苏科版  8年级下册物理   第十章第一节  《压强》的课堂实录

                                                            西安市西电中学  朱婉莉

【学习目标】

1.知道什么是压力，会画压力示意图.

2.经历探究压力作用效果的实验过程，知道影响压力作用效果的因素.

3.认识理解压强的概念、定义、公式、单位.

4．通过分析知道增大和减小压强的方法，并能利用压强的有关知识解释简单现象和解决简单问题。

5.通过学习压强，知道物理学在生活、社会中的意义。

【学法指导】

1.用类比的方法，例如通过速度、密度的定义方法来理解压强。

2.通过实验探究，学习控制变量法，培养观察和分析能力。

【重点】通过探究知道影响压力作用效果的因素，并能建立压强概念。

【难点】 建立压强概念。

【课堂实录】

教学过程

引入新课
请大家看大屏幕欣赏动画：海边的沙滩，人们的身后是一串串大小不等、深浅不同的脚印；茫茫雪原，行走在雪地上的人双脚深陷，几乎寸步难行．雪橇却能使人像插上翅膀一样.....

进行新课

一、压力

　　请同学们讨论：

1.沙滩、雪地、墙面、斜面受到作用力时产生了什么样的效果？

    2. 沙滩、雪地、墙面、斜面受到的作用力的方向虽然各不相同，但又有共同点，共同点是什么？

生：人走过雪地和沙滩为什么会留下脚印， 斜面被压得变形了，墙面被刺破了。

师：上面的那些现象都是力作用效果——使物体发生了形变。

生：人站在水平雪地上、沙滩上，对地面和沙滩有一个向下的作用力，作用力的大小和物体的重力大小相等．

生：木块压在斜面上，对斜面也有力的作用，方向可能向下。

生：按图钉或钉钉子的时候．钉对墙面有垂直于墙面的作用力。
师：同学们刚才谈到的几种力的情况，它们有共同的地方吗?
不论是对雪地、沙滩、墙面、还是斜面的力，它们的方向都是垂直作用在接触面上的．作用点在地面或墙面(接触面)上．
师：我们把这种垂直压在物体表面上的力叫压力（F）。
师：请几位同学上来用力的示意图把这三个压力画出来。

　a．粉笔盒对桌面的压力．
　　b．物体对斜面的压力．
　　c．按图钉时图钉对墙的压力．

引导学生分析三位同学画的图是否正确（作用点有画错的）。同时引导学生区分压力和重力的关系。

师：请小组讨论压力和重力在方向、大小、作用点上有什么区别？

生：略

师：（小结）有些压力是由于重力的作用产生的．但大小并不一定都等于重力，只有放在水平面上的物体对支持面的压力大小才等于重力．在很多情况下压力和重力无关，压力不是重力．

师：请同学们做课本P77图10－3所示实验，体验压力：

（1）拿出一端削尖的铅笔，用两手的食指压住铅笔两端，体验两手指的感觉；

（2）用一只手掌平压在气球上，另一手的食指顶住气球，观察气球形变情况.

师：通过观察与体验，你认为压力的作用效果跟什么因素有关呢? 同学们可以大胆猜想．

生：体验后发现：接触笔尖的手指受压的感觉比另一手指要强得多，且越用力这种感觉越明显。

生：力越大产生效果越明显．因此压力的作用效果和力的大小有关．
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作用的面积有关．
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．
师：研究物理问题最好的方法就是实验．同学们的猜想是否正确．大家可以通过实验来验证，请同学们选择合适的器材自己设计并进行实验．（器材放在学生课桌上）
师： 在做实验前，请同学们先考虑以下几个问题。

1.  你想通过观察            来判断压力的作用效果？

2.          当压力的作用效果与多个因素有关时要采用            法来研究。

3.          怎样改变压力？

4.          怎样改变受力面积？

生：我们想通过观察橡皮泥的凹陷来判断压力的作用效果

生：我们想通过观察沙子的凹陷来判断压力的作用效果

生：我们想通过观察海绵的凹陷来判断压力的作用效果

师：以上同学的方法都是通过观察受压物体表面的形变来判断压力的作用效果的，形变大则说明压力作用效果明显。

生：压力的作用效果与2个因素有关，所以要采用控制变量法来研究。

生：可以通过增减砝码来改变压力

生：可以把木块平放在橡皮泥上也可以立放在上面，这样就改变了受力面积。

生：可以把压力小桌正放和倒放来改变受力面积。

师：以上的同学方法都是可行的，当然你也可以采用你自己认为更好的方法。现在开始分组实验。先完成实验的小组到前面计算机上输入你的实验记录。(同学们分组实验，教师巡视指导并参与学生们的活动)

实验评价与分析：

师：现在各组实验已经完成，请小组派代表展示实验过程和结论。（可以用实物展台展示）

生：（第一组）

　(1)先将沙子装在一个平底、敞口的玻璃容器中．将沙面摊平．
　　(2)把压力小桌腿朝下放在沙子上．观察并记录小桌腿陷入沙子里的情况；在桌面上加1个砝码，再观察并记录小桌腿陷入沙子里的情况．
　　(3)将沙面摊平后．再将压力小桌面朝下放在沙子上，观察并记录小桌陷入沙子里的情况．在桌上加1个砝码，再观察并记录小桌腿陷入沙子里的情况．

实验记录（用压力小桌、砝码和沙子或海绵）

实验 次数	压  力	受力 面积	压力作用效果
1	等于桌子的重力	桌脚	1cm（不明显）
2	等于（桌子+砝码）重力	桌脚	3cm（很明显）
3	等于（桌子+砝码）重力	桌面	1mm（很不明显）

 

结论：压力作用效果与压力和受力面积有关。

生：第二组：橡皮泥和压力计

(1)　把2块橡皮泥分别放在桌上，将2个相同的长方体木块分别平放在2块橡皮泥上，用压力测力计通过木块对橡皮泥施加5N、10N不同的压力，观察橡皮泥凹陷的程度。
  (2)  再将相同的长方体木块立放在第三块橡皮泥上，用压力测力计通过木块对橡皮泥施加10N的压力，观察橡皮泥凹陷的程度。

 

实验记录（用橡皮泥和压力计）

实验 次数	压  力/N	受力 面积	压力作用效果
1	5	立放（2cm2）	明显
2	10	立放（2cm2）	很明显
3	10	平放（10cm2）	不明显

 

结论：压力作用效果与压力和受力面积有关。

生：实验结论：(1) 当受力面积相同时，_压力__ 越大，压力的作用效果越明显；

（2）当压力相同时，___受力面积_越小，压力的作用效果越明显。

二、压强

师：请同学们思考：如果压力和受力面积都不相同，你能判断哪种情况下压力作用效果更明显？

 第一种情况     F₁=10N          S₁=10 cm²          

 第二种情况     F₂=5N            S₂=2 cm²

生：我认为第二种情况下压力的作用效果明显，我是用压力除以受力面积算出每平方厘米面积上所受的压力，这个数值大，所以判断压力的作用效果明显。

生：我和他的结论一样，我是把F₂=5N  ，扩大两倍变成F₂=10N，同时面积也扩大两倍，这样S₂=4 cm²小于S₁，所以第二种情况的压力效果明显。

生：我的方法是将S₂=2 cm²  变成S₂=10 cm² 

则F₂=25N，25N大于10N，所以得出第二种情况的压力效果明显。

师：以上三个同学的方法都可行，但哪个方法更简洁呢？

生：第一种。

师：让我们一起做实验，看看是否第二种情况下的压力作用效果更明显。

三位同学上来实验，实验后向同学们展示。

生：确实是第二种情况下的压力作用效果更明显，验证了以上三位同学的判断是对的。

师：以上的实验结果及计算表明，单位面积上所受的压力越大则压力的作用效果越明显，所以我们就用压强——物体单位面积上受到的压力来表示压力的作用效果。

师：同学们要善于用对比的方法学习和理解新的概念。

请同学们回忆速度的定义，类比速度理解压强。

物体运动的快慢与路程、时间有关，则用速度表示运动的快慢，速度是单位时间通过的路程，

压力作用效果与压力、受力面积有关，则用压强表示压力的作用效果，压强是单位面积上所受的压力，

师：在国际单位制中，力的单位是牛顿(N)，面积的单位是平方米(m²)．由公式确定压强的单位就是牛顿每平方米(N/m²)．人们给压强规定了一个专门的单位叫帕斯卡，简称帕(Pa)，这是为了纪念法国科学家帕斯卡在物理学方面作出的杰出贡献．
师：帕斯卡是一个很小的单位，例如：一张报纸平放时对桌面的压强约0.5Pa ，一颗西瓜子平放在桌面上，对桌面压强约20Pa ，成年人站立时对地面的压强约1．5×10⁴Pa
实际中还常用千帕(kPa)，兆帕(MPa) 。
师： [投影]
　　 练习：芭蕾舞演员的体重是475N。接地面积为9．5cm²，一只大象体重60000 N．每只脚掌面积600 cm²，比较芭蕾舞演员足尖对舞台的压强和大象四脚着地时对地面的压强哪个大．
　　(学生练习，两名同学上来展示，两名学生点评)

师：（强调）(1)在计算的过程中各单位一定要换算成国际单位。(2)要弄清受力面积的大小．大象四只脚站立时，受力面积则是四只脚着地时的面积．(3)还要注意只有在水平面上压力的大小才等于重力的大小．但不是任何情况下，压力的大小都等于重力大小。
师：任何物体能够承受的压强都有一定的限度，超过这个限度，物体就会被损坏，例如，公路、桥梁、楼房的设计建设中都要考虑到压强，在实际生产、生活中有时需要增大压强，有时又需要减小压强。如何增大压强或者减少压强的大小呢? 请同学们根据压强的公式进行分析。

生：压力一定的情况下，可以通过减少受力面积的大小来增大压强；受力面积一定时，增大压力的大小从而增大压强．

师：（总结）在压力一定的情况下，增大受力面积，压强减小；减小受力面积，压强增大。
　　在受力面积一定的情况下，增大压力，压强增大；减小压力，压强减小。
　师：同学们对压强已有了一定的了解，请同学们思考，本节课开头动画里的照片中小女孩的脚印为什么比小男孩的深得多?

生：他们对地面的压力相当，但是小女孩两脚的受力面积小于小男孩脚下的滑雪板的受力面积。所以小女孩对的压强大于小男孩对地的压强，所以小女孩的脚印深。

师：请同学们看课本P79页的五幅图．讨论人们是要增大压强还是减小压强，用的是什么办法?
生：（a）（d）载重的大卡车上装有许多很大的轮子，房屋建在承受面积更大的地基上，这都是为了减小压强．这是通过增大受力面积的方法来减少压强。
生：（b）压路机上的碾子的质量很大，这是为了增大压强，因为质量大，所受重力大，对地面的压力大，压强大。

生：（c）（e）短道速滑运动员的冰鞋上装有冰刀，飞镖的箭头很尖，这都是为了增大压强，这是通过减少受力面积的方法来增大压强。

师： 好，同学们一定还可以举出生活中许多增大压强或减小压强的例子．大家可以互相讨论．
生：常用的刀和剪都有一个很薄的刃．这是为了增大压强．

生：滑雪者的滑雪板做得又宽又长，这是通过增大受力面积来减少压强。

生：不论是钉子还是大头针、图钉做得很尖，这也是为了增大压强．

……

教师和学生一起总结：（大屏幕打出）

第一节：压强

一、压力：垂直压在物体表面的力叫压力
影响压力作用效果的因素是：压力大小和受力面积大小

二、压强

意义：压强是表示压力作用效果的物理量

定义：物体单位面积上的压力叫压强（P）

公式：
单位：帕斯卡（Pa）     1Pa=1N/m²
增大或减小压强的方法：

在压力一定的情况下，增大受力面积，压强减小；减小受力面积，压强增大。

在受力面积一定的情况下，增大压力，压强增大；减小压力，压强减小。