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十一、参考资料-----------------------------------------------------15
《压强》教学设计
一、教学课题
人民教育出版社初中物理九年级第十四章第一节《压强》。
二、教学对象
×
中学九年级×
班(40人)。
三、教材分析
《压强》是人教版九年级第十四章第一节的内容。
本节内容主要建立在前面刚学习过的力的初步知识的基础上,是学习了重力、摩擦力后对另一类力的学习迁移,是学习了物体运动状态的改变和力的关系后对力的另一类作用效果的具体分析。
这一课着重学习的压强是整个单元的基础,也是学好液体压强、大气压强和浮力的重要保证。
另外,压强知识在生活和生产中应用广泛,因此,学习这部分知识具有重要的现实意义。
在本节教学内容中,“探究压力的作用效果跟哪些因素有关”,是学生培养能力、提高素质的主要载体;
“什么是压强”是本节的主要知识点,“怎样增大和减小压强”帮助学生进一步理解压强的概念,了解压强的应用。
另外,本节教材从生活走向物理,从物理走向社会的理念,体现了物理与生活、社会的密切联系。
故在教学中应采取分析现象,找出原因,提出猜想,进行试验验证猜想的研究方法,从而理解压强的概念和掌握控制变量法。
通过实验,理解压强。
知道日常生活中增大和减小压强的方法。
原(实验)稿
现(修订)稿
通过实验探究,学习压强的概念。
能用压强公式进行简单计算
通过实验,理解压强
(6)通过实验探究,学习压强的概念。
能用压强公式进行简单计算。
知道增大和减小压强的方法。
2.2.7通过实验,理解压强。
四、学情分析
1、学生在前一章中已学习了力学的初步知识,有了初步的受力分析能力。
而对于本节内容所学习的压强,已有了压力大作用效果明显的思维定势,这也是本节课要解决的难点所在。
2、学生通过一年多的物理学习过程,已经历了简单探究实验的过程,对如何用控制变量法探究自然规律有一定的认识。
对探究的七个要素:
提出问题,猜想与假设,制定计划与设计实验,进行实验与收集数据,分析与论证,评估,交流与合作都不陌生。
也具备了初步的观察、分析、归纳能力。
但通过实验现象寻找规律的能力还比较薄弱。
因此,教学中应注重学习方法的引导。
3、虽然对于压强的概念学生非常陌生,但压强的实例在生活中却很广泛,素材非常丰富。
对于学生来说,只要把两者有机地结合起来,理解和应用压强都将变的很容易。
五、教学目标和重、难点
根据全面提高学生素质的总体目标与《物理新课标》要求和本节教材内容特征,我确定本节的教学目标如下:
1、知识和技能目标
(1)理解压强的概念,知道什么是压力,什么是物体的受力面积。
(2)了解压强公式中各物理量的名称、单位及符号,知道压强单位的物理意义和由来。
(3)知道日常生活中增大和减小压强的主要方法。
2、过程与方法目标
(1)通过观察生活中各种跟压强有关的现象,了解压强存在于社会生活的各个方面的广泛性,知道对比是提高物理思维的基本方法。
(2)通过利用控制变量法探究压力的作用效果与哪些因素有关,经历科学探究的完整过程,培养观察能力、动手操作能力、信息处理和分析能力。
(3)通过分析课本图13.1-4、13.1-5、13.1-6的内容,了解改变压强的实际意义和基本方法,培养知识迁移能力和解决实际问题的能力。
3、情感态度与价值观目标
(1)亲身经历观察、实验以及探究等学习活动,培养利用日常用品探索自然现象和自然规律的兴趣,培养发散思维和创新意识。
(2)通过探究性物理学习活动,培养实事求是的科学态度,培养对参与物理学习活动的兴趣,提高学习的自信,激发学习热情。
(3)通过生活、物理、社会的密切联系,培养勇于探索生活中的物理学原理的精神和将物理知识应用于社会活动的意识。
探究影响压力作用效果的因素;
理解压强的概念。
(三)教学难点
知道日常生活中改变压强的方法及压强在生活中的应用。
六、教学与学法
“教无定法,贵在得法”,有效的教学方法是取得良好的教学效果的保证。
依据新课标以学生为主体提倡探究式学习的教育理念,本课主要采用探究式教学法和启发谈话法相结合,与学生进行互动,让学生在教师引导下,通过自主探究及小组讨论亲自观察来发现自然规律。
力争做到到“三动”,即“全动、互动、主动”,充分调动学生学习的积极性、主动性,使学生在参与过程中自主学习,获得知识,创新意识和创新能力得到很好的培养。
七、教学设计思想
1.从生活走向物理,从物理走向社会
自然界的神奇现象震撼人心,生活中的物理现象妙趣横生,本节课,是一段惊险的表演,扎笔时手指的不同感觉以及大自然和生活场景的图片将学生带进了压强的学习之中,让学生从身边熟悉的生活现象出发,去探究并认识物理规律,这大大增加了学生学习物理的乐趣和积极性。
在学生探究压力作用效果跟哪些因素有关的实验过程中,利用矿泉水瓶、盘子、铅笔、橡皮泥、绳子等生活中常用的物品进行实验探究,不仅让学生体会到科学的真实性和可操作性,而且可以拉近物理与生活的距离,增加学生对物理课的亲切感。
在学生学习完压强的概念后,利用课件展现学生倍感亲切的生活场景,让学生分类,并从中找出增大压强或减小压强的途径,这些会使学生感到物理不是抽象而枯燥的,而是那么的生机勃勃、趣味盎然。
在课后,又引导学生通过采访、调查、网络查询等多种途径,收集相关信息,运用本节所学知识分析“国道不堪重负”的原因,并结合社会实际,寻找解决问题的方法,这培养了学生热爱科学、关心社会的意识和利用正确的价值观处理社会问题的能力。
2.自由开放,自主探究
苏霍姆林斯基说过:
“在人的心灵深处,都有一种根深蒂固的需要,这就是希望自己是个发现者、研究者、探索者。
”本节课,在设计实验验证猜想的环节中,打破了传统实验教学“照单抓药”的模式,充分发挥学生的创新思维,给学生提供广阔的自主探索发现的空间,表现在:
一鼓励学生自主选择器材。
二对同一探究问题,探讨出多种实验方案,摆脱了对教师和教材的依赖。
探究的过程既是暴露学生各种疑问、困难、障碍和矛盾的过程,又是展示学生的聪明才智、独特个性、创新成果的过程。
在这个过程中,解放学生的双眼去观察,解放学生的双手去实验,解放学生的大脑去思考,解放学生的嘴巴去交流,使他们可以无拘无束地尽情发挥,充分感受科学探究的乐趣,领略探究过程的美好与和谐,体验探究问题成功时的喜悦,呈现出一种开放的、自主的学习格局,学生的主体地位也得到了充分的体现。
3.授之以渔,终身受用
“授人以鱼,供一饭之需,教人以渔,则终身受用无穷”。
在本节课学生经历了“提出问题、猜想假设、设计实验、进行实验、表达交流、评估交流”这一较为完整的探究过程,弄清了原来未知的知识──压力作用效果跟哪些因素有关,这与科学家的创新发明在本质上并没什么区别。
在引导学生体验探究过程的同时,还对学生渗透求知方法的教育,正是控制变量、分类、归纳等方法帮助学生丢掉“拐杖”,主动地参与到知识获取过程中去,这些方法将成为学生终身受用的宝贵财富。
八、教学资源与准备
教师用:
多媒体课件。
学生用:
铅笔,橡皮泥,绳子,钩码,石膏粉,矿泉水瓶,托盘,木板,图钉。
九、教学过程及时间分配
1学时(45分钟)。
三)教学过程设计
教
学
内
容
教学过程
教师活动
学生活动
教学意图
新
课
引
入
(5分钟)
(30分钟)
同学们,你们看过这样的表演吗?
一个人躺在用钢钉做成的钢床上,另一个人用棒槌锤他身上的石块,石块碎了,人却安然无恙,你们说这是为什么呢?
我听到有的同学说是练了气功,有的说是变魔术,那拿掉石块,直接锤在身上这样可不可以呢?
下面我们一起来观赏这段惊险的表演。
(短片播放)
看完表演后,同学们切记这样的表演我们可不能模仿,那么这其中隐含着怎样的科学道理呢?
学完这节课我们就可以解开其中的奥秘了。
同学们,在前面我们相继学习了一些力的知识,今天老师想找一位男同学,一位女同学来讲台上比比力气,谁愿意上来呢?
比赛规则是每人一枚图钉,一块木版,看谁先钉进去谁为胜,好吗?
(发下器材,教师记时)
师:
很出乎意料是吧?
你们猜猜是什么原因呢?
同学们都想得不错(教师出示木版—相同)
你们再看一下图钉,又有何不同呢?
原来只有力气大还是不够的,同学们,在这个过程中,钉帽受到手指的力其实就是压力──垂直作用在物体表面的力。
那么在刚刚的游戏中,要想很顺利地钉进去还和什么因素有关呢?
刚才图钉帽的面积一样大,又该如何解释呢?
很好!
这个和物体相接触的面积我们就叫受力面积。
一、探究:
影响压力作用效果的因素
1、提出问题
下面我们一起做一个小实验。
请同学们分别用笔尖和笔帽扎手,体验有什么不同的感觉。
同学们,你们能从刚刚感受到的提出你想要知道的问题吗?
很好,下面我们再看四张图片,同样的,同学想从中提出什么问题呢?
非常好,大家都提的不错,其实上面的问题都是由于压力在物体上产生的效果不同引起的,那么知道压力产生的效果不同,现在,你最想了解的问题是什么?
2、猜想假设
好,下面我们就一起来探究一下这个问题,首先请同学们大胆猜想一下,到底压力的作用效果与什么因素有关呢?
很好,第一种猜想是受力面积。
好,第二种是猜想:
压力大小。
非常好,又有新的猜想,同学们,其实速度越快呢,用的力就越大,这在以后高中学完动量定理就会明白了,所以我们可以把这个猜想归入第二种猜想:
压力的大小。
3、实验探究
设计思路
那么同学们的猜想是否正确呢?
我们需要用实验来验证。
下面老师会让同学们进行自主实验探究,但是在同学们探究之前我们先思考一下,要怎样来设计我们的实验?
首先要考虑,现在我们要探究的问题里有几个变量呢?
有两个变量,那我们可以用以前学过的哪种方法来设计实验呢?
很好,用控制变量法,这位同学刚刚回答得很大声,你能告诉大家,你准备怎样设计呢?
进行实验
非常好,思路很清晰,既然思路出来了,下面我们就进行实验,老师这里给同学们准备很多实验器材,都是生活中的物品,有绳子,有重量不同的矿泉水瓶,橡皮泥,钩码,石膏粉和小托盘,同学们可以从中选择一些器材自行探究,验证你们的猜想。
同学们记得及时记录实验现象哦。
(老师巡视学生)
4、表达与交流
好,同学们的实验都差不多完成了,下面请一个小组的同学上台展示一下实验并交流探究结果。
这一小组选用的器材是矿泉水瓶,小托盘和石膏粉,下面请展示你们的实验。
那通过这样的现象,你们能从中得出什么结论?
非常好。
我们一起来总结一下他们实验的这一个步骤。
(PPT)
(1)探究受力面积一定时,压力作用效果与压力大小的关系
结论:
当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
好,继续展示你们的实验。
非常好,谢谢这组同学的展示,我们一起用掌声给他们鼓励一下。
同样的,我们再来总结一下他们第二个步骤。
(2)探究压力一定时,压力作用效果与受力面积的关系
当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
5、评估与交流
很好,其他小组的同学也得出同样的结论吗?
下面请各组交流一下在实验中遇到的困难和解决的方法,提供自己的成功经验,让其他同学相互学习,共同提高。
好,大家的设计都很新颖,而且能很好的从实验现象中得出正确的结论。
同学们,在以后的学习中,老师希望你们能继续发扬这种探究精神,即使是遇到了困难,不要气馁,用心想一想,就像这次实验一样,总能找到解决的办法。
二、压强
那么通过以上的探究,我们知道压力的作用效果不仅与压力的大小有关,而且与受力面积的大小有关。
那么如何来比较压力的作用效果呢?
我们一起看一下,假设压力小桌对海绵的作用力都是30N,受力面积分别是3cm²
和30cm²
,那么请同学们告诉老师,两块海棉每平方厘米所受到的压力相同吗?
很好,也正是因为海绵每平方厘米所受的压力大小不同,才造成海绵的凹陷程度不一样。
在物理学上,我们引入一个新的物理量压强来表示压力的作用效果——把物体单位面积所受到的压力叫做压强。
那压强的公式要怎样表示呢?
因为压强表示的是单位面积所受的压力,我们可以用压力大小除以受力面积得出压强。
如果用P表示压强,用F表示压力大小,S表示受力面积,那么压强的公式就是
P=F/S
这个公式如何用文字来表示呢?
物体单位面积所受到的压力就是压强。
国际单位制中,力的单位是牛顿(N),面积的单位是平方米(㎡)。
由公式确定压强的单位就是牛顿每平方米(N/㎡),它有一个专用的名称叫帕斯卡(pascal)简称帕,符号是Pa。
1Pa=1N/㎡,这是为了纪念法国科学家帕斯卡。
帕斯卡是一个很小的单位,实际中还常用千帕(kPa),兆帕(MPa)。
如果同学们对帕斯卡感兴趣的话,可以课下的时候去查查资料。
同学们,现在我们利用压强的公式来做一道例题:
例题:
桌面上平放一本教科书,书的重量约2.5N,与桌面接触面积约4.7×
10-2m2,试计算书对桌面的压强。
非常好,同学们在解题时书写一定要规范,要一步一步仔细写。
要分析和写清楚压力F是多少,受力面积S多少,然后再用公式代入数字来解题。
那如果让书对桌面的压强增大一倍,怎么办?
你说呢?
他们说得对吗?
如果在桌面上不断的放书,行吗?
为什么?
同学们分析的真透彻,是的,其实任何物体能承受的压强都有一定的限度,超过这个限度物体就会被压坏。
如果大家有兴趣,可以课下调查一下各种物体的承受压强的能力。
三、压强的应用
我们学习了压强的知识,下面我们去体验和感受一下压强。
老师:
(出示刀和黄瓜)请一位同学来表演切黄瓜。
请问,你为什么不用刀背切?
请同学们来解释。
如果你用刀背切,能不能把黄瓜切开?
应怎么做?
请解释。
老师:
(拿出两个书包,一个带宽,一个带窄。
)请学生背书包谈感受。
那么增大压强有哪些办法呢?
(增大压力,减小受力面积)
同学们,压强是生活中应用非常广泛的一个概念,在生活和生产中有时要减小压强有时要增大压强,下面一起看一段视频,请同学们分析一下:
以下情景中,想一想:
以上事例中,哪些需要增大压强?
哪些需要减小压强。
(视频播放)
在刚才的视频中需要增大压强的是1、2、6、7,需要减小压强的是3、4、5。
非常好,那同学们能总结一下,人们通常用哪些方法来增大和减小压强吗?
同学们,通过今天所学的,再看回上课之前老师留下的问题,现在是不是就可以迎刃而解了呢?
下面请同学回答一下。
很好,因为受力面积大而减小了压强,也就减小了石头对胸的平均作用力.所以这样的表演应用的是物理原理,而不是什么气功。
希望同学在以后的日常生活中能够细心观察,我们发现,有很多的物理现象都蕴藏在生活的每个角落里,等待着我们去发现和探索。
可能练了气功,可能是在变魔术、、
、、、、、、、、、
学生争先恐后
学生齐声(好!
)
男女学生各一名上讲台(男同学使劲按不进去,但女同学比较轻松到按进去)
[生]木版不同、图钉不同
[生]那一定是图钉的问题了。
学生观察后发现男同学的图钉尖被切断了,而女同学的却很尖。
(学生恍然大悟)
可能还和面积有关,根据刚才的现象很清楚。
应该是和物体接触的面积才对
笔尖和笔帽扎手时的感觉为什么会不一样?
学生认真观察,同桌相互讨论。
[生]为什么啄木鸟的口器很尖?
[生]为什么啄木鸟可以把口器很容易地插入树皮?
[生]骆驼为什么可以称为“沙漠之舟”?
[生]为什么雪地上一个人可以自由滑行,而另一个人却陷在雪地里呢?
[生]压力作用的效果跟哪些因素有关呢?
[生]用笔尖和笔帽扎手时.用的力差不多大.可用笔尖扎得很痛.而笔帽则没有什么感觉,说明压力的作用效果和力的大小无关。
而是和受力面积有关.
[生]我们认为压力的作用效果与压力的大小和压力作用的面积可能都有关系.
[生]刚刚用笔扎手的时候,我发现速度越快,手就越疼,所以我觉得可能与速度也有关。
两个
控制变量法
让受力面积一定,研究压力作用效果与压力大小的关系;
让压力一定,研究压力作用效果与受力面积的关系。
自主探究并记录实验现象
小组实验:
学生上台演示:
(两位同学上台)
A:
我们两次都是倒放着小托盘,这样控制受力面积不变,然后放上轻的的矿泉水瓶,发现石膏粉表面没什么变化,然后放上重的矿泉水瓶,石膏粉被压的部分就会下陷。
B:
压力的作用效果与压力的大小有关。
压力越大,压力的作用效果越明显。
(学生回答,填写课件上的表格)
我们用同一瓶矿泉水来控制压力大小不变,然后先把小托盘正方,这时受力面积比较大,发现石膏粉没怎么变化,然后把小盘倒放,受力面积变小,发现表面下陷。
我们得出的结论是压力的作用效果与受力面积有关。
受力面积越小,压力的作用效果越明显。
一样
小组A:
我们小组一开始想用绳子切割橡皮泥,但是很难把握力度,所以我们最后利用绳子下面挂钩码来控制压力的大小不变,而且这样做实验现象也很明显。
看图思考:
不同
认识和了解压强的定义及表达式
压力大小除以受力面积
一名学生上黑板解,其他同学在练习本做。
解:
教科书静止地放在桌面上,它对桌面的压力等于它的重力,
所以F=2.5N,桌面的受力面积S=4.7×
10-2m2,
P=F/S=2.5N/4.7×
10-2m2=53Pa.
所以书对桌面的压强为53Pa。
[生]把书折回来就可以了,但不好操作,老师,可以用胶带纸吗?
(其他同学笑)
[生]我想再用另一本相同的书叠放起来更方便。
对!
(齐)
[生]不行,因为可能回把桌子压坏。
1、斧头砍伐木材
2、切菜刀切菜
3、铁轨扑在枕木上
4、挖掘机的宽大履带
5、滑雪运动员的滑雪板
6、钉子钉东西
7、锄头犁地
⑴当受力面积一定时,增大压力;
⑵当压力一定时,增大受力面积;
因为人躺在钢板上,受力面积很大,所以压强比较小。
创设问题情境,激发学生的学习兴趣、引起学生的注意。
(本问题,在新课结束前让学生讨论,以达到学以致用,前后呼应。
引导学生敢于提出问题,善于发现问题,培养学习物理的热情。
层层引导、步步深入,学生从自己的求知愿望出发提出了探究课题,必能激发学生的探究热情。
培养学生的发散思维。
授之以渔”,注重对学生进行方法指导。
培养学生选择实验器材的能力,有利于发挥学生的主动性,有利于发挥学生的实验创新能力。
让学生体验“瓶瓶罐罐当仪器,拼拼凑凑做实验”的乐趣。
培养学生的合作交流意识及语言表达能力
培养学生的归纳分析能力
使学生充分体验成功的喜悦。
通过多媒体总结实验,促进学生观察和思维的结合。
对科学探究过程和探究结果的评估对发展学生的评判性思维具有积极的意义。
由感性认识上升到理性认识,引导学生通过现象总结抽象出压强的概念。
鼓励同学们课后自己查资料了解帕斯卡的故事,可以锻炼同学们的查询资料的能力,激发学生对科学家的崇敬和热爱之情。
及时练习、及时反馈,有利于提高教学效果,加深对学生压强概念的理解。
活学活用,学以致用
让学生亲自体验压强,有助于学生理解和掌握。
充分体现了物理知识与生活的密切联系,培养学生热爱科学、热爱生活的情感。
首尾呼应,使学生感到本节设计有一种图融的美。
小
结
下面请同学们回顾一下我们本节课所学习的内容。
我们有请这位同学来说一下,他这节课学到了哪些内容。
之后,老师和同学一起结合板书进行总结。
[生]这节课我们一起交流,互相促进,共同提高。
不仅探究了影响压力作用效果的因素,理解了压强的概念,还学会了增大和减小压强的方法。
师生共同小结,既总结知识,也总结方法。
强化过程与方法的体验,促进情感的提升。
板
书
设
计
压强
一、实验探究
影响压力作用效果的因素:
压力大小、受力面积。
1、定义:
物体单位面积上受到的压力。
2、公式:
3、单位:
Pa,1Pa=1N/m2
4、物理意义:
三、应用:
增大压强:
减少压强:
通过提纲式的板书将所学的内容精要地浓缩在黑板上,有助于学生了解和掌握本节课所学内容。
作
业
布
置
通过课件展示汽车超载、国道破坏的资料,引导学生课后通过采访、调查、网络查询等多种途径,收集相关数据和信息,分析道路破坏的原因,寻找解决问题的方法措施,以“国道不堪重负”(或其他)为题,写一篇科学小论文。
培养学生获取和处理信息的能力,体现“从生活走向物理,从物理走向社会”的理念。
十、教学反思
课后总结
十一、参考资料
1、人民教育出版社初中物理九年级全册;
2、人民教育出版社初中物理课程标准及课程标准解读;
3、高等教育出版社,《中学物理教学概论》阎金铎,郭玉英。
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