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《固体液体压强复习》课堂实录
【复习重点】
1、知道压力的作用效果不仅与压力的大小有关,还有受力面积有关,在此基础上理解压强。
2、能估测自己站立时对地面的压强,从而总结出处理固体压力与压强的一般方法。
3、知道生活生产中增大和减小压强的方法及其意义。
4、知道液体内部压强特点。
5、知道影响液体内部压强大小的因素。
6、会计算简单的液体压强与压力。
7、了解连通器及其应用。
【复习方法】
演示实验、小组讨论、多媒体展示、讲授。
【复习过程】
师:今天我们复习固体与液体压强,先回顾固体压强。取一把塑料尺,在两摞书之间搭一个平面,在尺面上放一盒钩码,发现尺面被压弯,再加一盒钩码,发现尺面弯折程度变大,这个实验能说明什么问题?
生:说明压力的作用效果与压力大小有关,压力越大,压力作用效果越明显。
师:非常正确,这一点大家在生活中都有体验。我手中有一个气球,我们知道,只要用针轻轻一扎,气球就会破裂。现在,把四个气球放在地面上,在上面放一块木板,大家觉得气球会被压破吗?
生:会/不会
师:有同学说会,有同学说不会,我们试一下便知。(木板放在气球上,气球安然无恙),结果气球没破。如果木板上在站一个人,气球会破吗?
生:(齐声)会!
师:我们还是让事实说话吧,谁敢来试一下?
生:(双手扶着桌子,慢慢站上去,双手离开桌面,举起。气球依旧没破)
生:(惊讶!掌声!)
师:为什么用针轻轻一扎就破的几个气球,居然可以承受一个人的重量?大家可以商量一下。
生:(议论纷纷)我觉得可能是受力面积的问题。用针扎受力面积小,而铺上木板,气球被压后与木板的接触面积却很大。
师:非常正确,你观察的也很仔细。这个实验说明,压力的作用效果不仅与压力大小有关,还与受力面积有关。物理中,我们就用压强来描述压力作用效果。大家觉得什么情况下压强大呢?
生:压力大,受力面积小。
师:为了表达压力大,受力面积小时,压强大,我们便将压强定义为物体所压力大小与受力面积的比值,这样符合压力大,受力面积小时,压强大。显然压强的公式是?
生:压强等于压力除以受力面积。
师;用字母表达是?
生:p=F/S
师:压强的单位?
生:Pa
师:1Pa也就是1N/m2,我们要注意,面积单位是平方米,得到压强的单位才是Pa.我们知道Pa是一个比较小的单位,1000Pa指什么意思呢?
生;每平方米的面积上受到的压力是1000N。
师:很好。大家能否估测你站立在地面上,对地面的压强。小组之间相互讨论
(小组讨论,结束后)
师:哪个小组推荐一名代表展现一下你们的想法。
生:我们估测人的质量为50kg,脚长25cm,平均宽度6cm。那么人对地面的压力F=G=mg=50kg×10N/kg=500N.受力面积S=25cm×6cm×2=300cm2=0.03m2.因此人对地面的压强
师:很好,非常完整。这里我们可以总结一个很实用的规律,对于自由放在水平面上的物体,自由指的是不压或提,包括在水平公路上行驶的汽车,他们对地面的压力都等于重力,即F=G=mg。然后我们得出受力面积便可以算出压强了。接下来我们讨论一下如何增大和减小压强。如何能够增大压强呢?
生:增大压力或减小受力面积
师:对,那如何减小压强呢?
生:减小压力或增大受力面积
师:很好,那我看下面这几种情况是如何增大或减小压强的。
1、斧头有很窄的刃
生:通过减小受力面积来增大压强。
师?为什么要增大这个压强呢?
生;这样容易劈柴
师:对!所以说“磨刀不误砍柴工”,就是这个道理。
2、铁轨要铺在枕木上
生;通过增大受力面积来减小压强。
师:那这次为什么又要减小压强呢?
生:可以防止铁轨陷入地面。
师:很正确,楼房要建在宽大坚实的地基也是如此。
3、压路机有很重的碾轮
生:增大压力来增大压强,这样才可以把路压平、压实。
师:很好。
4、推土机有宽大的履带,而土铲却很锋利,这是为什么?
生:宽大的履带是通过增大受力面积减小压强,这样推土机不会陷入地里;而锋利的土铲则通过减小受力面积来增大压强,这样可以比较容易插入土中。
师:非常正确。以上是固体压强的主要内容,接下来我们在回顾一下液体压强。我们如果知道将食物真空保存,可以延长食物的保质期。今天老师给大家教一个简便易行的真空保存法。取一盆水,将苹果放入塑料袋中,然后将塑料浸入水中,注意不要让水进入塑料袋。在水中将塑料袋口扎住,拿出水中。我们会发现塑料中基本是真空环境。
生:(惊讶!掌声!)
师:大家小组讨论一下,为什么这样能实现真空环境。
(小组讨论,结束后)
师:哪个小组推荐一名代表展现一下你们的想法。
生:因为液体内部向各个方向都有压强,所以塑料袋周围的水便会从各个方向,向内压塑料袋,从而将塑料袋内的空气压出去,在水中封口,便实现了真空。
师:郑文锐同学说的非常正确。这个实验直观地说明了液体内部向各个方向都有压强。如果我们想知道液体内部压强大小,可以用什么仪器?
生:微小压强计.
师;它如何显示压强大小?
生:看u形管两侧液面高度差。
师:对,借助微小压强计我们可以研究液体内部压强规律。大家看,通过一组实验(课件显示:不同深度处液体压强)能得出什么结论
生:液体内部的压强随深度的增加而增大
师:很好。那这一组呢(课件显示同一深度处不同方向的压强)
生;在同一深度处,液体向各个方向的压强相等。
师:这一组(不同液体的同一深度)
生:在不同液体的同一深度越大处,液体密度越大,压强越大。
师:可见影响液体压强大小的因素是?
生;液体的深度和密度。
师:进一步研究表明,液体内部压强公式是?
生:p=ρgh。
师:从公式中,我们也可以看出影响液体内部压强大小的因素是深度和液体密度。历史上,帕斯卡曾做过一个做著名的裂桶实验,如图(课件显示帕斯卡裂桶实验示意图)哪位同学能简述一下这个实验。
生:先给一个木桶里灌满水,木桶安然无恙,在上面插一根细长的管子,用少量的水灌满管子后,发现木桶突然破裂。
师:表达得非常清楚,这里我们要让管子与桶之间是密封的。那么这个实验说明了什么?
生:说明液体内部压强随深度的增加而增大。
师;正是!不仅如此,通过这个实验我们也可以看出液体对容器壁的压力和重力并不一定相等,否则这么点水的重力不足以撑破木桶。因此,我们很难像固体那样通过液体的质量或重力来找到它对容器的压力,庆幸的是,液体内部的压强我们很容得出:p=ρgh,再通过压强变形公式F=pS,可以得出相应的压力。例如这道题目(课件显示:(20xx兰州)我国从20世纪70年代开始大规模研制潜水艇,现已达到国际领先水平。xxxx年7月已完成5000m级深海潜海和科学探测。若“蛟龙号“潜水艇潜至5000m,求:
(1)它受到的海水压强大约是多少?(ρ盐水=1.03×103Kg/m3g取10N/Kg)
(2)若观察窗面积为300cm2,海水对观察窗的压力大约是多少?)
大家试着写一下。(3分钟后),哪位同学展示一下自己的过程。
生;(1)p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×5000m=5.15×107Pa
(2)F=pS=5.15×107Pa×300×10-4m2=1.545×106N
师:书写非常规范。液体压强的一个重要应用是连通器,这个内容我们教材上没有,也简单了解一下。所谓连通器指的是如图(连通器图片)上端开口,下面相连的容器。连通器原理是同一液体、不流动时液面相平。为什么会这样,原因在于,如图(u型管两侧液面不等高,取液片)我们在容器底部取一个小液片,假设不平,右面的液体高,那么右边的液体对液片向左的压强将大于左边液体对液片向右的压强,于是便会将液片向左推,直到两边液面向平。生活中的茶壶(图片)、水位计(动态图片)、以及马桶下面的防臭弯管(图片展示)都是连通器的应用。
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