沪科版八年级物理压力的作用效果教学设计

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沪科版八年级物理压力的作用效果教学设计
《压力的作用效果》教案
【教学目标】
1、知识与技能
(1) 了解压力不同于重力
(2) 理解压强的概念
(3) 理解压力作用效果跟压力大小和受力面积大小有关
(4) 能用压强公式进行简单的计算
(5) 了解增大和减少压强的主要方法
2、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)通过探索压力作用效果的影响因素，经历探究的主要环节，通过探究实验，观察实验现象，获得对压强比较深入的了解，学习使用控制变量法，加强实验能力。
(3)了解改变压强的基本方法，通过实际动手，实践如何改变压强提高运用物理知识解决简单问题能力，使物理走向生活。  
3、情感态度和价值观
(1)经历观察、实验及探究等学习活动，培养学生尊重事实、实事求是的科学态度。
(2)通过亲身体验和感悟，使学生获得成功愉悦，培养学生对参与物理学习活动的兴趣，提高学习的自信心。
【教学重点】
压强概念
【教学难点】
概括实验结论引出压强概念
【教学方法】
探究式教学、对比法
【课前准备】
气球、三角板、砝码、海绵块、小桌
【课时安排】
1课时
【教学过程】
一、 导入新课
你能解释这些神奇的现象吗？

蚊子那么弱小，它却能叮破我们的皮肤；坦克那么笨重，却能在平原，坡地上驰骋；

雪地行走，脚容易陷入积雪，有了宽宽的滑雪板，为什么不仅不会陷近雪里，而且还能在雪地上滑行？
以上的现象都是压力作用效果的体现，今天我们就来学习一下压力的作用效果以及下压力的作用效果与什么因素有关。
二、讲授新课
（一）、研究压力的作用效果
1、压力：物理学中将垂直压在物体表面上的力叫压力。

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压力的方向
动动手并说出你的感受

由以上现象可知，压力相同时，压力的作用效果可以不一样。那么，压力的作用效果与哪些因素有关呢？
2、实验探究
压力的作用效果与哪些因素有关
（1）实验器材：砝码、海绵块、小桌

（2）实验步骤：
1、将桌面放在海绵块上观察海绵的形变。
2、将桌脚放在海绵块上观察海绵的形变。
3、在小桌上放上砝码观察海绵的形变。

（3）探究压力的作用效果视频
（4）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；
思考
1、证明压力的作用效果和压力的大小有关选甲、乙
2、证明压力的作用效果和受力面积有关应选乙、丙

甲                 乙                   丙
交流与讨论
压力与重力

1．压力与重力是不同的两类力。
①产生的原因：
压力是由于相互接触的两个物体互相挤压发生形变而产生的弹力；
重力是由于地面附近的物体受到地球的吸引作用而产生的一种力。
②方向
压力的方向始终和受力物体的接触面垂直；重力的方向总是竖直向下。
③作用点
压力的作用点在受力物体的受力面上。
是重力的作用点是重心。

2、压力可以由重力引起，也可以与重力无关。
当物体静置在水平面上且无其他外力作用时,它所受的重力与它施加于另一物体的压力大小相等；
              

知识拓展延伸
当物体放在倾斜面上时，压力与重力大小还相等吗？

不相等，重力大
因为重力可分解为平行斜面和垂直斜面的两个分力。垂直斜面的那个分力和斜面给物体的支持力相等，而支持力和压力是一对相互作用力，也相等。所以压力等于重力在垂直斜面上的分力，所以小于重力 版权所有
（二）、压强的计算
由于压力的作用效果不仅与压力大小有关，而且还与受力面积有关所以为了反映物体单位面积上所受压力的作用效果，人们引入了压强的概念。
1、 压强：在物理学中，把物体所受的压力与受力面积的比叫做压强。
2、 计算公式：
3、 压强单位：    帕斯卡（ Pa ），简称：帕
                  N / m2         1 Pa  = 1 N / m2
l Pa的压强很小，相当于把3粒芝麻压成粉末，使其均匀地分布在lcm2的面积上所产生的压强。

帕斯卡(B. Pascal, 1623-1662)1 662年8月1 9日帕斯卡在巴黎英年早逝，享年39岁。
帕斯卡是法国数学家、物理学家及哲学家。他在青少年时期就热衷于科学活动。帕斯卡在物理学方面的主要成就之一是对大气压强的研究。为了纪念帕斯卡，人们用他的名字来命名压强的单位——帕斯卡。
例1、一辆质量为50t的坦克在水平地面上，每条履带与地面的接触面积是1.5m2。一颗图钉尖的面积是0.05mm2，手指对图钉帽的压力是20N，试比较坦克对地面的压强与图钉尖的压强的大小。
                          
已知：m=5.0×104kg   S1=1.5m2  F2=20N  S2=0.05mm2
求：P1=？P2=？
解：（1）先求坦克对地面的压强：                                 
坦克对地面的压力
F1=G=mg=5.0×104kg×9.8N/kg=4.9×105N
两履带与地面的接触面积
S1/=2S1=2×1.5m2=3m2
P1=F1/S/1=4.9×105N/3m2=1.63×105Pa
（2）求图钉尖对墙面的压强：                           
墙所受的压力         F2/=F2=20N                           
墙的受力面积         S2=0.05mm2
P2=F2//S2=20N/5×10-8m2=4×108Pa
答：由比较可知，图钉虽小，但是它对墙面的压强却远大于坦克对地面的压强。
交流与讨论
如图小孩每只脚与地面的接触面积约为0.008m2，估算他对水平地面的压强。
思考：行走时和站立时对水平地而的压强一样吗？(假设G=15kg)

已知：m=15kg=150N     S= 0.008m2
求：P=？
解：小孩对地面的压力F=G=mg=15kg×9.8N/kg=1.47×102N
两只脚与地面的接触面：S1=2S=2×0.008m2=0.016m2
P=F/S1=1.47×102N/0.016m2=9187.5Pa
行走的时候单脚着地，压强变大到原来的2倍
（三）、压强的增大与减小
1、增大压强
①人们切割物品时，为什么刀刃越锋利，越便于切割？

因为在压力不变时，由：p=F/S 可知压强与受力面积成反比。受力面积越小，压强越大，越便于切割。
②钉子，箭头、刺刀、长矛等有锐利的尖端，这可以增大压强。因为在压力不变时，压强与受力面积成反比。
                 

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③总结：增大有利压强压强的方法：
根据压强公式p=F/S可知
增大压强的方法：1、在Ｆ一定时，减小Ｓ
2、在S 一定时，增大Ｆ
3、在增大Ｆ的同时减小Ｓ
2、减小压强
①推土机履带宽大，即受力面积大，以此减小对地面的压强，使其不易陷入泥土中。

②华表下的基座，扩大了与地面的接触面积，以此减小华表对地基的压强，防止地基下沉。

③背书包为什么要用扁而宽的带，而不用细绳？

因为在压力不变时，由 p=F/S得压强与受力面积成反比。书包带加宽是为了增大面积，减小压强。使书包背在身上更舒服一些。
④铁路的钢轨为什么不直接铺到路基上，而铺在枕木上？

因为在压力不变时， 由 p=F/S 得压强与受力面积成反比。枕木增大了火车对路基的面积，减小了火车对路基的压强。使火车行驶时不至于损坏路基。
⑤减小不利压强的方法：
根据压强公式 p=F/S可知　
减小压强的方法：1、在S 一定时，减小Ｆ
2、在Ｆ一定时，增大Ｓ
3、在减小Ｆ的同时增大Ｓ
三、课堂练习
1、骆驼的体重比马大不了一倍，而它的脚掌面积是马蹄的三倍，其好处是（      ）
A、为了站的稳         
B、为了与身体对称
C、为了减小对沙漠的作用效果     
D、以上说法都不正确
答案：C
2、关于压力，下列说法中正确的是：（        ）
A 压力的大小一定等于物体的重力            
B 压力的方向一定垂直于物体表面
C 压力的大小一定不等于物体的重力         
D 压力的方向有时可以不垂直于物体表面
答案：B
3、下列事例中，能增大压强的是（      ）
A、把书包带做得宽些            
B、在坦克的轮子上安装履带
C、刀、斧、剪的刃磨得很薄   
D、在铁路的钢轨下铺上枕木
答案：C
4、如图所示，小智用20N的水平力压住重为12N的物体，使它静止在墙面上。若物体与墙的接触面积为100cm2,则墙壁受到的压力大小为        方向                          ，压强为_______pa.

答案：20N; 垂直墙面向里; 2×103
四、课堂小结
（一）、研究压力的作用效果
1、压力：物理学中将垂直压在物体表面上的力叫压力。
（二）、压强：（物理学上用压强表示压力的作用效果）
1、压强定义：物体单位面积上受到的压力叫做压强。
2、压强公式：p=F/S
3、压强单位：帕斯卡，简称帕，用符号Pa表示。
（三）增大和减小压强的方法
1、增大压强的方法
2、减小压强的方法
【板书设计】
压力的作用效果
一、 研究压力的作用效果
1、压力：物理学中将垂直压在物体表面上的力叫压力。
二、压强
1、压强：物体单位面积上受到的压力叫做压强。
2、压强公式：p=F/S
3、压强单位：帕斯卡。
三、增大和减小压强的方法
【教学反思】
本节课我本着“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程基本理念。从贴近学生的生活经验和实验感受入手，激发学生探究的求知欲。通过方便、直观的实验探究，使学生认识压力的作用效果与哪些因素有关，帮助学生建立压强的概念。通过练习题引导学生应用获得的知识分析解决生活生产中的实际问题，培养学生将科学服务于人类的意识。通过小组评价，激励学生勇于参与，培养学生集体荣誉感，养成良好的学习习惯。【  
本节课中存在不足，在课堂中担心学生不会、不懂，我说的比较多；在猜想的时候担心学生说不出本堂要探究的内容，干预性有点强，没有很好地发挥学生猜想的权利；对教材挖掘不够深，知识整合还需加强。
《压力的作用效果》练习
一、单选题
1、广安市盛产煤炭、水泥、石料,有能源、建材之乡的美誉,也正因如此,汽车超载现象异常突出,公路损坏严重.你认为超载汽车对公路的损坏主要取决于 (　　).
A. 汽车的大小             B. 汽车对公路的压强            
C. 汽车的速度             D. 汽车的惯性     
2、如图所示的压路机,关于它涉及的物理知识,下列说法错误的是 (　　).
  

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A. 碾子由钢铁制成,利用了钢铁硬度大的特性            
B. 碾子质量很大,是为了增大对路面的压强            
C. 碾子很粗很宽,是为了减小对路面的压强            
D. 橡胶轮胎外表制有花纹,是为了增大与路面的摩擦     
3、“海宝”是2010年上海世博会的吉祥物,如图所示,点缀在上海街头的各种“海宝”中,有一座是材质均匀、实心的,其质量为3.0×103 kg,密度为1.5×103 kg/m3,与水平地面的接触面积为1 m2,g取10 N/kg,则 (　　).
          y.com
A. 这座“海宝”的重量为3.0×103 N            
B. 这座“海宝”对地面的压力为3.0×103 N            
C. 这座“海宝”对地面的压强为3.0×104 N/m2            
D. 这座“海宝”的体积为20 m3         
4、一块长为L,质量分布均匀的木块A放在水平桌面上,木板A右端与桌边相齐(如图所示).在板的右端施一水平力F,使板A右端缓慢地离开桌边 ,在板A移动的过程中,下列说法正确的是 (　　).
      
A. A对桌面的压强不变                   B. A对桌面的压力不变            
     C. A对桌面的压力不断变小             D. A对桌面的压强不断变小        
5、王静全家“五一”去旅游,在宾馆见到一支旅行用的牙膏,如图所示,根据你的观察和生活经验,你认为下列说法错误的是 (　　).
   
A. 挤压牙膏时可反映出力能使物体发生形变            
B. 牙膏盖上的条纹是为了增大摩擦
C. 新买的整支牙膏受到的重力是0.03 N            
D. 牙膏盖子中间的尖锐物是为了增大压强         
6、如图所示的几个现象中,属于减小压强的是(　　).
  　　　　　
A. 蚊子的口器很尖                 B. 篆刻刀很锋利            
     C. 破窗锤的前端很尖              D. 铁轨铺的枕木上
7、两物体平放在水平地面上,它们的质量之比为2:1,与地面接触的面积之比为1:2,那么地面所受的压强之比是(　　).【
A. 1:2             B. 2:1             C. 1:4             D. 4:1      
8、俗话说“磨刀不误砍柴工”,它的道理是(　　).
A. 增大砍柴力气,可以增大压强,提高工效            
B. 把刀磨锋利,减少刀口面积,可以增大压强,提高工效            
C. 增大力气,减小压强,提高工效            
D. 减小面积,减小压强,提高工效   
二、填空题
9、水平地面上的铝块重98 N,底面积为20 cm2,它对地面的压强为　　　　 Pa,它表示的意思是　　　　　　　　. 版权所有
10、小明站立时对地面的压强为1.5×104 Pa,此时他的左脚对地面的压强为　　　　  
11、重力为1.2×104 N的一辆小轿车在水平路面上以一定的速度匀速直线运动时,轿车受到的阻力为2×103 N,轿车对水平路面的压强为1.5×105 Pa,则小轿车与路面的接触面积为　　  m2,轿车牵引力的大小为　　　　 N。轿车沿圆弧道路匀速运动的过程中,所受的合力　     (填“为零”或“不为零”)。
三、解答题
12、现代家具越来越重视“人体力学”的设计,例如电脑椅,当人向后靠时就比端坐在椅子上要舒服。表中数据为重500 N的人使用电脑椅时的一些参数。求g取10 N/kg)
椅子的质量/kg 10
人端坐和向后靠时 座垫的受力面积/m2 8×10-2
人端从在椅子上时 对座垫的压力/N 320
人向后靠时对座垫 的压强/Pa 2 000
每个轮子受力 面积/m2 4×10-4
(1)椅子所受的重力为　　　　;椅子脚上装有轮子是为了　　　　。
(2)计算人端坐在椅子上时对坐垫的压强,说明人“后靠”时比“端坐”时舒服的原因。
(3)人端坐在椅子上时椅子对水平地面的压强(共5个轮子)。
13、小明邻居家发生了一起失窃案,由于小明是校园法庭的“刑警”,于是他立即赶到现场,
在邻居家的围墙下松软平整的泥地上发现窃贼行走时留下的新鲜脚印,小明用方格纸描下了窃贼的脚印,如图所示,并测出脚印深2 cm。已知方格纸每小格的边长是3 cm,为了估测窃贼的质量,小明从背包中拿出一个边长为5 cm的正方体铝块,放在窃贼脚印旁的平地上,并在铝块上面加砖头。陷入泥中的深度也为2 cm时,用测力计测出铝块和砖头的总重为65 N。求:
(1)窃贼两只脚的面积是多少? (不满一格的以半格计)
(2)一般情况下,人身高大约是脚长的7倍,照此推算,窃贼的身高大约为多少?
(3)窃贼的质量是多大?
《压力的作用效果》参考答案
1、【答案】 B
【解析】 任何物体能承受的最大压强都是有限的,超过限度就会被压坏,所以B正确
2、【答案】C
【解析】碾子很粗很宽是为了增大压路的面积,提高工作效率,应选C.
3、【答案】C
【解析】 海宝的重力为G=mg=3.0×103 kg×10 N/kg=3×104 N,F=G,A,B错;海宝对地面的压强为p= = = =3×104 Pa,C正确;V= = =2 m3.  
4、【答案】B
【解析】 木板A在缓慢向右移动的过程中始终处于平衡状态,所受的重力和支持力二力平衡,支持力大小等于重力,而木板对桌面的压力与桌面对木板的支持力是相互作用力,二者大小相等,所以木板对桌面的压力不变,木板向右移动的过程中,桌面的受力面积变小,而压力不变,所以压强变大.
5、【答案】C
【解析】新牙膏重为G=mg=8×10-3 kg×10 N/kg=0.08 N,C错,应选C.

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6、【答案】 D
【解析】 A,B,C是减少受力面积,增大压强,铁轨铺在枕木上是增大受力面积,以减小压强,D正确.
7. 【答案】 D
【解析】F1:F2=m1:m2=2:1,S1:S2=1:2,p1:p2= = × = × = ,所以D正确
8、【答案】B
【解析】磨刀时减小刀口受力面积,可增大压强,砍柴更快,所以B对.
9、【答案】 4.9×104　每平方米地面所受压力为4.9×104 N
【解析】 p= = =4.9×104 Pa.
10、【答案】1.5×104 Pa
【解析】 小明站立时对地面的压强为1.5×104 Pa,说明小明与地面接触的位置受到的压强都是1.5×104 Pa.【
11、【答案】0.08　2 000　不为零
【解析】本题考查压强计算及平衡状态的判断。轿车对水平路面的压力F=G=1.2×104 N;由p= 得小轿车与路面的接触面积S= = =0. 08 m2。因为小轿车匀速直线行驶,所以F=f=2×103 N=2 000 N。轿车沿圆弧道路匀速运动的过程中,运动方向在变化,运动状态在变化,受到的力为非平衡力,所受的合力不为零。
12、(1) 椅子所受的重力为G=mg=10 kg×10 N/kg=100 N,椅子脚上装有轮子是为了变滑动摩擦为滚动摩擦,减小摩擦方便移动。
（2）人端坐时对坐垫的压强p1= = =4×103 Pa。人后靠时对坐垫的压强p'1=200 Pa，
因为p'1<p1,压强越小,压力的作用效果越不明显,所以后靠时比端坐时舒服。
（3）人端坐时对水平地面的压力F2=320 N+100 N=420 N,
轮子与地面的接触面积S2=5×4×10-4m2=2×10-3m2,
所以椅子对水平地面的压强为p2= = =2.1×105 Pa。
13、【答案】（1）一个小方格的面积是3 cm×3 cm=9 cm2,脚印所占一格是13个,半格是16个,这样总共所占一格是21个,则一只脚的面积是21×9 cm2=189 cm2,两只脚的面积S=189 cm2×2=378 cm2。
(2) 脚长所占的格数是8个,则脚的长度是3 cm×8=24 cm,所以窃贼身高是24 cm×7=168 cm=1.68 m。
（3）铝块的面积S铝=5 cm×5 cm=25 cm2=2.5×10-3 m2, 铝块和砖头对地面的压强p= = =2.6×104 Pa, 由题意知,铝块和砖头对地面的压强等于窃贼行走时对地面的压强,则窃贼对地面的压力F'=pS=2.6×104Pa×0.0189 m2=491.4 N, 由于窃贼所受的重力等于窃贼对地面的压力,即G=F'=491.4 N,因此窃贼的质量m= = =50 kg。