1、常州市百丈中学 龚云良,教材分析与教法建议,第九章 压强与浮力,教学结构的比较,传统教材,压强 浮力 阿基米德原理 液体的压强 浮力是怎样产生的 连通器及其应用 物体的浮沉条件及其应用 大气压强抽水机气体的压强跟体积的关系液体的压强与流速的关系,课标教材,压强 液体的压强 气体压强 浮力,利用生边随手可得的物品进行探究活动和各种物理实验，可以拉近物理学与生活的距离，让学生深切地感受到科学的真实性，感受到科学与社会、科学与日常生活的关系。更能体现从生活走向物理的理念。教材提供了很多这样的实验设计。例如用手指压铅笔的两头、用手掌手指同时顶气球来感受压力的作用效果，用塑料袋、橡皮膜可乐瓶做实验让学生
2、体验液体压强，用易拉罐吸盘式衣钩注射器做实验来感受大气压，用纸筒、纸条、乒乓球、吹风机来探究流速对流体压强的影响，用塑料袋来探究浮力的大小。,1、提倡利用生边的物品进行实验,编写思路：,由于传统教学长期过分强调“接受性的学习方式”，学生的学习主动性受到了不同程度的抑制，学生呈现出物理学习兴趣不高，学习动机不强。“苏科版”依据标准的基本理念，力求避免“科学探究”形式化，积极倡导自主、合作、探究的学习方式，例如在压力作用效果的探究活动中，通过学生观察、体验、猜想，然后让学生自选器材自己设计方案，这有利于激发学生的主动性和创新欲望，力求在探究活动的情景设计中体现“科学探究”要素的内涵。在注意循序渐进
3、的进行科学探究的同时，进一步加强对探究活动中分析论证、合作交流以及评估等环节引导，从而实现重要物理知识的意义建构。,2、以科学探究为载体，创设以学生为主体的探究情景,“任何科学的新分支，从它的产生、发展到把它的道理弄清楚都要经过不少曲折，有些还会由于 偶然的遭遇而一时蒙难。而我们的教师对学生进行教育的时候，常常是应用经过几次消化（中、外人士）的材料来讲授的，或者经过抽象的理论分析把它表达出来。这样的教学方法会使学生失去对观察和实验的兴趣，容易发生误解，以为什么结论都可以用数学推导得到。加之现在特别强调考试，因而增加了背书的倾向。这样的结果使学生们不了解科学本身是怎样来的。时间长了，等到他从事教
4、学时很容易把科学作为一门死科学来教；从事研究工作时思想也不会活泼（这正是我们科学界的弱点）。,课时建议：,本章主体框架：,生活：,物理：,社会：,人对地面的压强，由于液体气体压强造成的现象，生活中的浮力现象。,探究压力的作用效果与哪些因素有关，有什么关系，给出压强公式：压强=压力/受力面积；用压强计探究液体压强，得出液体压强特点；探究流速大小对流体压强的影响，得出流速越大的地方压强越小。研究浮力的大小得出阿基米德原理,越野汽车、压路机、水坝的设计，气压计、潜水艇轮船,第一节 压强,3、 知道压强单位的物理意义和由来。了解压强的增大和减小的主要方法。,2、 了解压强公式中各个物理量的名称、 单位
5、及符号，,知识与技能,1、了解压强的概念。理解什么是压力，什么是物体的受力面积。理解压强的大小跟哪些因素有关。,过程与方法,1、观察生活中各种跟压强有关的现象，了解对比是提高物理思维的基本方法。,2、探究压力的作用效果跟什么因素有关？经历探究的主要环节，通过探究实验，观察实验现象、采集的实验数据 ，获得对压强比较深入的了解，初步学习使用控制变量法。,1、 生活、生产中有各种各样的跟压强有关的现象，让学生们收集相关的资料，无论图片、文字、实物都可以，如对比蝉的口器对树皮的压力的作用效果，庞大的骆驼的体重作用在蹄子上，蹄子对沙漠松散沙子的作用效果； 对比高跟鞋与平跟鞋对同样的泥地压痕的深浅。,关于
6、活动：,2、压力的作用效果应让学生经历观察、实验以及探究等学习活动，培养学生等重客观事实、实事求是的科学态度。通过亲身的体验和感悟，使学生获得对压强基本知识理解的感性认识，实验的方法和器材可让学生选择。,3、比较哪位同学对地面的压强最大，学生得想办法测出鞋底的面积，让学生清楚地了解这个测量的目的是测量受力面积，获得一般非规则物体的接触面积的测量方法。,几个压强值的参考数据 一般有缝钢管能承受的压强196兆帕 无缝钢管能承受的压强784784兆帕 载重汽车对地面的压强01402兆帕 轻六轮汽车对地面的压强012兆帕 汽车轮胎内的气压04兆帕 自行车内胎标准气压03兆帕 机械泵所获得的气压（真空度
7、）013帕 现代技术可达到的压强17106兆帕 地球中心的压强36106兆帕 太阳中心的压强1011兆帕人耳能听到的最低声压强20毫帕,第二节 液体的压强,知识与技能,1、了解液体内部存在压强，以及液体内 部压强的方向。2、了解液体压强的大小跟什么因素有关。,3、通过对演示实验的观察，了解液体内部存在压强的事实，知道液体内部不同深度处压强的大小和方向。,1、课本图911的实验现象应给学生演示一下，使学生对液体内部压强有一个粗略的认识。课本图9-129-14是演示实验，有条件的学校可以把这个实验变为学生实验或并进式实验，尽量增加学生的实践机会，使他们获得直接感知到的材料：对于学有余力的学生，还可
8、以设计实验，研究液体内部压强与液体密度的关系。实验前，应该使学生学会使用压强计，会比较准确地读出液体压强的数据。,2、课本图911的实验可按下面方法做：,关于活动：,液体的压强,有了足够的氧气人就能无限地潜入深海吗？,第三节 气体压强,1、了解由于大气压强的客观存在而产生的现象。2、了解测量大气压强的方法，了解大气压强的大小。3、了解生活中利用大气压强的现象。4、了解气体的压强与流速的关系。5、了解飞机的升力是怎样产生的。了解生活中跟气体的压强与流速相关的现象。,知识与技能,2过程与方法,观察跟大气压强有关的现象，感知大气压强是一种客观存在。观察演示实验现象，感知大气压强的大小和单位。通过观察
9、感知人类是如何利用大气压强的。通过观察，认识气体的压强跟流速有关的现象。体验由气体压强差异产生的力。初步领略气体压强差异所产生现象的奥妙，获得对科学的热爱、亲近感。,关于活动：,1、空气看不见，摸不着，大气压强的存在不容易被认识。课本图918的实验演示效果很好老师一定要做一下，易拉罐中的水应该少放些，用橡皮泥封口时，若开口太大应该在橡皮泥下垫一小块硬纸板。试一试应鼓励学生用不同的方法实验再交流，以亲自体验大气压的存在，且能感觉大气压很大。,意想不到的作用大气压,2、关于测量大气压的实验,苏教版用注射器、弹簧秤来测量大气压的值，为使实验顺利，测量正确宜选5ml的注射器，弹簧秤的量程应大与15N，
10、或用两只10N的并联使用，并尽量减小摩擦。尽管如此实验仍有较大的误差。 我建议，托里拆利实验的实验过程要让学生了解，使学生了解大气压强大小的由来。由于实验要用水银，而水银是中学物理实验室限制使用的物品，不宜在教室给学生演示。可以用教学挂图或教学VCD讲解这个实验。分析中要引导学生着重观察：在实验中无论玻璃管竖直还是倾斜，水银柱的高度差总是76cm高。让学生了解实验的过程和事实。托里拆利实验对认识大气压强的值很重要。,3、气体的压强跟流速有关的现象,流速大小对流体压强的影响的探究活动，可使学生初步领略气体压强差异所产生现象的奥妙，获得对科学的热爱、亲近感。,课本图924 b、c、d实验简单易行应
11、让学生探究、归纳、讨论、总结。 （a）可用塑料泡沫和薄木条制作飞机模型，用电风扇吹风模拟飞机飞行，效果很好。,是什么力量使飞机升空的？,（b） 探究时，用两条纸来研究空气的压强跟空气的流速有关系。应反复实验三次以上，使得学生确信实验的事实：吹气前，两条纸互相平行，保持一定的间距，没有吸引和推斥，表明它们受到外侧和内侧的力互相平衡；吹气时，两条纸相互靠近，这表明：由于吹气，两条纸之间气体的流动速度大，两条纸外侧的空气流动速度小，纸条的互相靠近说明了纸的两侧受到的压力不同，可以总结得出实验的结论：在气体中，流速大的位置压强小，流速小的位置压强大。,生活 物理 社会,1、 解释弧圈球、香蕉球的道理，
12、用纸筒研究取材方便，效果明显。,2、用矿泉水瓶和吸管做喷雾器,香蕉往哪边偏？,气球为什么不往旁边跑？,气悬浮的道理 由于流速大的地方压强小，所以哪边吹，它越是往哪边靠。,逆风行舟,常言道，乘长风破万里浪，顺风破浪。但你见过逆风破浪，而不靠人力拼搏吗？这似乎不可想象，但事实上，只要把握一定的航向和适当控制帆面的位置，最终是可以达到逆风的目标的。,1.请你用小车做一个模拟的实验，看看是否可能实现逆风前进？你是在什么样的情况下实现逆风前进的？2.说明逆风行舟的原理。3.寻找逆风行舟的必要条件，即说明在什么情况下不可能逆风而上 。4.寻找逆风行舟的最佳条件，说明影响最佳的因素有哪些（可以先作某种理想化
13、的假设）。能否建立数学模型进行分析？,逆风行舟,第四节 浮力,教学目标：,1、了解浮力是怎样产生的。理解浮力的大小等于什么？知道浮力的应用。 2、通过观察，了解浮力是怎样产生的。通过收集、交流关于浮力应用的资料，了解浮力应用的社会价值。 3、初步认识科学技术对社会发展的影响。初步建立应用科学知识的意识。 。,轮船、鸭子都能浮在水面，认为它们受到浮力，是很正常的。但是下沉或沉在水底的物体是否也受到浮力，学生就说不清了。教材先让学生猜测，再让学生说出猜测的生活经验，（如：搬水中的石块觉得较轻，石块在水中下落的慢些）然后对比在空气中和水中称同一石块和金属块读数不同来得出结论。符合科学研究的方法。用塑
14、料袋装水来研究浮力大小得出阿基米德原理。 可以让学生设计实验探索浮力与浸在水中的深度的关系，这对他们排除错误观念，得出阿基米德原理很有帮助。,关与活动,2、造船比赛。要学生通过实践，找出获得最大浮力的办法。,www?,1、气体对处在其中的物体也有浮力。,气体对处在其中的物体有浮力吗？何时热气球能上升？,浮沉子是怎样实现浮沉的？,潜水病与减压病 潜水病是潜水到一定深度后发生的一种病。减压病是当潜水员超过了潜水时间或是达到一定深度之后快速出水时发生的一种病。 潜水员每下潜10m，他身体受到的水压强就增大10Pa。为了使体内外各部分的压强处于平衡，必须吸入压强跟周围水压相等的压缩空气，这就使得潜水员
15、呼吸时吸入的气体增多。吸入的气体不只在肺中发生气体交换，氮和氧一样也会进到血液和组织中去。氮气进入血液并产生一定的压力，这种压力对潜水人员会引起一种麻醉作用，这种病的症状跟喝醉酒出现的症状差不多，患者失去正常工作能力，动作失调，失去控制能力，这就是深水麻醉。潜水员潜入深海以后或在潜水箱中工作时，有相当多的氮气溶解于潜水员的血液和组织中，在潜水员从水中升起时，上升的速度必须相当缓慢，以便血液和组织中的氮气能扩散出来。在从深海逃难或深海潜水中必须快速上浮时，压强从几个大气压突然下降，这对人体是特别有害的。这时氮气从组织中释放出来形成不溶解的气泡。这种气泡在小血管中形成栓塞，阻止血液流过。这会引起肌
16、肉和关节疼痛，如果中枢神经系统发生栓塞，甚至会出现麻痹，厉害时甚至瘫痪或死亡，这就是减压病。 减压病主要是由于压强突然减小造成的，如果外部压强不是突然减小，而是缓慢地减小，那么血液中的气体就可以慢慢地扩散出来，不致形成气泡，对潜水员就不致造成伤害。对于潜入10m以下的潜水员，为了避免减压病危险，必须制定详细的减压时间方案，即仔细计算好他的上浮时间和减压时间。比如，潜水员要潜40m深，在水中停留50min（其中包括下潜到这个深度所用的时间），为了保证他安全返回水面，所需的上浮时间和减压时间总共约需61min；其中潜水员一定要在9m深处停留5min，在6m和3m深处各休息约20min。如果潜入12
17、0m深处，停留20min，所需的减压时间就要长达180min左右。 减压的安全时间，不仅与潜水深度和在水中持续的时间长短有关，同时还与吸入气体的成分有关系。为了预防潜水病和减压病的发生，现在潜水员都使用氦氧混合气体来代替压缩空气，这可以防止深水麻醉，也可以避免减压病，还能增加潜水深度。 高山反应 人的许多生理现象跟大气压大小有关系，高山反应就是常见的一种。高山反应也叫高山病。是由高山气候引起的一种疾病。高山地区的气候叫高山气候。临床文献中的高山气候是指海拔1000m至1300m高处的气候。在体育运动中，高山气候是指海拔3000m以上的高山地区的气候。 有些登山运动员在进入高山地区后，会发生高山
18、病。高山病的症状差别很大，包括：头晕、头痛、耳鸣、恶心、呕吐、脉搏和呼吸加速、四肢麻木等。每个人的反应随一系列的条件而不同，主要决定于训练的程度和海拔高度的转变速度等。 登山运动员初次迅速攀登很高的山峰时，机体的各个系统常发生许多障碍。中枢神经系统会出现兴奋过程亢进和抑制过程削弱的现象：睡眠不好，全身感觉不舒服，软弱无力，懒散和情绪低落，动作协调性差。呼吸系统的症状是：气喘，时常感到空气不足，睡眠时发生周期性的呼吸停顿，夜间感到窒息发闷。由于心脏血管系统机能状况变化引起头晕、鼻出血、耳鸣和血管跳动的感觉，皮肤和粘膜变得青紫或苍白，常常恶心和呕吐。严重的会陷入昏迷、甚至死亡。 高山病的主要原因是
19、高山地区空气稀薄，大气压低，人们呼吸时吸入的氧气的分压也低，造成肺泡中的氧分压降低，血液中含氧量减少。 平原地区的青年人在高山地区居住一段时间后，对高山气候的适应能力和缺氧的抵抗能力都会提高。一般地说，高山病的急性症状就会逐渐减轻，以至消失。身体健康的人和训练有素的登山运动员对高山气候的适应能力也强。,大气压和天气的关系 大气压跟天气有密切的关系。一般地说，地面上高气压的地区往往是晴天，地面上低气压的地区往往是阴雨天。这里所说的高气压和低气压是相对的，不是指大气压的绝对值。某地区的气压比周围地区的气压高，就叫做高气压地区；某地区的气压比周围地区的气压低，就叫做低气压地区。在同一水平面上，如果气
20、压分布不均匀，空气就要从高气压地区向低气压地区流动。因此某地区的气压高，该地区的空气就在水平方向上向周围地区流出。高气压地区上方的空气就要下降。由于大气压随高度的减小而增大，所以高处空气下降时，它所受到的压强增大，它的体积减小，温度升高，空气中的凝结物就蒸发消散。所以，高气压中心地区不利于云雨的形成，常常是晴天。如果某地区的气压低，周围地区的空气就在水平方向上向该地区流入，结果使该地区的空气上升，上升的空气因所受的压强减小而膨胀，温度降低，空气中的水汽凝结，所以，低气压中心地区常常是阴雨天。由于气压跟天气有密切的关系，所以各气象哨所每天都按统一规定的时刻观测当地的大气压，报告给气象中心，作为天
21、气预报的依据之一。,阿基米德浮力定律的论证：基本假设： 在粒子均匀，连续分布的情况下，受挤压作用较小粒子将被受挤压作用较大的粒子挤出来。 静止液体的表面是球形的，球心与地心相合。,与液体有相同的比重的物体将完全浸入液体中，不会高于液面。 比重比水小的物体将浮出水面，物体浸入水中的部分重量上的不足，将由露出部分的重量加以补偿，从而使浮体平衡。,则：比重比液体轻的物体浸入液体中，受到一个向上的力，这个力等于与该物体同体积的液体超过该物体本身重量的部分。 比重比液体重的物体浸入液体中时将沉入底部。它在液体中所失去的重量等于与它同体积的液体的重量。 浸入液体中的物体所失去的重量，就等于它排开的液体的重量。,1783年11月21日，在巴黎上空，第一次用热气球作载人飞行,上载两人，载重1600镑。,谢谢大家,
