第一節(jié)壓力的作用效果教學(xué)設(shè)計教學(xué)目標(biāo)通過實驗觀察、比較分析、歸納概括得出壓力的概念;通過“探究決定壓力作用效果的因素”的實驗,借助比值定義法,得出壓強的概念;根據(jù)壓強的概念得出壓強的計算公式,會進(jìn)行有關(guān)壓強的簡單計算;根據(jù)壓強的計算公式得出壓強的單位,能說出壓強單位的物理意義。學(xué)情分析“壓強”是力的概念的深入與擴展,是與生產(chǎn)、生活聯(lián)系緊密的概念,還是學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)液體壓強、大氣壓和浮力等知識的基礎(chǔ)。義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)對“壓強”的要求較高,屬 “理解”,水平。學(xué)生學(xué)習(xí)“壓強”知識,是在“壓力”的基礎(chǔ)上展開的。“壓力”是彈力,此處的“壓力”是從力的效果來命名的。學(xué)生已有關(guān)力的初步知識,包括彈力的有關(guān)知識,是學(xué)生學(xué)習(xí)壓力和壓強的知識基礎(chǔ);學(xué)生初步掌握的力的示意圖的有關(guān)知識,是學(xué)生學(xué)習(xí)壓力和壓強的能力基礎(chǔ);學(xué)生在物理知識學(xué)習(xí)過程中使用過的比較的方法、控制變量法、比值定義法等物理科學(xué)方法,是學(xué)生學(xué)習(xí)壓力和壓強的方法基礎(chǔ);學(xué)生已經(jīng)熟悉的科學(xué)探究要素,特別是學(xué)生初步掌握的設(shè)計實驗方案的技能,學(xué)習(xí)壓力和壓強的科學(xué)探究基礎(chǔ)。同時,我們也應(yīng)該看到,初中學(xué)生的分析、概括、歸納、抽象等思維能力和水平還很有限,物理學(xué)科的方法的掌握還不夠扎實,加上壓強的物理意義不是很明確,壓強的有關(guān)計算和利用壓強知識解決物理問題、解釋壓強的有關(guān)現(xiàn)象要求高,還有學(xué)生有關(guān)壓力的前概念知識的影響,使學(xué)生在學(xué)習(xí)壓力和壓強的相關(guān)知識時的難度加大。根據(jù)學(xué)生實際,為了突出重點、突破難點、減緩坡度、降低梯度,我們將本節(jié)課分為兩個課時。在第一課時,著力建立壓力和壓強的概念,初步掌握壓強的計算和公式,會利用壓強的計算公式進(jìn)行簡單的計算。重點難點本課時的重點是:建立壓力和壓強的概念,進(jìn)一步掌握概念過程中使用的物理方法,會用壓強計算公式進(jìn)行簡單的計算。本課時的難點是:利用比值定義法建立壓強概念,利用壓強公式進(jìn)行簡單計算教學(xué)過程導(dǎo)入新課利用釘子小桌壓爆氣球和一位學(xué)生壓不破氣球的有趣實驗導(dǎo)入新課。復(fù)習(xí)舊知教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)力的作用效果的知識。新課導(dǎo)學(xué)一、壓力學(xué)生展示使鋼鋸條發(fā)生形變的實驗。教師顯示不同位置的鋼鋸條發(fā)生形變時受到力的示意圖。教師布置任務(wù)：盡管作用在每個位置的鋼鋸條上力的大小、方向不同，但它們具有一些共同之處。請大家認(rèn)真比較力的示意圖，找出圖中四個力的共同點。學(xué)生匯報結(jié)果。師生共同總結(jié)得出：物理學(xué)中，把垂直作用在物體表面的力叫做壓力，用F表示。教師用自制教具展示不同位置木條受到的壓力，突出壓力的方向和受力面垂直，比較壓力和重力的不同。教師強調(diào)：只有當(dāng)物體靜止在水平面上，水平面受到的壓力的大小才和物體重力的大小相等。二、決定壓力作用效果的因素學(xué)生實驗：用兩個手的食指肚擠壓鉛筆，體會一下兩個指肚的感覺有什么不同。再同時用力擠壓，體會感覺有什么變化。教師提出問題：壓力的作用效果可能和哪些因素有關(guān)？ 學(xué)生猜想：壓力的作用效果可能與壓力的大小和受力面積的大小有關(guān)。教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實驗設(shè)計的“四部曲”：“發(fā)生什么，怎樣發(fā)生”“顯示什么、怎樣顯示”“控制什么、怎樣控制”“改變什么、怎樣改變”自行設(shè)計實驗方案。學(xué)生介紹實驗思路并展示實驗過程。學(xué)生進(jìn)行探究實驗。教師巡回指導(dǎo)并提示：探究時按照自己設(shè)計的實驗思路進(jìn)行，可以先探究壓力的作用效果與壓力大小的關(guān)系，也可以先探究壓力的作用效果與受力面積大小的關(guān)系。實驗探究時，要仔細(xì)觀察實驗現(xiàn)象，及時根據(jù)實驗現(xiàn)象，總結(jié)得出結(jié)論。學(xué)生匯報探究結(jié)果，師生共同總結(jié)得出結(jié)論當(dāng)受力面積相同時，壓力越大，壓力的作用效果越明顯；當(dāng)壓力相同時，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯。三、壓強教師總結(jié)：在受力面積相同時比較壓力的大小，在壓力的大小相同時比較受力面積的大小。演示實驗：磚塊壓不破白紙、釘子小桌戳破白紙實驗。屏幕顯示：一塊磚對白紙的壓力F1是22N，這時白紙的受力面積S1和磚塊的底面積相等，約為2.610-2m2。半塊磚和小桌對白紙的壓力F2只有14N，這時白紙的受力面積S2和小桌四條腿的釘尖面積相等，約為710-7m2。教師提出問題：較小的壓力作用在物體上產(chǎn)生了較明顯的作用效果，較大的壓力作用在物體上產(chǎn)生的作用效果卻不明顯。這和我們探究得出的結(jié)論“壓力越大，壓力產(chǎn)生的作用效果越明顯；壓力越小，壓力產(chǎn)生的作用效果越不明顯。”是否矛盾？學(xué)生回答：兩者不矛盾。前后兩次白紙的受力面積不同！教師引導(dǎo)：我們在比較壓力大小對壓力作用效果的影響時，受力面積的大小也不一樣，沒有選取相同的受力面積。看來，為了正確地比較壓力的作用效果，必須選取相同的受力面積。怎樣才能使前后兩次實驗中白紙的受力面積相同呢？我們不可能重新燒制磚塊，使它的底面積和小桌四條腿的釘尖的面積相同，更不可能重新澆鑄鐵釘，使四個釘尖的面積和一塊磚的底面積相同，但我們可以利用數(shù)學(xué)運算來解決這個問題。怎樣進(jìn)行運算？ 學(xué)生回答：將壓力除以受力面積就可以得到相同受力面積上的壓力，也就是1m2的受力面積上受到的壓力。（副版板書：壓力/受力面積）這樣就可以比較壓力的作用效果了。教師用屏幕顯示計算結(jié)果：F1/ S1=22N/2.610-2m2=850N/m2 F2/ S2=14N/710-7m2=2107N/m2教師小結(jié)：壓力較小而產(chǎn)生較大的作用效果的半塊磚和小桌，壓力與受力面積的比值大。這一計算結(jié)果和剛才的實驗結(jié)果是一致的。看來，“壓力與受力面積的比”是一個有意義的物理量，它可以表示壓力的作用效果，在物理學(xué)中就把它稱為“壓強”。壓強就是物體所受的壓力與受力面積的比。（板書）這種建立物理概念的方法叫比值定義法。教師引導(dǎo)思考：前面的學(xué)習(xí)中，我們已經(jīng)使用過這種建立概念的方法，大家想一想，我們在什么地方用到過？四、壓強計算公式教師講解：有了壓強的概念，我們就很容易得出壓強的計算公式：壓強=壓力/受力面積。壓力用符號F表示，受力面積用符號S表示，壓強用符號p表示，壓強的計算公式就可以寫成p=F/S。五、壓強單位問題：壓強這個物理量有自己的單位。請同學(xué)們根據(jù)壓強的計算公式想一想：壓強的單位由哪些物理量的單位組成？可以怎樣表示？學(xué)生匯報：由壓強計算公式我們可以看出，壓強的單位由壓力的單位和受力面積的單位組成。在國際單位制中，壓力的單位是“牛”，受力面積的單位是“米2”，壓強的單位就可以寫成“牛/米2”。教師講解：用物理符號表示可以寫成“N/m2”。它由一個專門的名稱，叫“帕斯卡”，簡稱“帕”，用符號“Pa”表示。1Pa=1 N/m2。問題：“1Pa”的物理意義是什么？誰來說一說？ 學(xué)生回答：“1Pa”的物理意義就是物體1 m2的受力面積上受到的壓力為1N。教師演示并介紹：一張報紙平鋪在地面上，對地面的壓強大約是0.5Pa。我站在水平地面上對地面的壓強接近兩萬帕。所以，1Pa的壓強是很小的，在實際生活中，人們經(jīng)常使用的壓強單位還有“百帕”“千帕”和“兆帕”。教師簡單介紹帕斯卡。照應(yīng)導(dǎo)課時的實驗：現(xiàn)在你會解釋我們學(xué)習(xí)開始時進(jìn)行的兩個有關(guān)氣球的實驗了吧。下節(jié)課我們再進(jìn)行交流。課堂小結(jié)本節(jié)課我們學(xué)習(xí)的內(nèi)容是“壓力的作用效果”（對照板書），它包括“壓力”和“壓強”兩部分。我們通過鋼鋸條形變實驗，利用“異中求同”（副版板書）的比較方法得出壓力概念的。壓力是垂直作用在物體表面的力。同學(xué)們通過自己動手實驗，利用“比值定義法”（副板板書）建立了壓強的概念。壓強表示的是壓力的作用效果，它是物體受到的壓力與受力面積的比。壓強的計算公式p=F/S，單位是Pa。下一節(jié)課我們將利用壓強公式進(jìn)行一些的壓強題目的計算，解決一些和生活聯(lián)系緊密的實際問題。布置作業(yè)1物理教科書147頁第19題。2我們使用的物理書的重力是5N，它的底面積約為510-4m2。當(dāng)把它平放在水平桌面上靜止時，它對桌面的壓強大約是多大