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  一、本章概述

 

  本章是力学知识的重点内容,也是难点内容。本章知识包括压强,液体压强、大气压强、气体压强与流速的关系和浮力的知识。这些知识在日常生活和生产中都有广泛的应用,学生对与这些知识相关的物理现象较为熟悉,但对其道理却若明若暗,因此学生对这些知识有极强的求知欲望,这就给教师的发挥、调动学生进行探究教学打下了较好的基础。

 

  本章教学的知识与技能的要求是:1.通过实验探究,学习压强的概念,能用压强的公式进行计算;知道增大和减小压强的方法。2.了解测量大气压强的方法。3.通过实验探究,初步了解流体的压强与流速的关系。4.通过实验探究,认识浮力;知道物体的浮沉条件;经历研究浮力大小的过程;知道阿基米德原理。

 

  本章的知识核心是压强,它是学习液体压强、大气压强、气体压强与流速的关系的基础。因此,处理好压强的教学是搞好本章教学的关键。

 

  本章教材中各节开篇都是从学生感兴趣或学生熟悉的现象入手,易将学生带入学习的情境中。另外,本章的主要知识点都是通过学生动手探究得出结论的。这对于学生进一步熟悉探究性学习的方法,提高学生的创造能力和自学能力都是非常有益的。

 

  二、教材分析与教学建议

 

  (一)压强

 

  1.教材分析

 

  本书教材可分为实验探究,学习压强的概念、增大和减小压强的方法两个单元。

 

  知识与技能要求:通过实验探究,学习压强的概念,能用压强的公式进行计算;知道增大和减小压强的方法。

 

  教学重难点:实验探究和理解压强的概念。

 

  学生在日常生活中经常用不同的方法改变压力的作用效果,如铅笔刀钝了就磨一磨、向墙里按图钉时要用力才行。但学生对压强的概念却很陌生。要理解压强的概念在于认识压力产生的效果跟压力和受力面积的关系。为此课文开头就让学生阅读图1311和图1312,提出问题,激活学生思维,紧接着安排了探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验。在探究这个问题时,学生较易理解压力的大小对压力作用效果的影响,但对受力面积大小与压力效果之间的关系却不清楚,教科书让学生猜想并根据第67页图1313的器材设计实验,来验证猜想是否正确。这一探究过程,对学生理解压强的概念非常重要──学生通过这一实验探究过程,可以认识到比较压力产生的效果不仅要看压力的大小,还要看受力面积的大小,从而得出用单位面积上受到的压力来表示压力产生的效果。由此引出压强的定义和计算公式就是水到渠成的事了。

 

  关于怎样减小或增大压强是这节课中最能够体现从生活走向物理、从物理走向生活的内容。对于培养学生的STS精神是非常有益的。

 

  2.教学建议

 

  (1)关于压力的概念。教材未对压力下定义。学生对压力这个名词是比较熟悉的,但对压力的定义却并不清楚。大多数学生都认为压力是由重力产生的、方向是向下的。教师在教学中也无需进行过多的解释,但要通过实例,如向天花板按图钉等,告诉学生压力不都是由重力产生的,压力的方向也并不总是向下的。

 

  (2)关于压力作用效果的探究实验:教科书图1313用木条压迫橡皮泥产生形变的实验效果就很好,但准备大量器材较麻烦。若改用铅笔或圆珠笔做定性的实验效果也不错。方法是将铅笔或圆珠笔的两端用两手的食指按住,用不同的力挤压,观察和感觉哪一次压力的效果更明显;再用相同的力挤压,观察和感觉哪一端产生的效果更明显。

 

  (3)关于压强的计算,让学生完成基本计算即可。但在计算时要学生弄明白什么是受力面积──受力面积就是两个物体间的接触面积,而非物体的底面积。如粉笔盒放在桌面上,桌面的受力面积就是粉笔盒的底面积,若粉笔盒只有13与桌面接触;则桌面的受力面积仅为粉笔盒底面积的13

 

  (4)关于增大和减小压强的方法。要在充分理解压强概念和计算公式的基础上,找到如何增大和减小压强的方法。要充分利用教科书第68页图1315、图1316来说明减小有害压强在工程技术上的重要意义,并要学生找出日常生活中发生在自己身边的改变压强的实例,并能进行正确的解释。培养学生应用物理知识解决实际问题的能力。

 

  (二)液体的压强

 

  1.教材分析

 

  本节教材可分为液体压强的特点和连通器两部分。液体内部压强的规律是本节的重点,也是难点。

 

  学生通过对压强的学习知道物体由于受重力对支持物的面就会产生压力,亦会有压强。因此,学生对液体由于受重力作用对容器底有压强就容易理解,但大多数学生对液体内部有压强缺乏感性认识。课文开头利用想想议议提出的两个问题把学生引入学习的情境中。让学生通过观察图1322的照片得出液体对容器侧壁有压强和液体对容器侧壁有压强随深度的增加而增大;用图1323的演示实验来验证液体内部有压强、研究液体内部压强规律。注意:图1323的演示实验是本节课成功与否的关键,教师要给以充分的重视。

 

  连通器是液体压强的应用,教材利用图1324的装置得出连通器里的水不流动时,各容器中水面高度总是相同的结论。然后引导学生利用液体内部压强的规律加以解释,利用图1325说明连通器在日常生活中有广泛的应用,告诉学生船闸也是连通器,利用投影、挂图或计算机课件说明其工作原理。并说明三峡船闸是世界上最大的人造连通器,提高学生的民族自豪感。

 

  2.教学建议

 

  (1)关于液体对容器侧壁的压强,教材让学生通过观察图1322的照片后通过思考讨论得出结论的,在教学时可改为学生的探究实验。让学生在装水的饮料瓶侧壁的不同高度用粗针扎几个孔,观察水喷出的缓急程度,得出液体对容器侧壁有压强和液体对容器侧壁的压强随深度的增加而增大的结论。在实验前要提醒学生不要让水喷到盘子外边。

 

  (2)关于液体内部压强的规律,教材是利用图1323的演示实验总结得出的,在教学时可改为学生的探究实验。在实验前要仔细介绍U型管压强计的使用方法。

 

  (3)课程标准本对本节课的内容提出知识与技能方面的要求。因此,在教学中不必刻意追求知识的严密,而要把培养学生的探究能力放在首位。

 

  (三)大气压强

 

  1.教材分析

  本节教材可分为确认大气压的存在、大气压的测量与变化两部分。

 

  知识与技能要求:了解测量大气压强的方法。

 

  让学生真正认识大气压的存在是本节课的难点;了解测量大气压强的方法是本节课的重点。

 

  大气压是重要的物理现象,它与生产和生活有着密切的联系。学生在日常生活中经常利用大气压,但学生对大气压的存在却并不清楚。因此,这节课首先要让学生确认大气压的存在。教科书用图1331中的甲、乙两个现象和丙的实验来证明大气压的存在。

 

  在学生确认大气压的存在后课文提出:大气压究竟有多大?教科书通过图1332的实验使学生对大气压的大小有一个感性认识,再利用录像演示了托里拆利实验,并解释托里拆利实验原理。这是本节的重点,也是本节的难点。在这里还要让学生知道标准大气压的值和大气压随高度的增加而减小。

 

  在学生充分理解托里拆利实验的基础上,课文介绍大气压的测量仪器──水银气压计和金属盒气压计。在介绍气压计时,教材把重点放在常用的金属盒气压计上。

 

  最后让学生观察图1335活塞式抽水机和离心式抽水机的抽水示意图,通过想想议议来弄明白它们的工作原理。

 

  另外,这节课的习题也非常有生活气息,教师可引导学生通过讨论来弄明白其中的道理。

 

  2.教学建议)

 

  (1)关于确认大气压的存在,可利用图1331丙的实验来证明大气压的存在。这个实验的效果非常明显,它既能证明大气压的存在,还能引起学生极大的学习兴趣。有条件的学校还可增加马德堡半球模型的实验(它既能证明大气压的存在,还能使学生对大气压的大小有一个感性认识)。在学生确认大气压的存在后就可让学生利用大气压的知识解释图1331甲、图1331乙等生活现象。图1331丙的实验改为用酒精灯对饮料筒加热后封口,让它自然冷却效果也很好。

 

  (2)关于大气压与高度的关系:大气和液体都是流体,因此它们的性质有相同之处,大气压与液体压强的性质相似,在进行教学中教师可先引导学生复习液体压强的性质,再用类比的方法得出大气压也随大气深度的增加而增大。由于人们平时是站在下面向上看的,故改成大气压随高度的增加而减小。

 

  (3)关于大气压的测量:了解测量大气压强的方法是本节课的主要目的,而托里拆利实验是测量大气压的基本方法。由于水银是有毒的,不能在课堂上进行实验。所以,在教学中要充分利用录像把这个实验演示好。

 

  (四)气体压强与流速的关系

 

  1.教材分析

 

  本节教材可分为探究气体压强与流速的关系、在气体和液体中流速越大的位置压强越小结论的应用两部分。

 

  知识与技能要求:通过实验探究,初步了解流体的压强与流速的关系。

 

  气体压强与流速的关系是属于流体动力学的知识。该知识在日常生活和生产中有较广泛的应用,故课程标准中增加了对这个知识点的知识与技能要求。教科书是利用图1341的实验创设情境把学生引入求知的情境中,然后提出研究的问题,让学生进行猜想,通过做图1342的探究实验,提出结论──在气体和液体中,流速越大的位置压强越小。然后用它来解释飞机的升力。

 

  2.教学建议

 

  (1)图1341的实验易做,现象明显,极易引起学生的学习兴趣。在得出在气体和液体中,流速越大的位置压强越小的结论后,应回头对实验现象进行理论解释,可为学习飞机的升力奠定基础。

 

  (2)关于在气体和液体中,流速越大的位置压强越小的结论,除飞机的升力外,热水器冷热水的混合、某些喷雾器(如图1347所示的原理)中也有应用。

 

  (3)本节课的知识与技能要求是通过实验探究,初步了解流体的压强与流速的关系。因此,一定要引导学生做好图1342的探究实验。

 

  (4)图1344机翼模型的实验,可让学生在课前制作,课堂实验。有条件的可制作模型飞机。

 

  (5)有条件的可把解释飞机的升力时用的图1345做成动画,效果更好。

 

  (五)浮力

 

  1.教材分析

 

  知识与技能要求:通过实验探究,认识浮力;知道物体的浮沉条件;经历研究浮力大小的过程;知道阿基米德原理。

 

  教学重点:探究阿基米德原理。

 

  本节分三个单元,第一单元通过观察现象和探究实验得出凡浸在液体中的物体都受浮力,第二部分探究浮力的大小,得出阿基米德原理,第三部分给出浮沉条件,并利用它解释潜艇、气球等的原理。

 

  学生从日常生活和小学自然常识课中,熟知漂浮在液面上的物体和上浮的物体都受到浮力的作用,本节教材在一开始就点明了此点。但大多学生认为下沉的物体是不受浮力的,故教材在点明浮在水面的物体受浮力后马上提出在水中下沉的物体也受浮力吗?引导学生往深层次去思考。怎样解决这个问题呢?教材通过想想做做,把铝块挂在弹簧秤下,用弹簧秤测出铝块浸入水中前后对弹簧秤的拉力有什么不同?引导学生思考分析得出:凡是浸在液体中的物体均受浮力。教材在此处求写明结论,就是要留给学生一个思考讨论的空间。同时,教材也没有把如何用弹簧秤测浮力的具体方法告诉学生,而是让学生根据想想做做”“说说看。这样可以使学生更深刻地理解和掌握这个重要方法。

 

  在得出浸在液体中的物体都受浮力的结论后,教材又提出浮力的大小问题,教材通过造船比赛和用手把空饮料罐按入水中去体会浮力的大小与什么因素有关,来重复阿基米德发现阿基米德原理时的情境,启发学生的思维,从而产生探究浮力大小的积极性。再由学生动手探究后总结出阿基米德原理,这样做可以让学生更深刻地认识理解阿基米德原理。

 

  教材在谈浮沉条件时直接给出了物体的浮沉条件,并利用浮沉条件解释潜水艇、密度计、气球等浮沉道理。

 

  2.教学建议

 

  (1)关于浮力的存在,学生对浮在液面上的物体受浮力是非常熟悉的,关于下沉的物体是否受浮力,许多学生并不清楚。教学中可先让学生讨论、猜想,然后用弹簧秤测量证明沉在水下的物体也受浮力。还应引导学生把如何用弹簧秤测浮力的方法弄清楚,以便在探究阿基米德原理时应用。

 

  (2)探究浮力大小的实验较简单,让学生按照图1353所示的方法动手做实验,在得到阿基米德原理后,可将G排展开,写出FGρgV,以呼应在图1352实验中得到的感受,引导学生弄明V排就等于物体浸在液体中的体积,故在同种液体中物体浸在液体中的体积越大,物体受到的浮力就越大。

 

  (3)关于物体的浮沉条件,可以从同一直线上二力合成的角度去分析。由于学生没有系统地学习这个问题,故在分析中采用模糊的分析,知道向哪个方向的力大,物体将向哪里运动即可。

 

  (4)浮力的产生原因极为抽象,学生不易理解,教材未加解释,教师在授课时一般也不要牵扯。

    
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