第九章 压强
第1节 压强
1课时 新授课
侯晋清
使用日期 2013年3月21日
【教学目标】
知识与技能
1.通过探究实验，知道压力的作用效果与哪些因素有关。
2.理解压强的概念、公式和单位，能应用压强知识进行有关的计算。
3.知道减小和增大压强的方法。
过程与方法
1. 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，通过实验探究进一步理解科学探究的基本过程。
2.通过实验探究、初步理解物理中的研究问题的常用方法—控制变量法。
3．了解压强存在于社会生活的各个方面的广泛性。了解改变压强的实际意义，了解改变压强大小的基本方法。
情感、态度与价值观
1.通过探究压力的作用效果跟什么因素有关，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。
2.通过对日常生活、生产中压强现象的解释，培养学生勇于探索日常用品中的物理学原理的精神和将物理知识应用于日常生活、生产的意识。
【教学重难点】
重点 经历压强概念的建立过程。
难点 比值定义法定义压强。
【教学准备】
PPT课件、气球、视频：“睡钉床胸口碎大石”、一头削尖的铅笔、四角小桌、砝码、海绵等。
【教学过程】
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主 要 教 学 过 程
教学环节及内容
教师活动
学生活动
一、创设情境，引入新课
【播放视频】如图所示，是少林绝技—“睡钉床胸口碎大石”的惊心动魄的表演场景。 大石块瞬间被铁锤砸的四分五裂，而石块下及睡在钉床上的人竟然安然无恙。
【设疑】为什么锤落石碎，少林弟子却安然无恙呢？你知道这一神奇的绝技所蕴含的科学道理吗？
今天我们一起揭开这里的神秘暗纱，来探究压力的作用效果——压强。
观看视频，讨论交流
（设计意图：激趣设疑，吸引学生的注意力，激发他们的学习兴趣和求知欲）
二、合作探究，建构知识
（一）压力
【引导】首先让我们来认识一种常见的力――压力, “压”── 即“挤压”的意思, 在实际中,哪些现象属于物体对物体的挤压作用呢?
【问题设置】
请同学们作出压力和重力的示意图，思考压力是否等于重力
【归纳总结】
1.垂直作用在物体表面上的力叫做压力。
2．只有当物体放在水平面上时，物体对支持面的压力才等于物体所受的重力。
【过渡】下面我们共同分组做两个小实验，来感受一下压力的作用效果，看一下能否给你什么启示？
思考回答：
下压、做在板凳上、汽车压地面、手摁墙面、铅球砸在地面上···
学生作图并思考、讨论。
（设计意图：帮助学生消除压力都是由重力产生的、大小总等于重力的误区）
动手实验感受压力的作用效果。
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（二）探究影响压力作用效果的因素
1.提出问题
2.猜想假设
3.设计实验
【互动实验】
1. 用手掌和一手指一起挤压气球，保持气球静止。（1）气球左右两边受力相同吗？气球左右两边形变相同吗？
（2）再用力大点又有什么发现？
【点拨引导】
受到压力不同，压力的作用效果可能不相同。
2. 用手指压如图铅笔的两端，保持铅笔静止。
（1）两个手指受力相同吗？两个手指的感受有什么不同？两个手指的凹陷有什么不同？
（2）再用力大点又有什么感觉？
【点拨引导】
受力面积不同，压力的作用效果可能不相同。
【顺势提出问题】
通过以上感受，猜想一下压力的作用效果可能与哪些因素有关？有何关系？
【猜想假设】
引导学生根据问题情境或生活经验进行猜想。
让我们通过科学探究实验来验证你们的想法。
【引导设计方案】
1.要用什么方法，来分别研究两个因素对压力作用效果的影响呢？
2.提供的器材有：四角小桌、砝码、海绵。
根据提供的实验器材思考
（1）怎么显示压力的作用效果？
1.（1）气球保持静止，左右两边受力相同；气球右边比左边凹陷的深；
（2）再用力大点，气球凹陷的更深，甚至会炸开。
2.（1）两个手指受力相同；与铅笔尖端接触的手指感觉比较疼；与铅笔尖端接触的手指凹陷的厉害；
（2）用力大点每个手指都比原来疼；每个手指都比原来凹陷的厉害。
（设计意图：通过学生体验，创设认知冲突，激发探究欲望，引导学生从生活走向物理）
学生猜想：
猜想1：压力的作用效果与压力的大小有关。
猜想2：压力的作用效果与受力面积有关。
1.学生思考回答预设：
控制变量法：在压力相同时，改变压力作用面积，看物体形变多少。
在压力作用面积相同时，改变压力大小，看物体形变多少。
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（4）进行实验
（5）实验结论
（2）怎么改变压力
（3）怎么改变受力面积？
3．请同学们设计实验表格进行实验。
【引导操作】
根据学生的分组讨论结果展示两个猜想的探究方案
【猜想1探究方案】
探究压力的作用效果与压力大小关系
压力的大小（填“较大”、“较小”）
小桌陷入海绵的深度
（填“较深”或“较浅”）
小
较浅
大
较深
【猜想2探究方案】
探究压力的作用效果与受力面积关系
受力面积（填“较大”或“较小”）
小桌陷入海绵的深度
（填“较深”或“较浅”）
较小
较深
较大
较浅
分析论证，引导学生对实验现象进行分析。
【归纳总结】
压力的作用效果跟压力大小、受力面积有关。
2.讨论交流回答预设：
（1）用海绵形变的多少（凹陷程度的大小）显示压力的作用效果；
（2）在小桌上放砝码改变压力；
（3）通过小桌的正放、翻
放改变海绵的受力面积。
3．分享同学们设计的实验表格(见附件一)。
小组间同学密切配合，完成实验探究。
交流归纳：
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。
小组间同学密切配合，完成实验探究
交流归纳：
结论2：当压力相同时，
受力面积越小，压力的作用效果越明显。
理解记忆
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（三）压强
1．压强的物理意义
2．压强定义
3．压强定义式
4.压强单位
5.知识运用
【问题过渡】
由以上实验可知，比较压力作用效果强弱有哪两种方法？
压力大小和受力面积都不相同时，该如何比较压力作用效果强弱呢？
（引导学生分析运动比较快慢的方法，回忆速度的定义方法。）
【陈述】
为了描述压力作用效果引入一个新的物理量---压强。
【学习新知】
1．压强定义：物体所受压力的大小与受力面积之比。
2.计算公式：p=
3.国际单位：帕斯卡 简称帕 Pa
即：1Pa=1 N/m2
【感受1Pa大小】
将一张报纸对折一下，平铺在地面上，对地面的压强约为1 Pa。 其意义怎样表述？
【重点强调】
1.压强公式中各个物理量要统一单位。
2.压力并非完全由重力产生，只有物体自由静止在水平面上时，压力才等于重力。
【典例剖析】
向墙壁上按图钉，已知图钉帽的面积是1cm2，图钉尖的面积是0.05mm2，手对图钉帽的压强是2×105Pa ，求图钉尖对墙壁的压强。
解：图钉帽的面积：S1=1cm2=10-4m2
手对图钉帽的压强：p1=2×105Pa
学生回答预设
：（1）受力面积相同，比较压力的大小。（2）压力相同，比较受力面积的大小。
思考回答预设：
要比较压力作用效果就需要比较相同的受力面积上受到的压力。类似于速度的定义，可以用压力和受力面积的比值定义压力的作用效果。
理解记忆、明确公式中各个物理量的符号和单位：
物理量
压力
受力面积
压强
物理量符号
F
单位
牛
平方米
帕斯卡
单位符号
N
m2
聆听讨论、表述1 Pa表示物体每平方米面积上受到的压力是1牛。
（设计意图：培养知识的迁移能力，掌握比值法定义物理量。）
感受认识：
1.使用图钉时，手对图钉帽的压力和图钉尖对墙壁的压力是相等的，这是关键点，可以简记为固体可以大小不变的传递压力。
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（四）压强的增大与减小
图钉尖对墙壁的压力：F2＝F1＝20N
图钉尖的面积：S2=0.05mm2=5×10-8m2
F1＝p1·S1＝2×105Pa×10-4m2=20N
图钉尖对墙壁的压强
p2 = = = 4×108Pa
答：图钉尖对墙壁的压强是4×108Pa。
【陈述过渡】
任何物体能承受的压强都有一定的限度，超过这个限度物体就会被压坏。我们想破坏物体就增大压强，要保护物体就保证压强不超过物体能承受的最大压强。思考：如何去减小压强或增大压强呢?
【出谋划策】
1.拎着很重的购物袋，怎样才能使手舒服一点？
2.修理桌子时，有什么办法能使钉子更容易钉进去？
问：生活中还有哪些增大或减小压强的例子？根据学生的回答总结增大和减小压强的方法。
【多媒体展示】
1． 减小压强的方法
宽大的书包带
螺丝下的垫圈
2．增大压强的方法：
冰刀
2.已知图钉帽的面积和手对图钉帽的压强，根据p =就可以求出压力F，又知道图钉尖的面
积，于是就可以求出图钉尖对墙壁的压强。
3.规范解题，注意变形公式的灵活运用和相同物理量使用角标加以区别。
感受理解
学生结合自己生活实际作出回答：可在袋下垫块手帕；用大力气砸钉子。
学生回答预设：切菜、把图钉按进墙里要增大压强。铁轨下面铺放枕木，推土机用宽大履带来支撑是减小压强
感受生活中减小压强和增大压强的实例。
讨论、交流：交流讨论并总结：
1.减小压强的方法：
（1）增大受力面积；
（2）减小压力；
2.增大压强的方法：
（1）减小受力面积；
（2）增大压力。
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【揭示谜底】
在“睡钉床胸口碎大石”的绝技表演中，钉床上钉有密密麻麻的钢钉，锤头稍凸，你能利用压强来揭秘这一神奇的绝技吗？
学生回答预设：
密密麻麻的钢钉增大了与身体的接触面积，减小了压强；锤头稍凸减小了铁锤与石块的接触面积，增大了压强
（设计意图：从物理走向社会，利用压强知识解释生活中的现象，体会物理就在身边）
三、课堂小结
这节课你学到了哪些知识？研究问题时应用了哪些研究方法？
学生讨论发言，归纳所学的知识和研究方法，见附件二。
四、课堂检测
教师巡视、讲评
完成检测题，见附件三。
五、布置作业
动手动脑学物理2、3、4
课后完成
【板书设计】
9.1 压 强
一、影响压力作用效果的因素： 4.变形公式：F＝PS、S＝
压力大小、受力面积 5.单位：帕斯卡（Pa）
二、压强 三、减小与增大压强
1.压强是表示压力作用效果的物理量。 1.减小压强的方法：
2.物体所受压力的大小与受力面积 2.增大压强的方法：
之比叫压强。
3.公式：
【教学反思】
一、案例的“亮点”
1. 教学中引导学生通过体验探究来建立压强概念，在探究中引导学生进行全方位的感官体验：用眼睛看形变的大小、用手指感受疼痛，用脑去思考设计方案，用嘴交流讨论自己的方案，用手进行实验操作。
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2.学生在实验过程中，经历小组讨论实验方案强化了对控制变量法、转换法的应用理解。
3.课堂中注重调动学生学习的积极性和主动性，关注对学生学习主动性的激发。重视学生自主实验探究和教师在课堂教学中的引导、启发和点拨，进而培养学生的探究意识和运用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学中易出现的问题
1.少部分学生混淆重力与压力，最好通过实例去辨析。
2.在具体题目中对压强公式中压力的确定或受力面积的判断不很清楚，例如人走路时地面受力面积的变化、已知坦克一条履带和地面接触面积去确定地面的受力面积。
附件一
表1：保持受力面积的大小不变
压力的大小
（填“较大”或“较小”）
小桌陷入海绵的深度
（填“较深”或“较浅”）
表2：保持压力大小不变
受力面积
（填“较大”或“较小”）
小桌陷入海绵的深度
（填“较深”或“较浅”）
附件二
知识树
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附件三
课堂检测
1. 关于压力、压强的概念，下列说法正确的是（ ）
A．压力的方向总是竖直向下的
B．压力的大小在数值上总是等于物重
C．压力的方向总是与受力面垂直
D．压力大，压强一定也大
2. 一人先站在地面上，后又在地面上走动，则他对地面的压力和压强是 ( )
A．压力减小，压强不变 B．压力、压强都增大
C．压力、压强都不变 D．压力不变，压强增大
3.下图所示情景中，为了增大压强的是（ ）
A、房屋建在面积更大的地基上 B、通过沼泽地时脚下垫木板
C、载重汽车装有许多轮子 D、运动员冰鞋上装有冰刀
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4.体重为500 N的小明双脚站立在水平冰面上时发现冰面有破裂的危险！他及时卧在冰面上匍匐前进，避免了意外的发生。已知两只脚与冰面的接触总面积为400 cm2，则小明双脚站立时对冰面的压强为 Pa，平卧时能避免意外发生的原因是 。
5.小明探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验数据及观察到的现象如下表所示:
（1）小明进行此次探究学习，所用的科学研究方法是 ；
A．控制变量法； B．类比法； C．理想模型法； D．等效法
（2）小明的实验是根据 来比较压力的作用效果的；
（3）比较压力的作用效果有两种方法：① ；
② 。物理教材中是采用第 种方法给压强下定义的（选填①或②）。
6.游客在水平沙滩上驾驶四轮沙滩摩托车，摩托车和人的总重约为3.2×103N，每个车轮与沙地的接触面积约为0.02m2．问：
（1）摩托车对沙地的压力是多大？
（2）摩托车对沙地的压强是多大？
（3）沙滩摩托车的车轮比普通摩托车的车轮要大得多，这样设计车轮有什么好处（写出一点即可）？
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参考答案
1.C
2.D
3. D 解析A.房屋建在面积更大的地基上，是在房屋对地基的压力一定时，增大受力面积来减小房屋对地基的压强，保护地基，不符合题意。
B．通过沼泽地时脚下垫木板，是在脚对地面的压力一定时，增大受力面积来减小脚对地面压强，防止陷入沼泽，不符合题意。
C．载重汽车装有许多轮子，是在载重汽车对路面的压力一定时，增多轮子，来增大受力面积来减小载重汽车对路面的压强，不符合题意。
D．运动员冰鞋上装有冰刀，是在压力一定时，减小冰面的受力面积，增大冰刀对冰面的压强，符合题意。
4. 1.25×104；增大受力面积；减小压强 解析 小明双脚站立时对冰面的压强，平卧时增大受力面积，可以减小对冰面的压强，避免了意外的发生。
5. (1) A (2)橡皮泥的形变程度 （3）受力面积相同，比较压力的大小 ；
压力相同，比较受力面积的大小 ①
6. 解：（1）在水平沙滩上摩托车对沙地的压力： F=G总=3.2×103N；
（2）摩托车与抄地的接触面积（受力面积）：S=4×0.02m2=0.08 m2，
摩托车对沙地的压强：
（3）沙滩摩托车的车轮比普通摩托车的车轮要大得多，在压力一定的情况下，增大了受力面积，可以减小沙滩摩托车对沙地的压强，使车轮不易陷入沙子里。
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