九年级物理第十四章教案重点难点是什么？

九年级物理《第十四章 压强》全章教案

教学目标

1. 知识与技能：

   • 理解压力的概念,知道压力的作用效果与哪些因素有关。
   • 理解压强的定义、公式（P=F/S）和单位（帕斯卡）,并能进行简单的计算。
   • 知道增大和减小压强的方法,并能解释生活中的相关现象。
   • 了解液体压强的特点，理解液体压强公式（P=ρgh）,并能进行简单计算。
   • 知道连通器的原理,并能举出生活中的应用实例。
   • 知道大气压强的存在,了解托里拆利实验的原理和过程。
   • 知道标准大气压的值,了解大气压随高度的变化。
   • 了解流体压强与流速的关系,并能解释相关的现象。

2. 过程与方法：

   
   （图片来源网络，侵删）
   • 通过探究压力作用效果与哪些因素有关的过程,学习使用控制变量法。
   • 通过观察生活中的现象和实验，培养学生观察、分析和归纳物理规律的能力。
   • 通过运用压强公式解决实际问题,培养学生理论联系实际的能力。

3. 情感、态度与价值观：

   • 通过探究活动,激发学生对物理现象的好奇心和求知欲。
   • 通过解释生活中的压强现象，让学生感受到物理知识的实用价值，培养“物理源于生活，服务于生活”的观念。
   • 通过了解科学家（如帕斯卡、托里拆利）的探索精神,培养学生严谨的科学态度和勇于探索的科学精神。

教学重难点

• 教学重点：

  1. 压强的概念、公式及应用。
  2. 液体压强的特点和公式（P=ρgh）。
  3. 大气压强的存在。
  4. 流体压强与流速的关系。

• 教学难点：

  1. 压力与重力的区别与联系。
  2. 压强公式中受力面积S的确定。
  3. 理解液体压强公式P=ρgh的推导过程。
  4. 托里拆利实验的原理及对玻璃管内外液面高度差的理解。

教学方法

讲授法、实验探究法、讨论法、类比法、多媒体辅助教学法。

教学准备

• 教师准备：

  • 多媒体课件（PPT），包含图片、视频、动画。
  • 演示实验器材：海绵、砝码、压力小桌、装有水的矿泉瓶、U形管压强计、烧杯、水、盐水、托里拆利实验装置（长约1米、一端封闭的玻璃管，水银槽，水银）、吸盘、注射器、两张纸片等。
  • 学生分组实验器材（可选）：海绵、砝码等。

• 学生准备：

  • 九年级物理课本、笔记本、笔。
  • 预习第十四章内容。

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教学过程 (按课时安排，共6-7课时)

第一课时：压强

【导入新课】 (5分钟)

• 情景展示： PPT展示图片或播放视频。
  1. 一块大石头放在沙地上,下陷不明显。
  2. 一块小石子用同样的力砸向沙地,会砸出一个小坑。
  3. 一个人走在厚厚的雪地里,会陷下去。
  4. 但他穿上滑雪板后,就不会陷下去了。
• 提出问题： 为什么同样都是压力，有的作用效果明显，有的不明显呢？这背后隐藏着什么物理规律？今天我们就来学习第十四章《压强》。

【新课讲授】 (30分钟)

压力

• 定义： 引导学生观察课本图片，思考人站在地面上、图钉按在墙上、物体放在斜面上时,力的方向和作用面。
• 垂直作用在物体表面上的力叫做压力。
• 强调：
  • 压力的方向：垂直于受力物体表面。
  • 压力不一定是重力，按图钉时，压力是手对图钉的力，与图钉的重力无关，放在水平面上的物体，对水平面的压力大小等于其重力（F=G），但这是特例,不是普适规律。

探究：压力的作用效果与什么因素有关？

• 猜想与假设： 学生根据生活经验，可能猜想与压力大小、受力面积有关。
• 设计实验：
  • 控制变量法：
    1. 保持受力面积不变，改变压力大小,观察现象。
    2. 保持压力大小不变，改变受力面积,观察现象。
  • 实验器材： 海绵、砝码、压力小桌。
• 进行实验与收集证据：
  • 演示实验1： 将压力小桌（桌腿朝下）放在海绵上，观察海绵的凹陷程度，然后在桌上放一个砝码，再次观察凹陷程度。
    • 现象： 放上砝码后,海绵凹陷得更深。
    • 在受力面积相同时，压力越大,压力的作用效果越明显。
  • 演示实验2： 将压力小桌（桌面朝下）放在海绵上，使其对海绵的压力与实验1中放一个砝码时的大小相等（可调节砝码数量），观察海绵的凹陷程度，并与实验1对比。
    • 现象： 桌面朝下时,海绵凹陷得较浅。
    • 在压力大小相同时，受力面积越小,压力的作用效果越明显。
• 分析与论证： 压力的作用效果由压力大小和受力面积共同决定。

压强

• 引入概念： 为了比较压力的作用效果，物理学中引入了一个新的物理量——压强。
• 定义： 物体所受的压力与受力面积的比叫做压强。
• 公式： P = F / S
  • P：压强,单位是帕斯卡。
  • F：压力,单位是牛顿。
  • S：受力面积,单位是平方米。
• 单位：
  • 帕斯卡，简称帕，符号是 Pa。
  • 1 Pa = 1 N/m²。
  • 物理意义：每平方米的面积上受到的压力是1牛顿。
  • 举例：一张平铺的报纸对桌面的压强约0.5 Pa，一个中学生站立时对地面的压强约10⁴ Pa。
• 例题讲解：
  • 一个质量为60 kg的人，每只鞋子的触地面积是150 cm²，他站立时对地面的压强是多大？（g取10 N/kg）
  • 解题步骤：
    1. 分析受力：人站立时对地面的压力 F = G = mg = 60 kg × 10 N/kg = 600 N。
    2. 分析受力面积：S = 2 × 150 cm² = 300 cm² = 300 × 10⁻⁴ m² = 0.03 m²。
    3. 代入公式计算：P = F / S = 600 N / 0.03 m² = 2 × 10⁴ Pa。
  • 强调： 计算时,单位必须统一到国际单位制。

【课堂小结】 (3分钟)

• 师生共同回顾本节课学习的核心内容：压力的定义、方向；探究压力作用效果的方法（控制变量法）；压强的定义、公式、单位及物理意义。

【当堂练习】 (7分钟)

• 基础题：课本课后练习题。
• 提高题：一块砖平放、侧放、竖放时，对水平地面的压力和压强如何变化？（压力不变,压强依次增大）

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第二课时：增大和减小压强的方法

【复习导入】 (3分钟)

• 提问：什么是压强？计算压强的公式是什么？
• 回顾：压力的作用效果与哪些因素有关？（压力大小、受力面积）

【新课讲授】 (35分钟)

增大压强

• 方法： 在压力一定时，减小受力面积；或在受力面积一定时，增大压力。
• 实例分析：
  • 啄木鸟的喙、针、刀刃、图钉的尖端： 通过减小受力面积来增大压强。
  • 推土机的铲刃、切纸机的刀片： 通过减小受力面积来增大压强。
  • 用斧头劈木头： 斧头对木头的压力一定，锋利的刃减小了受力面积,增大了压强。
  • 卡车装有很多车轮： 错误！这是减小压强,要举增大压强的例子。

减小压强

• 方法： 在压力一定时，增大受力面积；或在受力面积一定时，减小压力。
• 实例分析：
  • 宽大的书包带、铁轨铺在枕木上、大型平板车装有很多轮子： 通过增大受力面积来减小压强。
  • 房子的墙基做得比较宽： 增大受力面积,减小对地面的压强。
  • 在烂泥地上铺上木板行走： 通过增大受力面积来减小压强。
  • 坦克装有宽大的履带： 通过增大受力面积来减小压强。

知识应用与拓展

• 小组讨论： 让学生分组讨论，列举生活中更多增大或减小压强的实例,并说明其原理。
• 教师点评与总结： 强调“增大”或“减小”压强，总是通过改变“压力”和“受力面积”这两个因素中的一个或两个来实现的,核心是控制变量思想的应用。

【课堂小结】 (2分钟)

• 总结增大和减小压强的两种方法,并强调其本质是改变压力和受力面积的比值。

【当堂练习】 (10分钟)

• 判断下列做法是为了增大压强还是减小压强，并说明理由。
  1. 把书包带做得宽一些。
  2. 菜刀的刀刃磨得很锋利。
  3. 自行车轮胎上刻有花纹。
  4. “沙漠之舟”骆驼的脚掌很大。
• 计算题：一个质量为50 kg的人，每只脚的触地面积为200 cm²，他行走时对地面的压强是多少？如果他穿上每只鞋底面积为400 cm²的滑雪板，对雪地的压强又是多少？（g取10 N/kg）

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第三课时：液体压强

【导入新课】 (5分钟)

• 情景演示：
  1. 用一个侧面扎了几个不同高度小孔的空矿泉瓶，装满水,让学生观察水从小孔中喷出的情况。
  2. 提问：水为什么会喷出来？为什么不同高度的小孔，水喷出的远近不同？这说明了什么？
• 引出课题： 液体对容器底和容器壁都有压强，而且压强的大小可能与深度有关，今天我们就来研究《液体压强》。

【新课讲授】 (30分钟)

液体压强的特点

• 探究实验： 使用U形管压强计。
  • 演示1： 将压强计的金属盒放入水中，观察U形管两侧液面是否出现高度差。
    • 现象： 出现高度差。
    • 液体对容器底部有压强。
  • 演示2： 将压强计的金属盒放入水中，但让金属盒的橡皮膜朝向侧面，观察U形管。
    • 现象： U形管两侧液面也出现高度差。
    • 液体对容器侧壁也有压强。
  • 演示3： 改变金属盒在水中的深度，观察U形管液面高度差的变化。
    • 现象： 深度越大,高度差越大。
    • 液体内部压强随深度的增加而增大。
  • 演示4： 将金属盒保持在同一深度，但改变其方向（朝上、朝下、朝侧面），观察U形管液面高度差。
    • 现象： 高度差不变。
    • 在同一深度，液体向各个方向的压强相等。
  • 演示5： 将金属盒放入盐水中，保持深度与水中时相同，观察U形管液面高度差与在水中的比较。
    • 现象： 在盐水中时,高度差更大。
    • 液体的压强还与液体密度有关，密度越大,压强越大。

液体压强的大小

• 推导公式： P = ρgh
  • 思路： 设想在液体深处有一个面积为S的平面,计算它上方高为h的液体柱对这个平面的压力。
  • 推导过程：
    1. 这个液体柱的体积：V = Sh。
    2. 这个液体柱的质量：m = ρV = ρSh。
    3. 这个液体柱的重力（即对底面的压力）：F = G = mg = ρShg。
    4. 根据压强公式：P = F / S = (ρShg) / S = ρgh。
• 公式解读：
  • P：液体在深度h处产生的压强,单位是Pa。
  • ρ：液体的密度，单位是kg/m³。
  • g：常数，9.8 N/kg，通常取10 N/kg。
  • h：深度，指从液面到所求压强处的垂直距离，单位是m。
    • 强调： 深度不是高度！深度是“从上往下”量，高度是“从下往上”量。

【课堂小结】 (3分钟)

• 总结液体压强的四个特点：对容器底和侧壁有压强；随深度增加而增大；同一深度，向各个方向压强相等；还与液体密度有关。
• 强调液体压强公式 P=ρgh 及 h 的含义。

【当堂练习】 (7分钟)

• 计算题：一个潜水员在海下10 m深处受到的压强是多大？（海水密度约为1.03×10³ kg/m³，g取10 N/kg）
• 思考题：一个底部和侧壁都有小孔的瓶子，装满水后，拔掉塞子，会发生什么现象？为什么？

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第四课时：连通器 大气压强

【导入新课】 (3分钟)

• 展示图片：茶壶、锅炉水位计、船闸。
• 提问：这些容器在结构上有什么共同点？它们为什么能正常工作？引出连通器的概念。

【新课讲授】 (37分钟)

连通器

• 定义： 上端开口、底部互相连通的容器。
• 特点：
  • 演示实验： 用U形管（最简单的连通器）装入同种液体，待液体静止后，观察两管液面。
    • 现象： 两管液面相平。
  • 总结连通器原理： 当连通器中只有一种液体，且液体静止时，各容器中的液面总是相平的。
• 原理分析：
  • 假设U形管底部正中央有一液片AB。
  • 左边液体对液片AB向右的压强 P左 = ρgh左。
  • 右边液体对液片AB向左的压强 P右 = ρgh右。
  • 因为液体静止，所以液片AB受力平衡，P左 = P右。
  • 因为是同种液体，ρ相同，h左 = h右,即两管液面相平。
• 应用实例：
  • 茶壶： 壶嘴和壶身构成连通器。
  • 锅炉水位计： 通过观察水位计中的液面高度,知道锅炉内的水位。
  • 船闸： 大大降低了船只过坝的难度和时间。

大气压强

• 大气压的存在：
  • 马德堡半球实验： 讲述其历史故事，播放视频或模拟实验,让学生感受大气压力的巨大。
  • 生活中的例子： 吸盘挂钩能挂重物、用吸管喝饮料、钢笔吸墨水。
• 大气压的测量——托里拆利实验：
  • 实验装置： 一根长约1米、一端封闭的玻璃管，灌满水银，然后用手指堵住管口,倒立在水银槽中。
  • 实验现象： 玻璃管内水银柱下降到一定高度后，就不再下降了,管顶留下一段真空。
  • 实验原理： 管内水银柱产生的压强与管外大气压强相等。
  • 为什么是760 mm？
    • 设管内水银柱产生的压强为 P汞。
    • P汞 = ρ汞gh汞。
    • 这个压强就等于当时的大气压强 P大气。
    • 在标准大气压下，h汞 = 760 mm = 0.76 m。
    • P大气 = 13.6×10³ kg/m³ × 9.8 N/kg × 0.76 m ≈ 1.013 × 10⁵ Pa。
  • 标准大气压： 通常把等于760 mm高水银柱产生的压强叫做标准大气压，其值约为 013 × 10⁵ Pa，粗略计算时可取 10⁵ Pa。
• 大气压的变化：
  • 随高度增加而减小。 海拔越高，空气越稀薄,大气压越小。
  • 随天气变化。 晴天比阴天气压高,冬天比夏天气压高。

【课堂小结】 (5分钟)

• 回顾连通器的定义、原理和应用。
• 回顾大气压的存在、马德堡半球实验、托里拆利实验的原理和标准大气压的值。

【当堂练习】 (5分钟)

• 判断下列装置中，哪些是利用了连通器原理？（茶壶、锅炉水位计、U形管压强计、茶杯）
• 1标准大气强能支持多高的水柱？（ρ水=1.0×10³ kg/m³）通过计算,让学生感受为什么托里拆利实验用水银而不用水。

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第五课时：流体压强与流速的关系

【导入新课】 (5分钟)

• 趣味实验：
  1. “吹纸”实验： 拿两张平行的纸，从中间向下吹气,观察纸片是分开还是合拢。
  2. “硬币跳高”实验： 在硬币前约5cm处，用嘴沿着桌面平行吹气,观察硬币的运动。
• 提出问题： 为什么会出现这些意想不到的现象？这和空气的流动有什么关系？引出流体的概念和本节课主题。

【新课讲授】 (30分钟)

流体压强与流速的关系

• 定义： 液体和气体都具有流动性，统称为流体。
• 探究实验：
  • 实验1： 在两张纸中间吹气，两张纸会向中间靠拢。
    • 现象： 纸向中间靠拢。
    • 分析： 纸中间的空气流速大，压强小；纸外侧的空气流速小，压强大，纸在内外压强差的作用下,被压向中间。
  • 实验2： 演示机翼模型（或用纸板制作一个简单的翼型），用电风扇吹风。
    • 现象： 机翼模型向上“升”起。
    • 分析： 机翼上方空气流速大，压强小；机翼下方空气流速小，压强大，产生了一个向上的压力差，这个力叫做升力。
• 总结结论： 在流体中，流速越大的地方，压强越小；流速越小的地方,压强越大。

应用与危害

• 应用：
  • 飞机的升力： 飞机机翼的特殊形状决定了其上方空气流速快、压强小，下方空气流速慢、压强大,从而获得升力。
  • 喷雾器： 空气从管口快速喷出，管口附近压强小，瓶内液体在大气压作用下被压上去,随气流喷出。
  • 火车站台安全线： 火车高速驶过时，人与火车之间的空气流速大，压强小，人外侧的压强会将人推向火车,非常危险。
• 危害：
  • “奥林匹克”号与“豪克”号相撞事故： 历史上的真实事件，两船并排高速行驶时，中间水流快，压强小，在两侧水压作用下,两船相撞。

【课堂小结】 (3分钟)

• 再次强调核心结论：流速越快,压强越小。
• 总结该规律在生活中的应用和需要警惕的危害。

【当堂练习】 (7分钟)

• 解释现象：
  1. 为什么人不能站在离高速行驶的列车很近的地方？
  2. 足球运动员踢出的“香蕉球”为什么会拐弯？（提示：球的旋转导致一侧空气流速快，压强小,产生侧向压力差）
• 思考题：请设计一个利用流体压强与流速关系的装置。

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第六课时：本章复习与巩固

【教学目标】

• 系统梳理本章知识脉络,构建知识网络。
• 通过典型例题，巩固重点、突破难点。
• 提高学生综合运用压强知识解决实际问题的能力。

【教学过程】

知识回顾与梳理 (15分钟)

• 师生共同构建知识网络图（思维导图）：
  • 中心主题：压强
  • 固体的压强
    • 压力：定义、方向、与重力的区别
    • 压强：定义、公式、单位
    • 增大/减小压强的方法
  • 液体的压强
    • 特点（4个）
    • 公式：P=ρgh (h的含义)
    • 连通器：定义、原理、应用
  • 大气压强
    • 存在（马德堡半球实验）
    • 测量（托里拆利实验）
    • 标准大气压的值
    • 变化规律
  • 流体压强与流速的关系
    • 流速快,压强小）
    • 应用（飞机升力、喷雾器）
    • 危害（安全线）

重点难点突破 (20分钟)

• 例题1（压力与重力的区别）：
  • 一个重10 N的物体，放在水平桌面上，对桌面的压力是多大？若用5 N的力把它按在竖直的墙上,对墙的压力又是多大？
  • 目的： 强化压力的定义是垂直作用在物体表面上的力,它的大小不一定等于重力。
• 例题2（固体压强计算）：
  • 一个实心正方体铁块，边长为10 cm，放在水平桌面上，求它对桌面的压强。（ρ铁=7.9×10³ kg/m³，g取10 N/kg）
  • 目的： 巩固固体压强计算,强调受力面积的计算。
• 例题3（液体压强计算）：
  • 一个圆柱形容器，底面积为100 cm²，装有20 cm深的水，求： (1) 水对容器底的压强和压力。 (2) 若将容器倒置（底面积变为50 cm²）,水对容器底的压强和压力如何变化？
  • 目的： 巩固液体压强公式P=ρgh和压力公式F=PS，并比较固体和液体压力、压强的计算差异。
• 例题4（托里拆利实验分析）：
  • 在做托里拆利实验时，如果玻璃管倾斜、管内混入空气、管顶破了一个小孔,管内水银柱的高度会如何变化？
  • 目的： 深刻理解托里拆利实验的原理和760 mm水银柱高度的物理意义。

课堂练习与答疑 (10分钟)

• 布置几道综合性较强的练习题,让学生当堂完成。
• 教师巡视，对个别学生进行指导,并对共性问题进行集中讲解。

【课堂小结】 (5分钟)

• 再次强调本章的核心知识点和解题方法。
• 鼓励学生将所学知识与生活紧密联系,做到学以致用。

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板书设计

第十四章 压强

第一节 压强

1. 压力： 垂直作用在物体表面上的力 (F)

   方向：垂直于受力面

2. 压强：
   • 定义：压力与受力面积的比 (P = F / S)
   • 单位：帕斯卡 (Pa) 1 Pa = 1 N/m²
   • 意义：表示压力的作用效果
3. 增大/减小压强的方法：
   • 增大：F↑ 或 S↓
   • 减小：F↓ 或 S↑

第二节 液体压强

1. 特点：
   • 对底和壁有压强
   • 深度越大，压强越大
   • 同一深度，向各方向压强相等
   • 密度越大，压强越大
2. 公式： P = ρgh

   h：深度（液面到研究点的垂直距离）

3. 连通器：
   • 定义：上端开口、底部连通
   • 原理：静止时，液面相平
   • 应用：茶壶、船闸、水位计

第三节 大气压强

1. 存在： 马德堡半球实验
2. 测量： 托里拆利实验
   • 原理：P大气 = P水银柱 = ρgh
   • 标准大气压：P₀ ≈ 1.013×10⁵ Pa
3. 变化： 高度↑,气压↓

第四节 流体压强与流速的关系

1. 流速越快，压强越小
2. 应用： 飞机升力、喷雾器
3. 危害： 火车站台安全线

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作业布置

1. 基础作业： 完成课本本章所有课后练习题。
2. 拓展作业：
   • 写一篇小论文，主题是“压强在生活中的应用与危害”,要求至少列举3个实例并解释其物理原理。
   • 思考：如何设计一个实验，定性比较水和酒精在同一深度处的压强大小？（提示：可用U形管压强计）
3. 预习作业： 预习下一章内容。

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教学反思

本教案的设计力求体现新课程标准“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念，通过大量的生活实例和演示实验，激发学生的学习兴趣,引导他们主动探究。

• 成功之处：
  • 实验探究环节设计合理，能有效突出重点、突破难点，特别是对“压力与重力的区别”、“液体压强公式推导”等难点的处理。
  • 知识的应用贯穿始终，将抽象的物理规律与鲜活的生活现象紧密联系,有助于学生理解知识的价值。
  • 板书设计采用结构化、条理化的形式,有助于学生构建清晰的知识网络。
• 改进之处：
  • 对于学生分组探究实验，若课时和条件允许，可让学生亲手操作，体验探究过程,效果会更好。
  • 在讲解流体压强时，可以增加一些现代化的视频资料，如飞机飞行的慢镜头、F1赛车的空气动力学设计等,使课堂更具时代感和吸引力。
  • 需要关注不同层次学生的接受程度，设计不同梯度的练习题，做到因材施教，对于基础薄弱的学生，应多关注基本概念和公式的理解；对于学有余力的学生,可提供一些拓展性的思考题。