2.3压强 第1课时(课件 19张PPT+教案)

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2.3压强 第1课时(课件 19张PPT+教案)

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八年级上册第二章第三节《压强》(第一课时)教案
一、核心概念与跨学科概念
1.核心概念
物质与相互作用:压力作用在物体接触面上会产生形变;
压强定量描述“单位面积上受到的压力”。
2.跨学科概念
量值与尺度:压力 vs 压强,面积放大10倍、压强缩小10倍;
系统与模型:把“脚—地面”抽象为“力—面积”模型;
稳定与变化:增大/减小压强→改变形变程度。
二、教学目标
维度 目标内容
科学观念 说出压强定义、公式及单位; 会解释“增大/减小压强”的两条基本途径。
科学思维 能用比例推理解决“面积改变→压强改变”问题; 能把生活问题抽象为“F、S、P”三量模型。
探究实践 完成“手指压铅笔尖与笔尾”“沙盘脚印”实验; 独立采集数据并绘制P-S图象; 设计并测试一种“雪地防陷鞋垫”。
态度责任 认识高寒、沼泽等地区铺设木板、雪鞋等工程对生态与民生的价值; 愿意向社区提出减小压强保护草场的建议。
三、教学重难点
重点:压强概念建立及 p=F/S 的定量应用。
难点:正确区分“压力”与“压强”;理解“面积”对压强的放大/缩小效应。
四、教学准备
器材:A4纸1张、图钉 20 枚、沙盘(湿沙 2 cm 深)、三种鞋印模(高跟鞋、平底鞋、自制宽底雪鞋)、砝码盒、压强小桌(四脚可套不同底面积脚垫)。
资源:青藏高原建桥纪录片、压强传感器+数据采集器、PPT(含“坦克履带”动图)。
学生:学习任务单、计算器、15cm塑料直尺。
五、教学过程
情境导入 投影“坦克过沼泽”动图→提问:坦克很重却为何不下陷? 学生抢答:履带增大面积
分析压路机和手按压瓶子中的压力,它们是怎样产生的?分别作用在物体的哪个位置?方向如何?
设计意图:创设认知冲突,激活兴趣
体验激趣 体验1:手指同时压铅笔尖与笔尾→谈感受差异 记录“痛/不痛”→猜测与“面积”有关→引出压力的概念:垂直压在物体表面上的力
介绍压力的三要素:大小、方向和作用点 区分压力和重力
设计意图:具身体验,建立直观;辨析重力和压力
人在沙滩上行走,会在沙滩上留下脚印。这就是说,压力会使物体的表面产生凹陷的效果。尽管在许多情况下,物体表面的凹陷很小,肉眼看不出来,但它却是存在的。对于相同的支承面,压力产生的效果跟哪些因素有关呢?
探索活动:①按图进行实验,观察并比较各次实验中海绵的凹陷程度。②小凳子对海绵的压力,小凳子与海绵的接触面积(即受力面积),是两个需要考虑的因素。③图甲和图乙相比,哪个因素相同、哪个因素不同?图乙和图丙相比,哪个因素相同、哪个因素不同?④压力作用的效果各有什么区别?从图甲与图乙的比较、图乙与图丙的比较,可以得出什么结论?
实验探究 压强小桌 小桌四角套不同脚垫(1 cm →4 cm →16 cm ),加同一砝码→用压强传感器测桌脚对沙盘压强 现场读数→GeoGebra 实时描点 P-S 图象→发现反比关系
得出结论:压力的作用效果与压力有关,受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显。
压力的作用效果与受力面积有关,压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
设计意图:明确压力作用效果的影响因素,技术融合,深化理解
由手指同时压铅笔尖与笔尾来建构概念 板书:压力F↑→痛;面积 S↑→不痛→引出“单位面积”概念→给出压强定义、符号、单位 速记公式 p=F/S
设计意图:由定性到定量
实验探究 沙盘脚印 任务单:把三种鞋模依次放在湿沙上,加2kg砝码→测下陷深度 h;计算每种鞋模的S;填“p=F/S”表 小组分工:测S、测h、记录、计算
设计意图:真实数据支撑概念
规律提升 引导归纳:p与 F正比,与S反比;解释“坦克履带”与“刀刃”相反策略口头完成填空:增大压强→____;减小压强→____
压强单位:帕斯卡 1帕=1牛/米2
一张对折的报纸平铺在桌面上,对桌面的压强约为1帕
一粒西瓜子平放在桌上,对桌面的压强约为20帕
设计意图:从数据上升到规律
迁移应用 任务:为“雪地徒步”设计一款防陷鞋垫(可用 A4 纸折、剪、贴)→现场测试承重10N时沙盘下陷深度 3 min 制作→1 min 测试→评选“最佳设计”
设计意图:学以致用,态度责任
8、概念辨析 快问快答:①“压力越大压强一定越大吗?”②“刀刃锋利是减小面积还是增大面积?” 设计意图:及时纠偏
9、小结与评价 板书回顾→手势口诀:双手张开“增大面积减小压强”,双手合拢“减小面积增大压强” 设计意图:趣味固化
六、板书设计
2.3.1固体压强
1. 定义:单位面积上受到的压力
公式:p=F/S
单位:Pa(1 Pa = 1 N/m )
2. 改变压强:
增大压强:F↑ 或 S↓
减小压强:F↓ 或 S↑
3. 实验结论
沙盘脚印:S↑→h↓
压强小桌:p∝1/S
4. 应用
坦克履带、雪鞋、刀刃、图钉
七、作业设计
A 基础巩固
1. 课本 第 1、3 题(计算 p)。
2. 家庭小实验:用体重秤测自身重力,再测单脚、双脚站立时报纸压痕面积,估算两种情况的压强。
B 拓展提升
3. 拍照记录社区 1 处“减小压强”公共设施(如盲道凸起、草坪垫板),用50字解释其原理并上传班级钉钉群。
C 挑战任务(选做)
4. 设计一份“保护草场”倡议书:结合压强知识提出 2 条可操作建议,200字以内,可附示意图。
八、教学反思
沙盘实验一组学生测S时忘记减去鞋模壁厚,导致误差>20%,下次发放“面积模板”校准。
压强传感器实时图象直观,但 2 组数据线松动,需课前再检。(共19张PPT)
2.3压强
【第二单元 力与空间探索】
八年级上册
分析下图中的压力,它们是怎样产生的?
分别作用在物体的哪个位置?方向如何?
滚筒与地面相互挤压,压力作用在地面上,与地面垂直。
手与瓶子相互挤压而产生的,压力作用在瓶子的表面上,并与接触面 相互垂直。
压 力
符号:F 单位:N
是物体之间相互挤压。
1、产生原因:
② 压力的方向垂直于受力面。
3、特 点:
① 压力作用在受力物体的表面上。
垂直压在物体表面上的力。
2、定 义:
F
F
F
4、压力的三要素:
(2)方 向:
垂直受力物体表面
(1)作用点:
在受力物体的表面上
(3)大 小:
压力的大小都等于重力吗?
G
N
F
① N G

F = G
N = F


(二力平衡)
(力相互作用)


N = G
(水平放置)
=
F
G
F
F
求下列情况下,墙面受到的压力
G
N
② N ≠ G
G
F
N
③ N 与 G无关
(斜面上放置)
1、压力不一定由重力而产生;
2、当物体静止在水平面上时,它对水平面(且无其他外力)的压力等于它的重力,
结 论:
即 N = G = mg。
压力与重力有什么区别?
压力与重力的比较
定 义
施力物体
受力物体
方 向
作用点
大 小
压 力
重 力
由于地球的吸引而使物体受到的力
垂直作用在物体表面的力
物体本身
被压的物体
压在物体表面的物体
地球
竖直向下
垂直于物体表面
物体重心
在受力物体的表面上
与质量成正比
可能与重力有关
也可能与重力无关
人在沙滩上行走,会在沙滩上留下脚印。这就是说,压力会使物体的表面产生凹陷的效果。尽管在许多情况下,物体表面的凹陷很小,肉眼看不出来,但它却是存在的。对于相同的支承面,压力产生的效果跟哪些因素有关呢?
1.按图进行实验,观察并比较各次实验中海绵的凹陷程度。
2.小凳子对海绵的压力,小凳子与海绵的接触面积(即受力面积),是两个需要考虑的因素。
3.图甲和图乙相比,哪个因素相同、哪个因素不同?图乙和图丙相比,哪个因素相同、哪个因素不同?
4.压力作用的效果各有什么区别?从图甲与图乙的比较、图乙与图丙的比较,可以得出什么结论?
比较甲、乙得结论:
压力的作用效果与压力有关,受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显。
压力的作用效果与受力面积有关,压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
比较乙、丙得结论:
影响压力的作用效果的因素:
总结:
1、压力大小
2、受力面积大小
F1 =200N F2 = 100N
S1 = 2m2 S2 = 2m2
B
A
F1 =200N F2 = 200N
S 1 = 2m2 S2 = 3m2
A
B
相同受力面积比较压力
相同压力比较受力面积
如何比较不同物体所受压力的作用效果?
三、压 强
1、压强的物理意义:
表示压力的作用效果。
2、压强的定义:
物体单位面积上受到的压力叫压强。
p
3、压强的定义公式:
压力
受力面积
压强
p
=
=
F
S
注意:
① 公式中F是压力而不是重力G,
  当物体水平放置时才是 F = G
② S是受力面积,是物体之间的接触面积。
③ 单位要统一 F----牛 S----米2
4、压强的单位:
1 帕 = 1 牛/米2
牛/米2 ( N/m2 )
有专门的名称叫帕斯卡,简称帕(Pa)
5、公式变形:
p
=
F
S
p
=
F
S
百帕
千帕
兆帕
自行车轮胎气压一般450千帕,它的物理意义?
帕斯卡是一个很小的单位
一张对折的报纸平铺在桌面上,对桌面的压强约为1帕
一粒西瓜子平放在桌上,对桌面的压强约为20帕
1 帕斯卡
对折的报纸对桌面的压强约为
1米2的受力面积上受到的压力是1牛
1帕表示什么意思?
1粒西瓜子平放在桌面上时,对桌面的压强约为
例题1:质量为60千克的人,他每只脚接触地面的面积为196厘米2,当他站立在地面上时,人对地面的压强为多少?
解:当人站立时,地面受到的压力等于人受的重力:
地面的受力面积为两只脚的面积:
P=F/S
答:人对地面的压强是15千帕。
F=G=mg
S=196厘米2×2=392厘米2
地面受到的压强为:
=60千克×9.8牛/千克
=588 牛
=3.92×10-2米2
=588牛/3.92×10-2米2
= 1.5×104帕=15千帕
分析:根据 F = G = mg 先求压力大小;
然后再求出受力面积大小,
(注意:如人走路和站立时脚与地面的
接触面积不同);
最后根据公式 P = F/S 求压强大小。
注意单位的换算,解题规范。
例题2:当他在地面上行走时,人对地面的压强为多少?
P1= F/S1
F2 = G人 + G书包
分析:在地面上行走时与站立在地面上时,
哪个量发生了变化?
例题3:当背着60牛的书包在地面上行走时, 人对地面的压强为多少?
分析:背着58.8牛的书包与在地面上行走时,
哪个量发生了变化?
P2 = F2/S1 = 540牛/2×10-2米2
答:行走时人对地面的压强为24.5千帕
答:背着书包行走时人对地面的压强为27千帕
= 2.45×104帕 = 24.5千帕
= 2.7×104帕 = 27千帕
= 490牛 + 60牛 = 540牛
= 490牛/2×10-2米2
任何物体能承受的压强都有一个限度,超过这个限度,物体就会遭到损坏。各种材料所能承受的最大压强值可以从一些专门的手册中查找到,它是建筑设计师设计建筑物时必须考虑的一个因素。
1.一个小孩在结冰的河面上玩要,突然发现脚下的冰层即将破裂。此时,他应采取怎样的措施,使自己最大可能安全地离开那里?
2.把砖块平放、侧放或竖放在地面上时,如图所示砖对地面的 相等,砖 时对地面的压强最大,砖 时对地面的压强最小。
平 放
侧 放
竖 放
压力
竖放
平放

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