7000m，达7020m，为当时世界同类型的在人潜水器的最大下潜深度。

若“蛟龙号”潜水器下潜至7000m，求：
（1）潜水器受到海水的压强;
（2）若观察窗面积为300cm2．海水对观察窗的压力大小.（ρ海水=1.03×103kg/m3，g取
10N/kg）
3.如图的装置中，两端开口的U形管装有一定量的水，将A管向右倾斜，稳定后A管中的水面将（）
A．高于B管中的水面
B．低于B管中的水面
C．与B管水面相平
D．以上三种情况均有可能
4.有两只相同的烧杯，分别盛有体积相同的水和酒精，但没有标签，小李采用闻气味的方法判断出无气味的是水。

小唐则采用压强计进行探究：
(1)若压强计的气密性很差，用手指不论轻压还是重压橡皮膜时，发现U形管两边液柱的高度差变化____(选填“大"或“小")。

小唐把调节好的压强计放在空气中时，U形管两边的液面应
该_____。

(2)小唐把金属盒分别浸入到两种液体中，发现图甲中U形管两边的液柱高度差较小，认为图甲烧杯中盛的是酒精。

他的结论是不可靠的，因为没有控制金属盒在液体中的_______相同。

(3)小唐发现在同种液体中，金属盒离液面的距离越深，U形管两边液柱的高度差就越_____，表示液体的压强越___。

(4)小唐还发现在同种液体中，金属盒距液面的距离相同时，只改变金属盒的方向，U形管两边液柱的高度差_____ (选填“不变"或“变化")。

表明在相同条件下，液体内部向各个方向的压强_________。

第八环节：课堂作业
教材P155课后习题
六、板书设计
8.2 科学探究：液体的密度
七、教学反思
本节课的设计能够从学生的认知规律出发，站在学生的基础上进行科学探究；实验取材方便，简单易做，直观形象，生动有趣，能激发学生动手实验的积极性；让学生亲自动手去操作、去实验、去探究、去发现、去分析总结，这样更符合学生的认知规律，学生已经形成了强烈的探究欲望；控制变量的思想和方法贯穿始终，使其真正内化。