§14.1压强
复习提问:力的作用效果,力的三要素
创设情境:观察教76页中的两幅的图片,
为什么小小的蝉可以把口器插入坚硬的树皮中,
为什么体态庞大的骆驼却可以凭借宽大的脚掌成为水漠之舟呢?
这就是我们这节课所要探究的问题,——板书压强
新课教学:
一、压力
师:首先我们来了解一个概念——压力,如图所示,
杯对桌面有一个压力的作用,图钉对墙壁也有一个压力的作用,木块对斜面也有一个压力的作用,下面同学们观察这三个压力有什么共同特征
生:垂直接触面,指向被压的物体。
师:对,在物理学中就把这种垂直压在物体表面上的力叫做压力。谁能把他们力的示意图画出来呢?
学生上来画,师做必要的总结,并得压力的定义。
(板书)压力:垂直压在物体表面上的力叫做压力。
师:压力也是一种力,他的作用点在那里呢?方向又如何呢?仔细观察分析。
生:在接触面上,方向是垂直于接触面而指向被压的物体。
师:那压力的大小呢?提问:放在桌面上的粉笔盒对桌面的压力是多少呢?与重力有什么关系呢?如再用力压粉笔盒,再用力拉粉笔盒,这时的压力大小又怎样变化的呢?
生:对桌面的压力大小等于粉笔盒的重力大小,等于重力大小加手的压力大小,等于重力大小减拉力的大小。
师:回答得对,不是任何情况下都等于重力,再如钉对墙壁的压力根据力的转移性等于手对图钉帽的压力并不等于图钉的重力,放在斜面上的物体对斜面的压力小于木块的重力。所以只有物体放在水平面上时,斜面受到的压力才等于这个物体的重力。我们从力的三要素了解了压力。
二、压力的作用效果的影响因素:
师:请看用手压气球,观察到了什么现象?
生:凹下去了,这是压力的一个作用效果,改变了物体的形状,
师:回答得对,那么压力的作用效果能与什么因素有关呢?再看,师用大小不同力压气球,前后气球的形状改变一样吗?
生:不一样。
师:为什么呢?那也就是说压力的作用效果与什么因素有关呢?
生:压力大小不同,与压力的大小有关。
师:下面请同学们把铅笔拿出来,象老师这样,把铅笔夹在两食指之间,用力夹,但也不要太用力,注意安全。感受一下两手指的感觉相同吗?为什么会不同呢?这又说明了什么呢?必要时解释一下:这时笔尾和笔尖对手指的压力是相同的。
生:感觉不同,与笔尖对应的那个手指疼,这是因为对手指的受力面积大小不同。
师:好了,我们猜出压力作用效果是与压力的大小和受力面积的大小有关,压力的作用效果在物理学中就用压强来表示,那么它们具体存在一个什么样的关系呢。下面就让我们用具体的实验来探究一下,
(板书)影响压力作用效果的因素
师:准备器材,海绵一块,砖两块,开始做实验前问一下,这里有多个因素影响实验结果,这时我们应采用一种常用的研究问题的方法是什么了,——控制变量法,
生:学生先分组讨论如何进行实验,然后请同学具体上前操作。在实验过程中师要提出不同的问题,如观察到的现象等,对出现的不同的问题要做必要的讲解。
(注:学生可能会用自己手中的器材,如刚才引问题时的铅笔也可以)
开始实验:先把一块砖放上去,会看到什么现象,——海绵凹下去,再放两块砖时,又会看到什么现象,两次现象有什么不同吗?由此能得到什么结论呢?
生:在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。(同时板书)
再把一块砖平放在上面,再立放在上面又会看到什么现象?有什么不同呢?由现象能得到什么结论呢?
生:在压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显?(同时板书)
师:这是在压力大小和受力面积相同时可以比较,那么在压力大小不同,受力面积也不同的情况下,我们怎么样来具体知道压力的作用效果呢?前面学过速度,在比较物体运动快慢时采用的是什么方法了呢?
生:是在路程相同时比较时间,在时间相同时比较路程,在路程和时间都不同时我们引用了速度即运动物体在单位时间内通过的路程。
师:回答得非常好,那么在这里我们也可以用这种方法,思考一下,谁能仿着速度定义给压强下个定义呢?
生边说,师边总结边板书。
三、压强
(板书)压强:物体单位面积上受到的压力叫做压强。物理意义是表示压力的作用效果。
师:压强用小写的字母p来表示,力用F表示,面积用S表示,那么压强的计算式就不难拿出来了,
(板书)p=F/S,
由这个公式可得到两个推导公式,当用这些公式时①注意单位统一,压力的单位是牛顿,面积的单位是平方米,压强的单位就是N/m2,这是组合单位,还有一个专有单位是帕斯卡,这是为纪念法国科学家帕斯卡为物理学做出的杰出贡献而命名的。那帕斯卡有多大呢?例如:一张报纸平放在桌面上对桌面的压强是0。5Pa,一个西瓜子对桌面的面强是10Pa,一个成年人对地面的压强是1.5×104Pa。②注意受力面积,实际指的是产生压力的接触面积,③是注意压力,要具体情况具体分析,
师:一块砖平放,侧放,立放对地面的压力,受力面积,压强有什么变化呢。两块砖叠放,再拿走一块,压力,受力面积,压强是如何变化的。一块砖横切,竖切,沿对角线切,压力,受力面积,压强会怎么变化呢?
下面来看一道例题来进一步理解压强公式的应用。
例题:一个成年人的质量60kg,他每只脚着地的面积为120cm2,他走路时对地的压强是多少?站立时对地面的压强是多少?(g=10N/kg)
四、增大和减小压强的方法
师:现在我们对压强有了一定的了解,就可以解释教材开头两幅照片中看到的现象了?蝉虽然很小,力量不会太大,但它的口器非常尖,和树皮的接触面积很小,单位面积上的压力即压强就会很大,因此能插入树皮。
骆驼虽然身体庞大笨重,但它有四只大脚掌,踩在地面上时,地面上单位面积上受到压力即压强不会很大,因此,即使在沙漠上行走也不会陷进去。
从刚才的解释中我们也不难看出,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,因此生产,生活中有时需要增大压强,有时又需要减小压强,如何改变压强的大小呢?
请看公式:从数学角度来分析一下,分子即压力不变,增大或减小受力面积,压强会如何变化;分母即受力面积不变,增大或减小压力,压强会如何变化呢?(可让学生分组讨论得结论)
板书:增大压强的方法:压力一定,减小受力面积;
受力面积一定,增大压力。
减小压强的方法:压力一定,增大受力面积;
受力面积一定,减小压力。
学生举例,生活中那些地方要增大压强,那些地方减小压强?
斧头,刀有很窄的刃,
针,图钉很尖,啄木鸟的尖喙?
3、饮料吸管前端也很尖,
4、推土机有宽大的履带,
5、书包带采用宽大得舒服,
6、载重汔车有很多轮子。
7、滑雪板长而宽,
8、坐在沙发上比坐在木椅上舒服
板书设计:
压强
一、压力:垂直压在物体表面上的力叫做压力。
二、影响压力作用效果的因素
(1)压力大小,(2)受力面积大小,
三、压强:物体单位面积上受到的压力叫做压强
p=F/S
四、增大或减小压强的方法:
增大压强的方法:压力一定,减小受力面积;
受力面积一定,增大压力。
减小压强的方法:压力一定,增大受力面积;
受力面积一定,减小压力。
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