【核心素养】8.1压强 (21页教学课件+精品微课视频+逐字稿+教学设计)北师大版(2024版)八年级物理下册同步教学资源

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【核心素养】8.1压强 (21页教学课件+精品微课视频+逐字稿+教学设计)北师大版(2024版)八年级物理下册同步教学资源

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(共21张PPT)
第一节 压强
第八章 压强与浮力
一、情境导入
人们用手直接提着装有较重物品的购物袋时,手上会出现一些勒痕,手也会感到疼痛。如果用图所示的提物器提着同样的购物袋,手上的勒痕和疼痛感都会减轻。为什么?
一、情境导入
大型载重卡车要安装许多车轮
脚印的深浅为什么不同?
类似的事例还有很多,这是什么原因呢?
二、压力
观察与思考
在下图所示的情景中,压路机对地面、跳水运动员对跳板、图钉对木板都产生了力的作用。
这些力有什么共同点呢?
二、压力
压路机垂直压在地面上的力
运动员垂直压在跳板上的力
图钉垂直压在墙面上的力
我们把这种垂直作用在物体表面上的力叫作压力(pressure)。压力在性质上属于第七章我们所学过的弹力。
压力
二、压力
1. 压力的方向:跟受力面垂直,并指向受力物体的内部。
2. 压力的作用点:在被压物体的受力面上,作图时可取受力面的中心。
3. 压力产生的条件:相互接触,相互挤压。
注意:
二、压力
想想做做
画出支持面受到的压力和物体所受的重力的示意图。
F
F
F
F = G
F ≠ G
F与G无关
G
G
G
二、压力
大型载重卡车安装了许多车轮,就不易压坏路面;用两个手指头顶住一端削尖的铅笔两端,两根手指表面的凹陷程度和感觉不相同。那么,压力作用在物体上产生的效果与哪些因素有关呢?
探究压力的作用效果
二、压力
探究压力的作用效果
猜想:
压力的作用效果跟压力的大小有关
压力的作用效果跟受力面积的大小有关
设计实验:
实验探究
二、压力
探究压力的作用效果
二、压力
探究压力的作用效果
实验次数 受力面积 压力大小 压力的效果
1 木块 木块
2 铁块 铁块
不明显
很明显
当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
二、压力
探究压力的作用效果
实验次数 受力面积 压力大小 压力的效果
3 桌面 小桌
4 桌角 小桌
不明显
很明显
当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
二、压力
探究压力的作用效果
实验结论:
压力
受力面积
当受力面积相同时,______越大,压力的作用效果越显著;
当压力大小相同时,__________越小,压力的作用效果越显著。
三、压强
定义:作用在物体上的压力大小与受力面积的比
即:
p 表示压强、F 表示压力、S 表示受力面积
压强在数值上等于物体单位面积所受的压力,压强越大,压力产生的效果越明显。
三、压强
在国际单位制中,力的单位是N,面积的单位是m2,压强的单位是N/m2,读作“牛每平方米”。为纪念法国科学家帕斯卡,物理学中也将压强的单位叫作帕斯卡,简称帕,用符号Pa表示。
1 Pa = 1 N/m2
表示 1m2 的受力面积上受到的压力为 1 N。
三、压强
帕斯卡是一个很小的单位,一粒西瓜子平放时对桌面的压强大约是20Pa,一块砖平放时对地面的压强可超过1000Pa。
三、压强
例题:如图所示,中学生站立时对地面的压强是多大?
解:中学生对地面的压强
答:中学生对地面的压强为1.5×104Pa。
体重为600 N中学生,双脚与水平地面的接触面积为
四、增大、减小压强的方法
任何物体能够承受的压强都有一定的限度,超过这个限度物体会被压坏。在日常生产和生活中,有时需要增大压强,有时需要减小压强。怎样根据需要来增大或减小固体之间的压强呢?
三、压强
观察与思考
用切菜刀切菜
用切蛋器切熟鸡蛋
增加书包背带的宽度
铁路钢轨下铺设枕木
在下图所示的情景中,人们是怎样根据实际需要来增大或减小压强的?
除此之外,你还能说出哪些增大或减小压强的实例?
三、压强
1. 增大压强
(1)受力面积一定时,增大压力,
(2)压力一定时,减小受力面积,
(3)增大压力的同时,减小受力面积。
2. 减小压强
(1)受力面积一定时,减小压力
(2)压力一定时,增大受力面积
(3)减小压力的同时,增大受力面积
四、课堂小结中小学教育资源及组卷应用平台
《压强》教学设计
一、教学目标
(一)物理观念
1. 学生能理解压力的概念,知道压力的方向、作用点和产生条件,认识压力在性质上属于弹力。
2. 理解压强的概念,掌握压强的计算公式和单位,能运用压强知识解释生活中的相关现象。
3. 了解增大和减小压强的方法,认识到压强知识在日常生活和生产中的广泛应用。
(二)科学思维
1. 通过探究压力作用效果与哪些因素有关的实验,培养学生提出问题、作出假设、设计实验、分析数据和得出结论的科学思维能力。
2. 运用比值定义法定义压强,让学生体会这种科学方法在物理概念建立中的应用,提高学生的逻辑思维能力。
3. 引导学生从生活实例中抽象出物理问题,培养学生将实际问题转化为物理模型的思维习惯。
(三)科学探究
1. 经历探究压力作用效果的实验过程,学生学会控制变量法在实验中的应用,能正确设计实验、选择实验器材、进行实验操作并记录实验数据。
2. 在实验探究过程中,培养学生的观察能力、动手能力和合作交流能力,提高学生的科学探究素养。
(四)科学态度与责任
1. 培养学生严谨认真、实事求是的科学态度,在实验探究中尊重实验事实和数据。
2. 让学生认识到物理知识与生活、生产的紧密联系,增强学生将物理知识应用于实际的意识,培养学生的社会责任感。
二、教学重难点
(一)教学重点
1. 压力和压强的概念。
2. 探究压力作用效果的实验及结论。
3. 压强的计算公式及应用。
4. 增大和减小压强的方法。
(二)教学难点
1. 理解压力与重力的区别和联系。
2. 理解压强概念中压力大小与受力面积的比值关系,以及压强在数值上等于单位面积所受压力的含义。
3. 运用压强知识解释生活中的实际问题,并能根据实际需求选择合适的增大或减小压强的方法。
三、教学方法
讲授法、实验探究法、讨论法、直观演示法
四、教学过程
(一)情境导入(5分钟)
1. 教师讲解:展示人们用手直接提重物购物袋手上出现勒痕和使用提物器提同样购物袋勒痕减轻的图片,以及大型载重卡车安装许多车轮、不同脚印深浅的图片。提出问题:“为什么用提物器提购物袋手上勒痕和疼痛感会减轻?大型载重卡车为什么要安装许多车轮?脚印深浅为什么不同?”引导学生思考这些现象背后的原因,激发学生的学习兴趣。
2. 学生活动:观察图片,思考教师提出的问题,结合生活经验在小组内交流讨论,尝试找出可能影响这些现象的因素。
3. 活动目的:通过创设生活情境,引发学生的认知冲突,激发学生的好奇心和求知欲,让学生感受到物理与生活的紧密联系,为后续学习做好铺垫。
(二)压力(10分钟)
1. 教师讲解:展示压路机压地面、跳水运动员压跳板、图钉压墙面的图片,引导学生观察这些力的作用特点。讲解压力的定义:垂直作用在物体表面上的力叫作压力,强调压力在性质上属于弹力。接着讲解压力的方向(跟受力面垂直,并指向受力物体的内部)、作用点(在被压物体的受力面上,作图时可取受力面的中心)和产生条件(相互接触,相互挤压)。通过举例和画图,帮助学生区分压力和重力,让学生明白压力不一定等于重力,它们之间没有必然联系。
2. 学生活动:观察图片,认真听讲,理解压力的概念、方向、作用点和产生条件。在练习本上画出不同情境下支持面受到的压力和物体所受重力的示意图,与同桌互相检查、纠正。
3. 活动目的:让学生通过观察、听讲和画图练习,准确理解压力的概念,掌握压力的相关特征,培养学生的观察能力和作图能力,加深学生对压力与重力区别的理解。
(三)探究压力的作用效果(15分钟)
1. 教师讲解:引导学生根据生活经验,如大型载重卡车安装多车轮不易压坏路面、手指顶铅笔两端感觉不同等,提出关于压力作用效果影响因素的猜想。讲解实验目的是探究压力作用效果与压力大小和受力面积大小的关系,介绍实验器材(木块、铁块、泡沫塑料、小桌等),强调实验中运用控制变量法。详细讲解实验步骤,如保持受力面积不变,改变压力大小观察压力作用效果;保持压力大小不变,改变受力面积观察压力作用效果。
2. 学生活动:分组进行实验,每组学生按照实验步骤进行操作,认真观察并记录实验现象和数据。实验结束后,小组内讨论分析实验数据,得出实验结论:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越显著;当压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越显著。每个小组推选一名代表,向全班汇报实验过程和结论。
3. 活动目的:让学生亲身体验科学探究的过程,学会运用控制变量法设计和进行实验,培养学生的科学探究能力、合作交流能力和数据分析能力,提高学生的科学素养。
(四)压强(12分钟)
1. 教师讲解:根据探究压力作用效果的实验结论,引出压强的定义:作用在物体上的压力大小与受力面积的比。介绍压强的计算公式p = F/S(p表示压强、F表示压力、S表示受力面积),讲解压强在数值上等于物体单位面积所受的压力,压强越大,压力产生的效果越明显。介绍在国际单位制中,压强的单位是N/m^2,也叫帕斯卡(Pa),1Pa = 1N/m^2,并举例说明1Pa的实际意义,如一粒西瓜子平放时对桌面的压强大约是20Pa ,一块砖平放时对地面的压强可超过1000Pa。通过例题(如计算中学生站立时对地面的压强),详细讲解运用压强公式进行计算的步骤和注意事项。
2. 学生活动:认真听讲,理解压强的概念、计算公式和单位。跟随教师的思路,参与例题的计算过程,在练习本上独立完成计算,与同桌核对答案,如有问题及时请教老师。
3. 活动目的:让学生理解压强的概念和计算公式,掌握压强的单位及物理意义,学会运用压强公式进行简单计算,培养学生的数学运算能力和知识应用能力。
(五)增大、减小压强的方法(8分钟)
1. 教师讲解:展示用切菜刀切菜、用切蛋器切熟鸡蛋、增加书包背带宽度、铁路钢轨下铺设枕木的图片,引导学生观察人们在这些情境中是如何增大或减小压强的。总结增大压强的方法:受力面积一定时,增大压力;压力一定时,减小受力面积;增大压力的同时,减小受力面积。减小压强的方法:受力面积一定时,减小压力;压力一定时,增大受力面积;减小压力的同时,增大受力面积。让学生列举生活中增大或减小压强的其他实例,并分析其原理。
2. 学生活动:观察图片,思考并回答教师提出的问题,理解增大和减小压强的方法。在小组内交流讨论,列举生活中增大或减小压强的实例,如刀刃磨得很锋利、坦克安装履带等,并运用所学知识解释其增大或减小压强的原理。
3. 活动目的:让学生认识到增大和减小压强的方法在生活和生产中的广泛应用,培养学生观察生活、应用物理知识解决实际问题的能力,增强学生将物理知识与实际生活相联系的意识。
(六)课堂小结(5分钟)
1. 教师讲解:引导学生回顾本节课所学内容,包括压力的概念、压力的作用效果与哪些因素有关、压强的概念和计算公式、增大和减小压强的方法等,强调重点和难点知识。对学生在课堂上的表现进行总结评价,肯定学生的优点,指出存在的不足。
2. 学生活动:跟随教师的引导,回顾本节课的知识点,在脑海中构建知识框架。思考自己在课堂学习中的收获和疑惑,向老师提出问题。
3. 活动目的:帮助学生梳理知识,形成系统的知识体系,加深对重点知识的理解和记忆,培养学生的总结归纳能力。通过学生提问,了解学生的学习情况,及时解决学生的疑惑。
五、教学反思
在教学过程中,要注重引导学生积极参与课堂活动,通过实验探究、讨论交流等方式获取知识,培养学生的核心素养。对于压力与重力的区别、压强概念的理解等难点内容,要多结合实例进行讲解,帮助学生突破难点。同时,要关注学生在实验操作和知识应用过程中出现的问题,及时给予指导和反馈,提高教学效果。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
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逐字稿
第一页:
同学们,从这节课开始我们学习第八章,压强与浮力,今天我们先学习第一节,压强。
第二页
在正式上课前,老师先给大家分享一些有趣的生活场景。大家想想,当我们用手直接提着装满重物的购物袋时,手会有什么感觉呀?是不是手上会出现一道道勒痕,而且还疼得不行。但是呢,如果我们用这种提物器(展示提物器图片)提着同样的购物袋,手上的勒痕和疼痛感就会减轻好多。这是为什么呢?
第三页
还有,大家在路上看到过那种大型载重卡车吧,它们要安装许多车轮,这又有什么奥秘呢?另外,我们在沙滩上走路时,会留下脚印,有的人脚印深,有的人脚印浅,这背后的原因又是什么呢?其实啊,这些现象都和我们今天要学习的知识——压强,有着密切的关系。现在,就让我们一起走进压强的奇妙世界,去探索其中的奥秘吧!
第四页:
同学们,现在我们来观察一下这几幅图(展示压路机压地面、跳水运动员压跳板、图钉压木板的图片)。大家看,压路机压在地面上,跳水运动员站在跳板上,图钉按在木板上,它们都对接触的物体产生了力的作用。
第5页
那大家仔细想想,这些力有什么共同的特点呢?大家观察得很仔细,没错,这些力都是垂直作用在物体表面上的。我们把这种垂直作用在物体表面上的力,叫做压力(pressure)。这里要注意啦,压力在性质上属于我们第七章学过的弹力哦。就像我们用手去压弹簧,弹簧会被压缩,这个让弹簧发生形变的力就是弹力,压力也是类似的道理。
第6页:
1. 压力的方向:压力的方向非常有特点,它总是跟受力面垂直,并且指向受力物体的内部。比如说,压路机压地面的时候,力是垂直向下指向地面内部的;跳水运动员压跳板,力是垂直于跳板指向跳板内部的。大家可以想象一下,如果力不是这样的方向,那物体还能稳稳地承受压力吗?肯定不行对吧。
2. 压力的作用点:压力的作用点就在被压物体的受力面上。为了方便我们画图分析,通常在作图的时候,会把作用点取在受力面的中心位置。比如说,桌子受到一个压力,我们在画力的示意图时,就把这个压力的作用点画在桌面的中心。
3. 压力产生的条件:压力可不是随随便便就能产生的,它需要两个条件。首先,两个物体必须相互接触,不接触的物体之间是不会产生压力的。就像天上的飞机和地面没有接触,它们之间就不存在压力。其次,这两个相互接触的物体还要相互挤压才行。比如两个挨着但没有挤压的箱子,它们之间也没有压力。大家理解了吗?
第7页:
接下来,我们做个小练习,大家在草稿纸上画出支持面受到的压力和物体所受的重力的示意图。(稍作停顿,让学生画图)好啦,画完的同学可以看看这几幅图(展示相关图片)。大家看,在有些情况下,压力和重力的大小是相等的,比如物体放在水平面上静止的时候(F 等于 G);但有些时候,压力并不等于重力,像物体放在斜面上,压力就小于重力(F ≠ G);还有的情况,压力和重力毫无关系,比如我们用手把图钉按在墙上,这个压力和图钉的重力就没有什么关联(F与G无关)。所以啊,大家可不能一看到压力,就认为它和重力是一回事,一定要具体情况具体分析。
第8页:
同学们,我们继续来探索压力的奥秘。大家看,大型载重卡车安装了许多车轮,这样就不容易压坏路面;还有,我们用两个手指头顶住一端削尖的铅笔两端,会发现两根手指表面的凹陷程度和感觉都不相同。这说明压力作用在物体上产生的效果是不一样的,那大家猜猜看,压力的作用效果可能和哪些因素有关呢?(引导学生回答出压力大小和受力面积大小)
第9页:
大家的想法都很有道理,接下来我们通过实验来验证一下。我们先做出这样的猜想:压力的作用效果跟压力的大小有关,还跟受力面积的大小有关。然后我们来设计实验,大家看这组实验器材(展示相关实验图片,如木块、铁块、泡沫塑料等)。
第10页:探究压力的作用效果 - 实验过程
1. 实验一:我们先让木块和铁块分别放在相同的泡沫塑料上,这里木块和铁块对泡沫塑料的受力面积是相同的,但铁块比木块重,也就是压力更大。大家看实验结果,放铁块的泡沫塑料凹陷得更厉害,这说明了什么呢?对啦,当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果就越明显。就好像我们用同样大小的力去踩气球,一个气球里的气少,压力小,气球可能只是稍微变形;另一个气球气很足,压力大,气球就可能会被踩爆,这就是压力大小对作用效果的影响。
2. 实验二:现在我们换一种方式,用小桌分别以桌面和桌角放在泡沫塑料上,小桌的重力不变,也就是对泡沫塑料的压力是相同的,但是桌面和桌角与泡沫塑料的接触面积不一样,桌角的接触面积更小。大家再看实验结果,用桌角压的泡沫塑料凹陷得更明显。这又告诉我们什么呢?没错,当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果就越明显。就像我们用针去扎布,针很尖,受力面积小,轻轻一扎就能扎进去;要是用钝头的棍子去扎,很难扎进去,就是因为棍子的受力面积大,压力的作用效果不明显。
第13页:
通过刚才的两个实验,我们可以得出这样的结论:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越显著;当压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越显著。大家把这个结论记在笔记本上,这可是非常重要的知识点哦!以后我们在生活中遇到和压力作用效果有关的问题,就可以用这个结论来分析啦。
第14页:
同学们,我们已经知道了压力的作用效果和压力大小、受力面积有关,那有没有一个物理量能更准确地描述压力的作用效果呢?当然有啦,这就是压强。压强的定义是作用在物体上的压力大小与受力面积的比。用公式表示就是p 等于 F/S,这里的p表示压强,F表示压力,S表示受力面积。比如说,有一个物体受到10牛的压力,受力面积是2平方米,那么它受到的压强就是p 等于 10牛除以2平方米 等于 5牛/平方米。压强在数值上等于物体单位面积所受的压力,压强越大,压力产生的效果就越明显。大家可以想象一下,同样的压力,作用在很小的面积上,和作用在很大的面积上,效果肯定不一样,这就是压强在起作用。
第15页:
在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛,用字母N表示;面积的单位是平方米,用m 表示;那么压强的单位就是N/m ,读作“牛每平方米”。为了纪念法国科学家帕斯卡,物理学中也把压强的单位叫做帕斯卡,简称帕,用符号帕斯卡表示。也就是说,1 帕斯卡 等于 1 N/m ,它表示1平方米的受力面积上受到的压力为1牛。
第16页:
帕斯卡这个单位其实是很小的,比如说一粒西瓜子平放时对桌面的压强大约是20 帕斯卡,一块砖平放时对地面的压强可超过1000 帕斯卡。大家可以感受一下,20 帕斯卡和1000 帕斯卡的差别,就知道压强的大小变化会带来多大的不同啦。
第17页:压强 - 例题
现在我们来做一道例题,看看大家对压强的知识掌握得怎么样。(展示题目:体重为600 N的中学生,双脚与水平地面的接触面积为400cm ,求中学生站立时对地面的压强是多大?)
大家先思考一下,做这道题要用到哪个公式呢?对啦,就是压强的公式p 等于 F除以S。但是在计算之前,我们要先把单位统一,题目中接触面积的单位是平方厘米,我们要把它换算成平方米。1平方米 等于 10000平方厘米,所以400平方厘米 等于 400除以10000 等于 0.04平方米。
现在我们把数据代入公式:p 等于 F除以S 等于 600 N除以0.04 平方米 等于 15000 帕斯卡。所以,这位中学生站立时对地面的压强为1.5×10 帕斯卡。大家在做这类题目的时候,一定要注意单位的换算,不然很容易出错哦!
第18页:
同学们,在生活中,任何物体能够承受的压强都有一定的限度,超过这个限度物体会被压坏。所以,在日常生产和生活中,有时候我们需要增大压强,有时候又需要减小压强。那怎样根据需要来增大或减小固体之间的压强呢?我们来看这几幅图(展示切菜刀切菜、切蛋器切熟鸡蛋、增加书包背带宽度、铁路钢轨下铺设枕木的图片)。大家看,用切菜刀切菜和用切蛋器切熟鸡蛋,是通过什么方式来增大压强的呢?对啦,它们都是通过减小受力面积来增大压强的。切菜刀很锋利,刀刃很薄,切蛋器的钢丝很细,这些都减小了与物体的接触面积,从而增大了压强,让切菜、切蛋变得更容易。
再看看增加书包背带的宽度和铁路钢轨下铺设枕木,这又是怎么减小压强的呢?没错,它们是通过增大受力面积来减小压强的。宽宽的书包背带可以让肩膀承受的压力分散开,感觉更舒服;铁路钢轨下的枕木增大了与地面的接触面积,就不容易让铁轨陷入地面。
第20页:
下面我们来总结一下增大和减小压强的方法:
1. 增大压强:
- 当受力面积一定时,增大压力就可以增大压强。比如说,我们往墙上钉钉子的时候,用力越大,钉子就越容易钉进去。
- 压力一定时,减小受力面积也能增大压强。像缝衣服的针,针尖很细,就是为了减小受力面积,增大压强,方便穿过布料。
- 还可以在增大压力的同时,减小受力面积,这样增大压强的效果会更明显。比如用斧头劈柴,用力劈的同时,斧头的刃很锋利,就是同时利用了这两种方法。
2. 减小压强:
- 受力面积一定时,减小压力就能减小压强。比如我们搬运东西的时候,轻拿轻放,减小对地面的压力,就可以减小对地面的压强。
- 压力一定时,增大受力面积可以减小压强。像沙发做得又宽又大,人坐在上面,受力面积大,压强就小,感觉更舒服。
- 减小压力的同时,增大受力面积,减小压强的效果会更好。比如坦克要在松软的地面行驶,它的履带又宽又大,同时坦克自身重量也会有一定控制,这样就能减小对地面的压强,防止坦克陷进去。
第21页:课堂小结
好啦,同学们,今天这节课我们学习了很多重要的知识。首先我们认识了压力,知道它是垂直作用在物体表面上的力,属于弹力,还了解了压力的方向、作用点和产生条件。然后通过实验探究,我们知道了压力的作用效果与压力大小和受力面积有关,并且引出了压强的概念,压强是压力与受力面积的比值,用公式p 等于 F/S表示,单位是帕斯卡(帕斯卡)。最后我们还学习了增大和减小压强的方法。希望大家课后能够多观察生活中的压强现象,想一想它们是如何应用我们今天所学的知识的。下节课我们再来一起探讨更多有趣的物理知识!
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