连通器【公开课教案】

连通器
教学目标
一、知识与技能：
1、能在实际情况中辨认连通器，在此过程中培养学生的观察能力和概括能力；
2、知道船闸的工作原理，能用连通器原理解释一些简单的实际问题；
3、了解液压技术的原理，知道一些液压技术在生产、生活中的应用；
4、通过分析日常生活中应用连通器和液压技术事例，培养学生运用知识的能力.
二、过程与方法：
1、通过模型和挂图认识连通器和液压技术，经历用"假想液片"模型推导出连通器原理的过程，使学生进一步体会建立模型是物理学的研究方法之一.
三、情感、态度和价值观：
1、使学生体会物理与生活、生产的紧密联系，培养学生将物理知识主动运用于生活、生产的意识；
2、通过对船闸的学习，使学生进一步体会STS的理念，激发学生学习物理的兴趣.
教学重点：
连通器的特点和应用.
教学难点：
用“假想液片”法分析连通器中液体静止液面总相平方法.
教学过程：
一、连通器及其特点
1、引出问题
基于学生关于三峡大坝收集的资料，提问：
三峡大坝拦腰截断了长江，为什么下游的船只还能驶到上游？它们是怎样"翻越"大坝的？同学之间相互交流收集的资料.
抓住学生讨论中的闪光点，逐步设问：
(1)水位高度可以调节吗？
(2)水库大坝采用什么方法调节水位？
(3)有没有同学知道其中采用了什么原理？
(4)什么是"连通器"？
可能一些学生已经收集到相关资料，提到连通器及连通器原理.比如："大坝旁都要修建
船闸，利用连通器原理，船闸可以调节上下游的水位落差，实现通航.
给出“连通器”概念：连通器是上端开口、下部相连通的容器.
2、探究连通器的特点
列举生活中的连通器.如：茶壶、污水处理厂的污水处理池等.
出示自己制作的简单连通器，把两支注射针筒固定在两个铁架台上，调节两边针筒等高，向管中注入水.让学生观察并描述两管内水面的关系；
用一根红线系在两铁架台间，标识出此时水面所在位置，两边针筒等高时，学生观察到两边水面相平.
问：如果举高或降低一边针筒，水面会变化吗？怎样变？为什么？
缓慢调节一边针筒，使两边针筒明显不等高.要求学生观察、描述现象，进行总结.
要求填写下面半命题：连通器里的同一种液体不流动时，各容器中的液面将相平（等高）.
3、利用液体压强知识解释连通器原理
分析液体不流动时液片的受力.由液体压强公式P=ρgh ，可推知两边液柱的高度相等.根据液体压强公式推导出液柱高度相等的结论.
4、应用、讨论
讲解一下船闸的工作原理.
分析船闸的结构，结合连通器原理解释船闸的工作原理.
二、液压技术
1、压强在液体中的传递
通过分析船闸阀门的工作，指出开启和关闭阀门需要特殊的装置，实现“四两拨千斤”的效果.
生活中能见到很多"四两拨千斤"装置.比如修车时用的千斤顶等.
演示实验，先放大砝码，再放小砝码，最后两边平衡认真观察实验现象.
让学生描述现象后讲解.注意强调两边条件的对比：面积的比例关系要和砝码质量比例对应起来.在教师带领下，逻辑清晰地比较相关因素.推导出两边压强相等的结论.
得出结论：密闭液体中的压强能够大小不变地向各个方向传递.在教师总结的提示下，明确压强在液体中传递的规律.
2、液压技术及应用
1653 年，帕斯卡发现了上述规律（帕斯卡原理）.在此基础上，人们发明了液压技术，广泛应用于生产、生活中. 师生共同举出一些利用液压技术的机械.比如，千斤顶，推土机、
挖掘机中用到的操作杆，汽车的液压刹车系统，机械中用的液压密封等等.积极思考，举出生活中可能用到液压技术的装置.
以汽车液压刹车系统为例简单分析.问：
(1)哪部分相当于实验中的小针筒？
(2)哪部分等效于大针筒部分？
(3)系统是怎样实现制动的？
三、课堂小结
(1)连通器的定义、原理.
(2)生活中常见的连通器.
(3)知道液压技术和压强在液体中传递的规律，知道一些利用液压技术的装置及工作原理.
四、实践活动
收集生活、生产中液压技术的应用实例，选取一个例子与实验装置进行类比，分析工作原理.
大气压强
教学目标：
知识与技能：
1、了解大气压是客观存在的，了解大气压强产生的原因；
2、知道托里拆利实验的原理，过程和结论；
3、了解生活中利用大气压的实例，知道活塞式抽水机和离心式水泵的工作过程；
4、了解气体的压强跟高度的关系，知道大气压强值可用气压计来测量；
5、培养学生的观察能力和分析能力，培养学生的思维能力.
过程与方法：
1、通过观察一些实验现象感知大气压强的客观存在.
2、通过一些实验感知大气压强的值很大.
3、通过实验探究，体会科学探究的过程.
4、感知人类对大气压强的利用.
情感态度与价值观：
1、培养实事求是的科学态度.
2、通过对大气压应用的了解，使学生认识到科学技术对人类生活的影响.
3、通过对大气压强的认识，使学生领略大自然的神奇和美妙.
教学重难点：
1、大气压强的存在和大气压的测定；
2、理解活塞式抽水机和离心泵的工作过程.
教学方法：
提问法、分析法、讲解法、实验法、归纳法等.
教学过程：
（一）导入新课
1、提出问题：我们生活在地球周围的大气层中，气体也像液体一样没有一定的形状，具有流动性，同时也受到重力的作用，同学们猜想一下大气是否也像液体一样在它内部存在压强呢？
学生讨论并猜想
2、实验演示
①将硬纸片平放在平口玻璃杯口，用手按住，并倒置过来，放手后，会看到什么现象？
②将玻璃杯装满水，仍用硬纸片盖住玻璃杯口，用手按住，并倒置过来，放手后，会看到什么现象？
③在刚盛过热水的密闭空塑料瓶上，浇上冷水，看到了什么现象？
提出问题：为什么硬纸片第一次掉下来而第二次不会掉下来呢？塑料瓶怎么会被压扁？
（学生讨论、回答：①硬纸片受到一个向上的力；②空气对塑料瓶有压力.）
3、师生共同得出结论：大气对浸在它里面的物体向各个方向都有压强----------引入大气压强.
4、大气压强产生的原因.
学生分析，教师总结
[多媒体展示]
由于空气也受重力的作用，而且能流动，因而空气内部向各个方向都有压强.
（二）实验探究，体会科学探究的过程；
1、大气压强很大
1）生活中还有哪些现象能说明大气压的存在呢？
（学生思考，可能的回答：①塑料挂钩被大气压压在墙上；②用吸管吸汽水；③墨水
被吸到钢笔里……）
2）介绍马德堡半球实验
提出问题：大气压强究竟有多大？
2、大气压强的测定
1）教师演示作铺垫，学生观察思考.
（1）先用玻璃杯装满水倒插入水槽中，再慢慢往上提（杯口不离开水面，下同），观察杯中水是否充满？接着换细长试管，重复上述过程.
（2）学生讨论：你观察到了什么现象？为什么水总是充满的？怎样做才能使水不充满呢？
（经过讨论之后，使学生认识到：水充满的原因是由于大气压大于管中的水压，只有管内水压等于外界大气压时，把管子再加长的话，管内水面就不再上升充满整个管子了，这时它的上方成了真空.）
师：这就给我们提供了一个测量大气压的思路：可以利用液体压强间接测量大气压.但是由于水的密度太小，要求玻璃管太长，所以，人们就选择了密度大的液体汞（水银），这就是著名的托里拆利实验.
2）托里拆利实验.
学生思考并讨论：
（1）开始时，汞为什么会下降？什么时候停止下降？
（2）玻璃管内汞柱上方为什么是真空？
（3）如何计算大气压的值？
教师小结，得出结论：
[幻灯片展示] p0＝ρ水银gh
1个标准大气压的值1.013×105Pa相当于76cm高水银柱的压强
3、大气压强的变化
师：大气压是不是总等于一个定值？猜想一下：大气压可能和什么因素有关？
学生讨论（大气压强---空气产生—空气不均匀（密度变化）---压强变化）
离地面越高的地方，大气压越小.
4、大气压测量工具
[多媒体展示]气压计构造图
5、大气压的应用
师：大气压在我们日常生活中、生产中有哪些应用？
生：分组讨论
[多媒体展示]
①活塞式抽水机结构图
②电脑动画演示活塞式抽水机的分步工作过程
③离心式水泵结构图
④用电脑动画模拟分步工作过程
（三）归纳总结，巩固提高
学生归纳：本节课你学到了什么？
[多媒体体展示]
一、大气压强：空气的内部向各个方向都有的压强叫做大气压强,简称大气压.大气压的产生原因：由于大气受到重力作用,同时又具有流动性.
二、大气压强大小：托里拆利实验
1标准大气压=760mmHg = 1.01×105Pa.
三、大气压随高度的升高而降低—可用气压计测量.
四、大气压的应用：塞式抽水机和离心式水泵.
（四）课外活动
1、学生讨论：
①托里拆利实验中水银柱的高度与玻璃管的粗细、倾斜与否、上提、下压是否有关？
②如果玻璃管上端敲破一个洞，管内的水银将会向上喷出还是向下落回水银槽？
2、动手做实验，估测大气压：
器材：注射器、弹簧测力计、刻度尺；
要求：四个人为一组，写出实验过程和原理.
3、思考：我们生活在大气层的底层，为什么没有感到难受或被压瘪呢？
课后反思：
用问题引入，发挥学生的想象力，锻炼学生的推理能力，培养发散思维能力；实验引入增强学生学习兴趣，激发求知欲.
通过科学探究实践，使学生经历基本的科学探究过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力.电脑动画演示分步工作过程有利于学生的理解，课外活动促进学生知识巩固，培养学生实践能力.。