师:同学们,在这堂课开始之前呢我想请一位同学上台来配合我做一个小游戏,来哪位同学自告奋勇的?
(挑选一位举手的同学)首先我要用这个眼罩把他的眼睛蒙上,看的见吗?(在他面前比划,学生摇头)
好,接下来呢?请伸出你的双手,手掌摊开,我要在你的双手各放上一个重物,请你大声地告诉大家哪边感受到的力更大好吗?
生:右手这个感觉更重
师:那究竟这位同学回答的对不对让我们一起来用天平验证一下(把两边的重物放上托盘天平),大家看到实际上是什么结果啊?
生:两边物体一样重
师:那为什么一样重的物体这位同学会感受到不一样的受力效果呢,那就是我们本节课要探讨的内容,压强。那么在学习压强之前,首先让我们明确一个概念,什么叫做压力?(板书:一、压力)物理学中我们把垂直作用在物体表面的力定义为压力(板书: 1.定义 :垂直作用在物体表面的力)大家看第一幅图,压力的方向是不是垂直于水平面? 对 第二幅图呢?垂直于斜面,再看第三幅图呢,垂直于墙面对不对?我们在前面的课堂中学习过重力,大家还记得吗,重力的方向是?始终竖直向下的,那让我们来比较以下这三幅图中重力与压力的区别。第一幅图,压力等于重力,第二幅图呢,压力要小于重力对不对,因为此时压力是重力的一个分力。第三幅图呢,压力和重力有关系吗,是不是没有关系,此时压力是由我们手指按压产生的。好那么从这三幅图中我们可以总结出 1、压力不是重力,但压力可以由重力产生,也可以由其他力产生 2.在什么情况下压力大小会等于重力呢,看第一幅图,是不是物体孤立放在水平面时,此时对水平面的压力大小才等于重力,但要注意只是大小相等,压力仍然不是重力。(板书)
那么接下来让我们从力的三要素来归纳压力的特征,力由哪三要素啊? 作用点,大小和方向(板书)那么压力作用点在哪,哪位同学回答一下?
生:压力作用点在物体表面上
师:对了,压力的作用点在受力物体的表面(板书)那么方向呢?
生:垂直于物体表面
师:非常棒,垂直于受力物体的表面(板书)那么它的大小有什么特征呢?是否等同于重力?
生:不同于重力
师:对,压力不同于重力,只有在鼓励放在水平面时才等同于重力的大小(板书)
那么大家了解到了压力,大家想一想,压力会产生什么样的作用效果呢? 当宇航员阿姆斯特丹踏上月球表面上,他脚下留下了一个脚印,那这个脚印是如何形成的呢? 对是由他本身对月球表面的压力造成了所在区域部分的凹陷对不对? 那么因此呢我们把压力的作用效果描述为受力物体表面凹陷的效果,只是凹陷的程度有大有小,很多时候甚至我们无法用肉眼观测到
下面呢我想带领大家做两个小活动,来对压力的作用效果有更为直观的认识,首先呢,我想请大家拿出一支铅笔,用两只手指分别抵住笔头和笔尖,好的,接下来我们两只手指同时往中间压铅笔,好我想问问大家有什么感受? 来这位同学,两只手指的感受有什么不同呀?
生: 笔尖这只手指更疼
师: 笔尖这边感到更疼对不对,那两边手指的凹陷程度呢?
生: 笔尖这边更明显
师: 笔尖作用下手指凹陷程度更大,换句话来说呢就是这边压力的作用效果更明显对不对?
好同学们我们在之前的课程中学习过二力平衡,此时笔的状态是不是平衡的?
生: 是的师: 那么说明,笔的两端受力大小呢?
生: 相同
师: 对,大小相同,方向相反,对不对,这样铅笔才能保持平衡。那么在受力大小也就是压力相同的情况下,为什么两边压力的作用效果不同呢?
生: 因为两边的受力面积不一样
师: 啊你们的反映很快,那么我们把这个疑问先存留,再来看第二个活动
我请一位同学上台来为大家演示一下好不好,这是一个气球,对不对,我们一边用手指,一边用手掌抵住这个气球,稍稍用力,我们会发现什么变化?来这位同学
生: 气球凹陷了
师:对手指这一侧的气球凹陷了,那手掌这一侧呢? 几乎没有明显的形变
好,接下来让我们逐渐对气球使劲儿,我们可以发现什么呀,随着我们用力越大,气球的形变越明显,在这个过程中我们改变的是? 压力的大小
好的,那么基于以上两个小活动,同学们可不可以大胆的提出假设,压力的作用效果到底与哪些因素有关呢?
生: 受力面积和压力大小
师: 非常棒,有没有同学做出其他的猜想?
好,看来大家的想法都比较一致,既然我们提出了想法,下面呢,就让我们用实验去验证,请大家以小组为单位利用老师为你们准备好的实验器材,设计你们的试验方案,并记录你们的实验结果,记得小组之间分工要明确,哪位同学负责记录,那位同学负责哪个因素,大家动手操作好吗。
好,大家都做的差不多了,我想请一个小组派出代表来分享以下他们的成果,来这个小组,你们是怎么探究压力作用效果与压力大小的关系的?
生:略
师: 非常棒,那我i们可以得出什么结论呢?
生: 压力越大,压力作用效果越明显
师:对了,在此期间我们需要控制受力面积不变
像这种控制一个变量,其他因素保持不变的探究方法我们称它为:控制变量法
好,再请一组同学分享与压力与受力面积的关系,来这一组
生:略
师: 很棒,那我们能得出什么结论呢?
生: 压力一定,受力面积越小,压力作用效果越明显
师: 对了,还有没有其他组同学跟他们用的是不一样的方法来探究的? 有没有?
看来大家都心有灵犀啊
好的,那么通过以上的实验,我们知道了压力的作用效果与 压力的大小和受力面积有关(板书)
那么既然我们从性质上分析了压力的作用效果,我们如何对它进行定量,求出它的具体数值呢?
那么接下来就引入了一个新的概念: 压强(板书)
我们把物体单位面积收到的压力叫做压强,用公式表示为 压强等于压力比上受力面积,用符号表示为p=F/S,这里的p,就是压强的符号,那么F 呢,就表示压力,S呢,对表示受力面积。那么既然知道了压强的公式,大家可不可以猜出压强的单位呢? 我们知道压力的单位是什么啊? 牛顿 面积的单位呢平方米,那么压强的单位就是 牛每平方米
为了更方便平时生活的应用呢,我们把这个单位叫做帕斯卡,简称Pa, 那么1Pa 就等于1 牛每平方米。更具体的来说,就代表平方米受力面积上受到的压力为1N.当然了,为什么压强的单位要起名为帕斯卡呢? 我来给大家科普以下这个物理学史,这是为了纪念伟大的物理学家,数学家帕斯卡,他于1653年提出了著名的帕斯卡定律,并且再液体压强和流体力学领域做出了极大的贡献,因此我们把压强的名字命名为帕斯卡。
好的,学习了压强这个概念之后,我们来看看它跟压力之间的区别
首先从意义层面,压力是指什么? 这位同学
生: 垂直于物体表面的力
师: 那压强呢?
生: 表示压力的作用效果
师;好那他们的大小之间有什么联系吗和区分?我们知道压力在物体水平放置时
生: 等于重力
师:那它跟受力面积有关吗/
生: 无关
师: 那压强呢? 不仅仅跟受力面积有关而且还跟压力的大小有关
压力的单位是什么呀? 牛
压强的单位呢? 帕斯卡
他们直接按有什么样的联系呢?
生: 压强师表示压力的作用效果
师: 好相信大家对压力和压强都有了清晰的认识,让我们回过头再看看课堂开始时我们做的小实验,为什么那位同学会感受到不一样啊,对因为两边的压强不一样,虽然两边钩码的重量相等,且水平放置,这意味着他们对手的压力相同,但因为,两边的受力面积不一样,所以下面这只手的收到的压强更大,对不对
那么接下来呢,我们来具体学习如何计算压强,大家看一看这两幅图,你们猜一下,谁对地面的压强更大呢?
光猜肯定不准确,我们来准确计算一下,首先老师为大家示范一下第一幅图这个舞者对地面的压强,我们看到这个舞者直立在水平面上,此时她对地面的压力就等于她自身的重力,即F1 =G =475N,而受力面积S 等于9.5平方厘米,等于9.5..........好,接下来请同学们拿出草稿纸计算出第二张图大象对地面的压强,我请一位同学到黑板上演算,其他同学在下面计算。好,大家看他做的是不是正确的呀,错在了哪里?
大象的腿是不是四条,那他的受力面积应该乘以4,好那位同学愿意上来帮他订正一下?
好,计算出结果以后我们可以看到,谁的压强更大呀?舞者,所以我们需要用科学的方法才能得出正确的结论
同学们,既然学习了压强,那么我们该如何把它应用于我们的生活当中呢?我们知道任何物体承受压强的能力都有一定的限度,超过这个限度物体就会怎么样? 被压坏,所以有时候我们需要减小压强,但有时候我们又需要增大压强
大家来一起看看下面几个例子,看看这些情况下运用了什么不同的原理。
第一幅图,坦克装有宽宽的履带,这是为了减小压强,它是通过增大受力面积来实现的,第二幅图呢,人坐在沙发上,这位同学答一下,对也是为了增大面积减小压强。那么第三幅图呢,是为了增大压强对不对,因为钢丝的受力面积很小。再看看自然界,骆驼宽大的趾是为了减小压强,而啄木鸟尖而长的喙是为了增大压强。那大家能不能举出自己知道的例子?
非常棒,看来大家对生活中关于压强的应用非常敏感,那我们来总结一下,增大压强的方法有:(板书),那么相对的,减少压强的方法有;(板书)
好的,让我们一起来回顾一下这堂课所学的内容:。。。
最后呢,请大家完成手中的习题单,好的,大家应该都完成了,请大家互相交换拿出红笔批改,我们来看第一题,选什么? 有没有同学答错的帮你批改的同学举一下手,他选的是哪一个? 大家说B项错在了哪里? 需要是孤立的物体对不对,我们再看第二题,选什么?A,有没有同学答错?为什B不对啊,因为走路过程中人跟地面的接触面积是不是一直在变化,但是人的压力是不是始终等于重力啊,所以选A,再看第三题,第一个空填 变小,第二个空填不变,有没有同学做错,因为这时候切掉了一半,虽然受力面积是原来的一半了,但是压力是不是也只有原来的一半啊,根据压强的公式p=F/S,压强是不是不发生变化啊。
好,同学们,今天这堂课呢,我就上到这里,请大家下课后完成对应的精彩练习上的习题,作为今天的作业。
好,下课!