一,本章概述
本章是力學知識的重點內容,也是難點內容.本章知識包括壓強,液體壓強,大氣壓強,氣體壓強與流速的關係的知識.這些知識在日常生活和生產中都有廣泛的應用,學生對與這些知識相關的物理現象較為熟悉,但對其道理卻若明若暗,因此學生對這些知識有極強的求知慾望,這就給教師的發揮,調動學生進行探究教學打下了較好的基礎.
本章教學的知識與技能的要求是:
1．通過實驗探究,學習壓強的概念,能用壓強的公式進行計算;知道增大和減小壓強的方法.
2．了解測量大氣壓強的方法.
3．通過實驗探究,初步了解流體的壓強與流速的關係.
本章的知識核心是壓強,它是學習液體壓強,大氣壓強,氣體壓強與流速的關係的基礎.因此,處理好壓強的教學是搞好本章教學的關鍵.
本章教材中各節開篇都是從學生感興趣或學生熟悉的現象入手,易將學生的帶入學習的情境中.另外,本章的主要知識點都是通過學生動手探究得出結論的.這對於學生進一步熟悉探究性學習的方法,提高學生的創造能力和自學努力都是非常有益的.
二．教材分析與教學建議
(一)壓強:
1.教材分析
本節教材可分為實驗探究,學習壓強的概念,增大和減小壓強的方法兩個單元.
知識與技能要求:通過實驗探究,學習壓強的概念,能用壓強的公式進行計算;知道增大和減小壓強的方法.
教學重難點:實驗探究和理解壓強的概念.
學生在日常生活中經常用不同的方法改變壓力的作用效果,如鉛筆刀鈍了就磨一磨;向牆裡按圖釘時要用力才行.但學生對壓強的概念卻很陌生.要理解壓強的概念在於認識壓力產生的效果跟壓力和受力面積的關係.
為此課文開頭就讓學生閱讀插圖提出問題,激活學生思維,緊接著安排了探究壓力的作用效果跟什麼因素有關的實驗.在探究這個問題時,學生較易理解壓力的大小對壓力作用效果的影響,但對受力面積大小與壓力效果之間的關係卻不清楚,課本讓學生猜想並根據插圖中的器材設計實驗,來驗證猜想是否正確.
這一探究過程對學生理解壓強的概念非常重要——學生通過這一實驗探究過程可以認識到比較壓力產生的效果不僅要看壓力的大小還要看受力面積的大小,從而得出用單位面積上受到的壓力來表示壓力產生的效果.由此引出壓強的定義和計算公式就是水到渠成的事了.
關於怎樣減小或增大壓強是這節課中最能夠體現從生活走向物理,從物理走向生活的內容.對於培養學生的STS精神是非常有益的.
2.自學建議
1．關於壓力的的概念:教材未對壓力下定義.學生對壓力這個名詞是比較熟悉的,但對壓力的定義卻並不清楚.大多數學生都認為壓力是由重力產生的,方向是向下的.教師在教學中也無須進行過多的解釋,但要通過實例,如向天花板按圖釘等告訴學生壓力不都是由重力產生的,壓力的方向也並不總是向下的.
2．關於壓力作用效果的探究實驗:課本圖13.1-3用木條壓迫橡皮泥產生形變的實驗效果就很好,但準備大量器材較麻煩.若改用鉛筆或原子筆做定性的實驗效果也不錯.方法是將鉛筆或原子筆的兩端用兩手的食指按住,用不同的力擠壓,觀察和感覺哪一次壓力的效果更明顯;再用相同的力擠壓,觀察和感覺哪一端產生的效果更明顯.
3．關於壓強的計算,讓學生完成基本計算即可.但在計算時要學生弄明白什麼是受力面積――受力面積就是兩個物體間的接觸面積,而非物體的底面積.如粉筆盒放在桌面上,桌面的受力面積就是粉筆盒的底面積,若粉筆盒只有1/3與桌面接觸;則桌面的受力面積僅為粉筆盒底面積的1/3.
4．關於增大和減小壓強的方法:
要在充分理解壓強概念和計算公式的基礎上,找到如何增大和減小壓強的方法.要充分利用課本插來說明減小有害壓強在工程技術上的重要意義,並要學生找出日常生活中發生在自己身邊的改變壓強的實例,並能進行正確的解釋.培養學生應用物理知識解決實際問題的能力.
(二)液體的壓強
本節教材可分為液體壓強的特點和連通器兩部分.液體內部壓強的規律是本節的重點,也是難點.
學生通過對壓強的學習知道物體由於受重力對支持物的面就會產生壓力,亦會有壓強.因此,學生對液體由於受重力作用對容器底有壓強就容易理解,但大多數學生對液體內部有壓強缺乏感性認識.課文開頭利用"想想議議"提出的兩個問題把學生引入學習的情境中.讓學生通過觀察插圖得出液體對容器側壁有壓強和液體對容器側壁有壓強隨深度的增加而增大;用演示實驗來驗證液體內部有壓強,研究液體內部壓強規律.注意:演示實驗是本節課成功與否的關鍵,教師要給以充分的重視.
連通器是液體壓強的應用,教材利用插圖的裝置得出連通器裡的水不流動時,各容器中水面高度總是相同的結論.然後引導學生利用液體內部壓強的規律加以解釋,利用插圖說明連通器在日常生活中有廣泛的應用,告訴學生船閘也是連通器,利用投影,掛圖,或計算機課件說明其工作原理.並說明三峽船閘是世界上最大的人造連通器,提高學生的民族自尊心.
2.教學建議
(1)關於液體對容器側壁的壓強,教材讓學生通過觀察插圖的照片後通過思考討論得出結論的,在教學時可改為學生的探究實驗.讓學生在裝水的飲料瓶側壁的不同高度用粗針扎幾個孔,觀察水噴出的緩急程度,得出液體對容器側壁有壓強和液體對容器側壁的壓強隨深度的增加而增大的結論.在實驗前要提醒學生不要讓水噴到盤子外邊.
(2)關於液體內部壓強的規律,教材是利用插圖的演示實驗總結得出的,在教學時可改為學生的探究實驗.在實驗前要仔細介紹U型管壓強計的使用方法.
(3)課程標準未對本節課的內容提出知識與技能方面的要求.因此,在教學中不必刻意追求知識的嚴密,而要把培養學生的探究能力放在首位.
(三)大氣壓強
本節教材可分為確認大氣壓的存在,大氣壓的測量與變化兩部分.
知識與技能要求:了解測量大氣壓強的方法.
讓學生真正認識大氣壓的存在是本節課的難點;了解測量大氣壓強的方法是本節課的重點.
大氣壓是重要的物理現象,它與生產和生活有著密切的聯繫.學生在日常生活中經常利用大氣壓,但學生對大氣壓的存在並卻不清楚.因此,這節課首先要讓學生確認大氣壓的存在.課本用插圖中的甲,乙兩個現象和丙的實驗來證明大氣壓的存在.
在學生確認大氣壓的存在後課文提出:大氣壓究竟有多大 課本通過插圖的實驗使學生對大氣壓的大小有一個感性認識,再利用錄像演示了託裡拆利實驗,並解釋託裡拆利實驗原理.這是本節的重點,也是本節的難點.在這裡還要讓學生知道標準大氣壓的值和大氣壓隨高度的增加而減小.
在學生充分理解託裡拆利實驗的基礎上,課文介紹大氣壓的測量儀器——水銀氣壓計和金屬盒氣壓計.在介紹氣壓計時,教材把重點放在常用的金屬盒氣壓計上.
最後讓學生觀察插圖中的活塞式抽水機和離心式抽水機的抽水示意,通過"想想議議"來弄明白它們的工作原理.
另外,這節課的習題也非常有生活氣息,教師可引導學生通過討論來弄明白其中的道理.
2．教學建議
(1)關於確認大氣壓的存在,可利用實驗來證明大氣壓的存在.這個實驗的效果非常明顯,它既能證明大氣壓的存在還能引起學生極大的學習興趣.有條件的學校還可增加馬德半球模型的實驗(它既能證明大氣壓的存在還能使學生對大氣壓的大小有一個感性認識).在學生確認大氣壓的存在後就可讓學生利用大氣壓的知識解釋生活現象.
(2)關於大氣壓與高度的關係:大氣和液體都是流體,因此它們的性質有相同之處,大氣壓與液體壓強的性質相似,在進行教學中教師可先引導學生複習液體壓強的性質,再用類比的方法得出大氣壓也隨大氣深度的增加而增大.由於人們平時是站在下面向上看的,故改成大氣壓隨高度的增加而減小.
(3)關於大氣壓的測量:了解測量大氣壓強的方法是本節課的主要目的,而託裡拆利實驗是測量大氣壓的基本方法.由於水銀是有毒的,不能在課堂上進行實驗.所以,在教學中要充分利用錄象把這個實驗演示好.
(四)氣體壓強與流速的關係
本節教材可分為探究氣體壓強與流速的關係,在氣體和液體中,流速越大的位置壓強越小結論的應用兩部分.
知識與技能要求:通過實驗探究,初步了解流體的壓強與流速的關係.
氣體壓強與流速的關係是屬於流體動力學的知識.該知識在日常生活和生產中有較廣泛的應用,故課程標準中增加了對這個知識點的知識與技能要求.課本是利用插圖的實驗創設情境把學生引入求知的情境中,然後提出研究的問題,讓學生進行猜想,通過做插圖的探究實驗,得出結論——在氣體和液體中,流速越大的位置壓強越小.然後用它來解釋飛機的升力.
(1)插圖的實驗易做,現象明顯,極易引起學生的學習興趣.在得出"在氣體和液體中,流速越大的位置壓強越小"的結論後,應回頭對實驗現象進行理論解釋,可為學習"飛機的升力"奠定基礎.
(2)關於在氣體和液體中,流速越大的位置壓強越小的結論,除飛機的升力外,熱水器冷熱水的混合,某些噴霧器中也有應用.
(3)本節課的知識與技能要求是"通過實驗探究,初步了解流體的壓強與流速的關係."因此,一定要引導學生做好圖13.4—2的探究實驗.
(4)插圖機翼模型的實驗,可讓學生在課前製作,課堂實驗.有條件的可製作模型飛機.
(5)有條件的可把解釋飛機的升力時用的插圖做成動畫,效果更好.