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第八章
神奇的压强
8.1
认识压强
【教学目标】
知识与技能：
1．知道压力的概念，知道压力的作用效果跟什么因素有关。
2．知道压强的概念、公式和单位，能用压强公式进行简单计算。
3．知道增大和减小压强的方法及其在生产和生活中的应用。
过程与方法：
经历探究压力的作用效果跟哪些因素有关的过程，学习运用控制变量法研究问题。
情感态度与价值观：
通过对日常生活、生产中压强现象的解释，使学生养成将物理知识应用于日常生活、生产的意识。
【教学重、难点】
教学重点：压强的概念贯穿全章，探究压力的作用效果跟哪些因素有关是建立压强概念的关键，所以压强的概念及其建立过程是本节课教学的重点。探究压力的作用效果跟哪些因素有关的实验设计要用到控制变量法，这种方法在初中物理实验中经常用到，也是本节课的教学重点。
教学难点：压力的概念容易和重力相混淆，学生对于自己周围的压强现象比较熟悉，但对这些现象并不能上升到压强的角度去认识，根据生活现象得到的一些结论往往也是片面的，因此压力和压强的概念是本节课的教学难点。
突破重点的思路：探究压力的作用效果跟哪些因素有关采用的是控制变量法，这种方法学生们在探究摆的快慢跟哪些因素有关和探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关时都曾使用过，因此，教学中可以通过学生回顾旧知识来确定实验思路，即研究压力的作用效果跟压力的大小是否有关时，要保持受力面积不变，改变压力大小，比较压力的作用效果是否一样；研究压力的作用效果跟受力面积是否有关时，要保持压力的大小不变，改变受力面积的大小，比较压力的作用效果是否一样。
突破难点的思路：学生对于压力并不陌生，但是他们根据生活现象对压力产生的认识往往是片面的，如认为压力就是重力、压力的方向都是向下的。教学中可以利用学生已有的生活经验，通过学生观察几种常见的压力示意图，找出压力的方向的特点和压力的作用效果，建立压力的概念。再通过师生互动，引导学生比较压力和重力的施力物体和受力物体，比较压力和重力的大小、方向和作用点，使学生明确压力和重力是两个完全不同的力，压力的方向不一定向下，压力的大小也不一定等于重力的大小，从而纠正学生的错误认识。在学生探究得出压力的作用效果跟压力的大小和受力面积的大小的关系后，可以引导学生模仿比较物体的运动快慢来比较压力的作用效果。即相同压力比受力面积，受力面积越小，压力的作用效果越大；相同受力面积比压力，压力越大，压力的作用效果越大。再通过学生回顾学过的速度概念的建立过程，采用类比的方法引出压强的概念。
【教学准备】
教师演示器材：多媒体课件、图钉、小方桌模型、细沙、砖块、刻度尺。
学生实验器材：图钉、小方桌模型、细沙、砖块、刻度尺。
【教学过程】
一、新课引入
用多媒体课件展示下列问题情景：（1）为什么大型载重卡车有许多轮子（2）为什么图钉的钉尖做得很尖，而钉帽却做得很大？（3）锥子的柄为什么做得圆而粗，而锥头却做得很尖？（4）在茫茫的雪原上，徒步行走几乎寸步难行，而用雪橇却能使人如插上翅膀轻捷如燕，这是为什么？（5）在炎热的夏天，蝉在树上叫个不停，蝉是怎样从树上吸取汁液的？（6）在茫茫的沙漠上，驮着沉重货物的骆驼为什么能稳健自如地在松软的沙子上行走？……
师：这些现象都与压力的作用效果有关。那么，什么是压力呢？压力的作用效果跟哪些因素有关呢？今天我们就来学习第八章《神奇的压强》。
（板书：第八章
神奇的压强
第一节
认识压强）
二、新课教学
（一）什么是压力
用多媒体课件展示几种常见的压力的示意图：（a）放在水平桌面上的墨水瓶对桌面的压力；（b）在墙上按图钉时手对图钉的压力；（c）小朋友坐滑梯时对滑梯的压力。
师：请大家仔细观察，压力的方向有什么特点？
生：垂直物体的表面。
师：压力对受力物体会产生什么效果？
生：会产生形变。
师：物理学中，把垂直作用在物体表面上的力叫做压力。压力是由接触的物体相互挤压产生的，所以一切物体的表面受到压力时，都会发生形变。
（板书：1．垂直作用在物体表面上的力叫做压力。）
师：图（a）中压力的施力物体是什么？受力物体是什么？
生：压力的施力物体是墨水瓶，受力物体是桌面。
师：图（a）中重力的施力物体是什么？受力物体是什么？
生：重力的施力物体是地球，受力物体是墨水瓶。
师：压力与重力是不是同一个力？
生：不是，因为它们的施力物体和受力物体都不同。
师：对。压力是垂直作用在物体表面上的力，是物体间相互挤压产生的；而重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力，压力和重力的性质是不同的。
师：图（b）中压力的大小等于重力吗？
生：不等于，此图中压力与重力没有任何关系。
师：图（b）中压力的方向与重力相同吗？
生：不相同。
师：重力的方向是竖直向下的，是唯一的；而压力的方向总是垂直物体的表面，随物体的表面改变，也可以是水平的。
师：力的作用点在受力物体上，下面我们再来分析一下压力和重力的作用点。
生：图（a）中压力的作用点在桌面上，而重力的作用点却在墨水瓶上。
师：所以压力和重力是两个完全不同的力。有些情况下压力的大小等于重力的大小，压力的方向也会跟重力的方向一致；但有些情况下压力的大小又不等于重力的大小，压力的方向也会跟重力的方向不一致。
（二）探究压力的作用效果
1．提出问题
学生观察桌子上的图钉。
师：怎样才能把图钉按入比较坚硬的墙面？
生：要把图钉按入比较坚硬的墙面，需要用比较大的力气。
师：为什么图钉的头做得很尖，而图钉帽做得很宽大？
生：钉头做得尖，容易按入墙中，而钉帽做得宽，是为了避免刺破手。
师：按图钉时用力大一些，才能把图钉按入比较坚硬的墙面；而墙和手受到同样大的压力，由于受力面积不同，产生的效果也不同，那么压力的作用效果到底跟哪些因素有关呢？
2．猜想与假设
生：可能跟压力的大小有关，，因为用力越大，图钉越容易被按入墙中。
生：可能跟受力面积的大小有关，因为钉头做得越尖，图钉越容易被按入墙中，
师：怎样才能验证我们的猜想？
生：用实验来探究。
3．制定计划与设计实验
师：压力的作用效果可能跟压力的大小有关，也可能跟受力面积的大小有关，那么我们要探究压力的作用效果跟哪些因素有关需要采用什么方法？
生：控制变量法。
师：什么是控制变量法？
生：物理学中用实验研究三个量之间的关系时，常用的方法是：先使一个量不变，研究其余两个量的关系；再使另一个量保持不变，研究其余两个量的关系。最后即可得到三个量之间的关系，这种方法叫做控制变量法。
师：前面我们在哪些实验中运用了这种方法？
生：在探究摆的快慢跟哪些因素有关时运用了控制变量法。
生：在探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关时也运用了控制变量法。
师：运用控制变量法，谁能说说本节课实验的思路？
生：研究压力的作用效果跟压力的大小是否有关时，要保持受力面积不变，改变压力的大小，比较压力的作用效果是否一样；研究压力的作用效果跟受力面积的大小是否有关时，要保持压力的大小不变，改变受力面积的大小，比较压力的作用效果是否一样。
师：桌面上的器材，我们可以选择哪些来进行实验？
生：小方桌模型、细沙、砖块。
师：谁能说说具体的实验方案？
生：研究压力的作用效果与压力是否有关时，可把小方桌正面朝上放在沙面上，通过在桌面上放砖块来改变压力大小，可以用直尺来测量桌脚下陷的深度来说明压力作用效果不同；研究压力的作用效果与受力面积是否有关时，可把小方桌先正面朝上，然后改为反面朝上放在沙面上，通过观察和测量可以发现，小方桌两次陷入的深度不同。
师：说得非常好。下面就请大家按照这个实验方案来进行实验。
4．进行实验与收集证据
学生实验时，教师巡视，及时解决学生在实验中遇到的困难，注意学生在操作上的错误而给予纠正。
5．分析论证
学生讨论交流，展示实验得到的结论：当受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显；当压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
（板书：2．当受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显；当压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。）
（三）什么是压强
师：同学们还记得比较物体运动快慢的方法吗？
生：相同时间比路程，相同路程比时间。
师：与此相似，我们怎样比较压力的作用效果呢？
生：相同的受力面积比压力，压力越大，压力的作用效果越大；相同的压力比受力面积，受力面积越小，压力的作用效果越大。
师：物理学上用速度来表示物体的运动快慢，其实就是相同的时间比路程。同样的，物理学上用压强来表示压力的作用效果。其实也就是相同的受力面积比压力。
师：速度的定义是什么？
生：物体在单位时间内通过的路程。
师：那么压强的定义应该怎样下？
生：物体单位面积上受到的压力叫做压强。
（板书：３．物体单位面积上受到的压力叫做压强。）
师：速度的公式是什么？
生：速度＝，即v＝。
师：那么压强的公式应该是什么？
生：压强＝。
师：如果用字母P表示压强，F表示压力，S表示受力面积，则压强的公式可写成P＝。
（板书：P＝）
师：压强公式中P、F、S的国际单位分别是什么？
生：F的单位是牛（N），S的单位是平方米（m2），P的单位是牛每平方米（N/
m2）。
师：牛每平方米有一个专门的名称叫做帕斯卡，简称帕，符号是Pa。这是为了纪念法国科学家帕斯卡而命名的，1Pa＝1N/
m2。
（板书：1Pa＝1N/
m2）
师：有谁知道1Pa的物理意义？
生：表示1m2的面积上受到的压力是1N。
指导学生观看课本图8—4，了解一些物体的压强。
师：人站在水平地面上产生的压强约为10000
Pa，物理课本平放时对桌面的压强约为60
Pa。
（四）怎样增大和减小压强
师：根据公式P＝，请同学们说说增大压强的方法有哪些？
生：当受力面积一定时，增大压力。
生；当压力一定时，减小受力面积。
生；在增大压力的同时减小受力面积。
（板书：4．增大压强的方法：
（1）当受力面积一定时，增大压力；
（2）当压力一定时，减小受力面积；
（3）在增大压力的同时减小受力面积。）
师：减小压强的方法有哪些？
生：当受力面积一定时，减小压力。
生；当压力一定时，增大受力面积。
生；在减小压力的同时增大受力面积。
师：课本图8—6中哪些是属于增大压强的？哪些是属于减小压强的？
生：（b）和（c）属于增大压强，（a）和（d）属于减小压强。
师：谁还能举出增大或减小压强的其它事例？
生：大型载重卡车有许多轮子是为了增大受力面积减小压强。
生：坦克的轮子装有履带是为了增大受力面积减小压强。
生：火车的铁轨铺在枕木上是为了增大受力面积减小压强。
生：骆驼的脚掌很大是为了增大受力面积减小压强。
生：啄木鸟啄食害虫的喙很长很尖是减小受力面积增大压强。
生：夏天蝉在树上用尖嘴吸取汁液是减小受力面积增大压强
生：盲道上有条形的凸起是为了减小受力面积增大压强。
……
三、课堂小结
师：通过本节课的学习，你有什么收获？
生：知道了压力的概念，知道了压力的作用效果跟压力的大小和受力面积的大小有关。
生：知道了压强的概念、公式和单位。
生：知道增大和减小压强的方法及其在生产和生活中的应用。
【板书展示】
第八章
神奇的压强
第一节
认识压强
１．垂直作用在物体表面上的力叫做压力。
2．当受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显；当压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
３．物体单位面积上受到的压力叫做压强。
P＝
1Pa＝1N/
m2
4．增大压强的方法：
（1）当受力面积一定时，增大压力；
（2）当压力一定时，减小受力面积；
（3）在增大压力的同时减小受力面积。
【课堂作业】
1．如图所示，把物理书从水平桌面的边缘慢慢拉出一半，但不离开桌面，则书对桌面的压力
，压强
。
2．质量相同的鸡和鸭同在湿稻田里走动。鸭的脚印比鸡的浅。这是因为鸭与鸡相比，鸭脚掌接触地面的面积较__
__，对地面产生的压强较_
_
_。(填“大”或“小”)
3．如图所示，是小雨同学在做“探究物体对水平地面压强与压力关系”的实验后绘制的p－F关系图像，则这个物体与水平地面的接触面积是
m2。
4．据报道，一个普通农民发明了塑料袋小提手，能防止双手被较重的塑料袋勒得发痛，如图所示。使用这种小提手提塑料袋能（
）
A．减小对手的压强
B．减小对手的压力
C．增大对手的压强
D．增大对手的压力
5．如图所示，A．小明用4根大头针插在橡皮上，放在一个纸盒子上面，纸面末被刺破；B．在橡皮上放一个苹果，发现大头针将纸盒刺破；C．小明在橡皮上插上50根大头针，并使针的下端平整，再放上苹果，结果纸盒末被刺破。
（1）比较A、B可得结论
；
（2）比较B、C可得结论
；
（3）小明采用的研究方法是
。
6．我们知道两个物体间的力的作用是相互的，当把其中的一个力称为作用力时，另一个力就叫做反作用力。牛顿第三定律告诉我们：两个物体间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。如图所示，一物体静止在水平桌面上，物体对桌面的压力F等于物体受到的重力G，即F＝G。请你依据牛顿第三定律和二力平衡的条件对此加以证明。
答案
1．不变，变大2．大
小3．0.05
4．A
5．（1）受力面积一定时，压力越大，压力作用效果越明显（2）压力一定时，受力面积越小，压力作用效果越明显（3）控制变量法6．物体静止，所受的重力G和支持力F/是一对平衡力，由二力平衡的条件可知，它们的大小相等，即G＝
F/。物体对桌面的压力F与桌面对物体的支持力F/是相互的，由牛顿第三定律可知，它们的大小也相等，即F＝
F/，所以物体对桌面的压力F等于物体受到的重力G，即G＝
F。
【教学反思】
本节课从学生熟悉的生活中的现象入手，引出压力的概念和压力的作用效果，使学生感到亲切而有趣，从而激发了学生的学习热情。教学中以科学探究为主线，让学生经历科学探究过程，学习科学探究方法，获取知识和技能，领悟科学思想，充分反映了新课程的基本理念。但是学生探究实验所用的器材比较单一，实验的具体方案也基本相同，这不利于培养学生的创新能力。教学中应适当增加器材，也可以让学生选用自己身边的物品来设计并进行实验。教学中压力与重力的区别分析得比较透彻；压强概念的建立，采用类比的方法，也收到了较好的效果。

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