連通器和液壓技術(shù)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 八年級(jí) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
【 目標(biāo) 】
  1. 知識(shí)與技能
  (1) 能在實(shí)際情況中辨認(rèn)連通器,在此過程中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和概括能力;
  (2) 知道船閘的工作原理,能用連通器原理解釋一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問題;
  (3) 了解液壓技術(shù)的原理,知道一些液壓技術(shù)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用;
  (4) 通過分析日常生活中應(yīng)用連通器和液壓技術(shù)的事例,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力。
  2. 過程與方法
  (1) 通過模型和掛圖認(rèn)識(shí)連通器和液壓技術(shù),經(jīng)歷用“假想液片”模型推導(dǎo)出連通器原理的過程,使學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)建立模型是物理學(xué)的研究方法之一。
  3. 情感、態(tài)度和價(jià)值觀  
  (1) 使學(xué)生體會(huì)物理與生活、生產(chǎn)的緊密聯(lián)系,培養(yǎng)學(xué)生將物理知識(shí)主動(dòng)運(yùn)用于生活、生產(chǎn)的意識(shí);
  (2) 通過對(duì)船閘的學(xué)習(xí),使學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)STS 的理念,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。
【 重點(diǎn) 】
  連通器原理及運(yùn)用。
【 教學(xué)難點(diǎn) 】
  船閘的工作原理。
【 教學(xué)過程 】
教師活動(dòng)設(shè)計(jì) 學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)
一、連通器及其特點(diǎn)
  1.引出問題   基于學(xué)生關(guān)于三峽大壩收集的資料,提問:
  三峽大壩攔腰截?cái)嗔碎L(zhǎng)江,為什么下游的船只還能駛到上游?它們是怎樣“翻越”大壩的?   同學(xué)之間相互交流收集的資料。
  抓住學(xué)生討論中的閃光點(diǎn),逐步設(shè)問:
  (1)水位高度可以調(diào)節(jié)嗎?
  (2)水庫大壩采用什么方法調(diào)節(jié)水位?
  (3)有沒有同學(xué)知道其中采用了什么原理?
  (4)什么是“連通器”?   可能一些學(xué)生已經(jīng)收集到相關(guān)資料,提到連通器及連通器原理。
  比如:“大壩旁都要修建船閘,利用連通器原理,船閘可以調(diào)節(jié)上下游的水位落差 ,實(shí)現(xiàn)通航!
  給出“連通器”概念:連通器是上端開口、下部相連通的容器! W(xué)習(xí)連通器的概念。
  2.探究連通器的特點(diǎn)   從概念出發(fā),讓同學(xué)回想生活中有哪些是連通器,記錄下來。   學(xué)生對(duì)照概念,列舉生活中的連通器。如:茶壺、污水處理廠的污水處理池等。
  出示自己制作的簡(jiǎn)單連通器(如教材圖 10-3-2 所示)。
  對(duì)照連通器概念分析儀器,驗(yàn)證該儀器確實(shí)是連通器。   認(rèn)識(shí)儀器,觀察實(shí)驗(yàn)。
  把兩支注射針筒固定在兩個(gè)鐵架臺(tái)上,調(diào)節(jié)兩邊針筒等高,向管中注入水。讓學(xué)生觀察并描述兩管內(nèi)水面的關(guān)系;
  用一根紅線系在兩鐵架臺(tái)間,標(biāo)識(shí)出此時(shí)水面所在位置。   兩邊針筒等高時(shí),學(xué)生觀察到兩邊水面相平。
  問:如果舉高或降低一邊針筒,水面會(huì)變化嗎?怎樣變?為什么?
  讓學(xué)生進(jìn)行討論。   兩邊不等高時(shí),學(xué)生對(duì)水面情況的猜想可能不一樣。
  緩慢調(diào)節(jié)一邊針筒,使兩邊針筒明顯不等高。要求學(xué)生觀察、描述現(xiàn)象,進(jìn)行總結(jié)。   觀察演示實(shí)驗(yàn),描述現(xiàn)象。
  針對(duì)學(xué)生的描述,教師做出相應(yīng)解釋和總結(jié)。
  要求填寫下面半命題:連通器里的同一種液體不流動(dòng)時(shí),各容器中的液面將_________。   學(xué)生填寫教師給出的半命題:連通器里的同一種液體不流動(dòng)時(shí),各容器中的液面相平(或等高) 。
  3 利用液體壓強(qiáng)知識(shí)解釋連通器原理(選講)   教師設(shè)問并讓學(xué)生討論:根據(jù)我們前面學(xué)過的知識(shí),同學(xué)們能不能從理論上解釋連通器的特點(diǎn)?
     針對(duì)教師的問題,學(xué)生展開討論。一開始,可能想不到“假想液片”模型。在教師問題的啟發(fā)下 , 學(xué)生猜想逐步逼近該模型。
  出示“假想液片”的掛圖
  對(duì)照?qǐng)D示,帶領(lǐng)學(xué)生建立起假想液片的模型。   在教師講解下,繼續(xù)完善模型,能正確分析靜止液體內(nèi)“假想液片”的受力情況。
  分析液體不流動(dòng)時(shí)液片的受力。由液體壓強(qiáng)公式
P=ρgh ,可推知兩邊液柱的高度相等。   根據(jù)液體壓強(qiáng)公式推導(dǎo)出液柱高度相等的結(jié)論。
  4.應(yīng)用、討論   列出教材給出的和學(xué)生之前提出的連通器裝置,組織學(xué)生用連通器原理一一分析它們的工作原理。   學(xué)生在教師帶領(lǐng)下積極思考,解釋各種連通器的工作原理。
  回到三峽大壩,肯定大壩是利用船閘來實(shí)現(xiàn)通航的。
  出示船由上游駛向下游過程船閘的工作原理圖(與教材示意過程反向)。問:
  (1)大家在圖中看到船閘由哪些部分組成?
  (2)其中有沒有連通器?
  (3)有沒有同學(xué)愿意為我們講解一下船閘的工作原理?   根據(jù)掛圖分析船閘的結(jié)構(gòu),在教師問題的指導(dǎo)下努力結(jié)合連通器原理解釋船閘的工作原理。
  在學(xué)生解釋的基礎(chǔ)上稍加完善、修改,清晰、規(guī)范地給出船閘的工作原理。   在教師的總結(jié)下,完整、科學(xué)地理解船閘的工作原理。
二、液壓技術(shù)
  1.壓強(qiáng)在液體中的傳遞  通過分析船閘閥門的工作,指出開啟和關(guān)閉閥門需要特殊的裝置,實(shí)現(xiàn)“四兩撥千斤”的效果。
  出示船閘的圖片,給出人字閘門的相關(guān)資料。   學(xué)生在教師的分析和設(shè)問下,顯出明顯的好奇心,展開小范圍的討論。
  生活中能見到很多“四兩撥千斤”裝置。比如修車時(shí)用的千斤頂?shù)取?
  這類裝置背后有什么物理規(guī)律嗎?   列舉可能想到的省力裝置。
  出示圖 10-3-7 實(shí)驗(yàn)裝置,讓學(xué)生觀察。指出這是一種省力裝置。
  提問:
  這個(gè)裝置是連通器嗎?為什么不是?   觀察實(shí)驗(yàn)裝置。
  大部分學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)裝置與連通器的差別(密閉性)。在教師指導(dǎo)下最終都認(rèn)識(shí)到該儀器密閉的特點(diǎn)。
  演示實(shí)驗(yàn),先放大砝碼,再放小砝碼,最后兩邊平衡。   認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
  讓學(xué)生描述現(xiàn)象后講解。注意強(qiáng)調(diào)兩邊條件的對(duì)比:面積的比例關(guān)系要和砝碼質(zhì)量比例對(duì)應(yīng)起來。   在教師帶領(lǐng)下,邏輯清晰地比較相關(guān)因素。推導(dǎo)出兩邊壓強(qiáng)相等的結(jié)論。
  得出結(jié)論:密閉液體中的壓強(qiáng)能夠大小不變地向各個(gè)方向傳遞。   在教師總結(jié)的提示下,明確壓強(qiáng)在液體中傳遞的規(guī)律。
   2.液壓技術(shù)及應(yīng)用  1653 年,帕斯卡發(fā)現(xiàn)了上述規(guī)律(帕斯卡原理)。在此基礎(chǔ)上,人們發(fā)明了液壓技術(shù),廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活中。   
  
  師生共同舉出一些利用液壓技術(shù)的機(jī)械。比如,千斤頂,推土機(jī)、挖掘機(jī)中用到的操作桿,汽車的液壓剎車系統(tǒng),機(jī)械中用的液壓密封等等。    積極思考,舉出生活中可能用到液壓技術(shù)的裝置。
  以圖 10-3-8 ( c )汽車液壓剎車系統(tǒng)為例簡(jiǎn)單分析。問:
  (1)圖中哪部分相當(dāng)于實(shí)驗(yàn)中的小針筒?
  (2)哪部分等效于大針筒部分?
  (3)系統(tǒng)是怎樣實(shí)現(xiàn)制動(dòng)的?   觀察圖示,大部分人能對(duì)比實(shí)驗(yàn)原理圖分析液壓剎車系統(tǒng)的制動(dòng)原理,進(jìn)一步理解液壓技術(shù)。
  
三、課堂小結(jié)   (1)連通器的定義、原理。
  (2)生活中常見的連通器。
  (3)知道液壓技術(shù)和壓強(qiáng)在液體中傳遞的規(guī)律,知道一些利用液壓技術(shù)的裝置及工作原理。
【 實(shí)踐活動(dòng) 】
  (1)收集生活、生產(chǎn)中液壓技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例,選取一個(gè)例子與實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行類比,分析工作原理。
【 教學(xué)反饋 】
  連通器在實(shí)際生活中應(yīng)用非常廣泛,教學(xué)中要注意聯(lián)系實(shí)際。既能從實(shí)際例子中總結(jié)歸納,得出連通器的概念及特點(diǎn),又能從概念出發(fā)進(jìn)行分析、演繹,活化、深化學(xué)生對(duì)概念的理解。理解連通器原理要注意強(qiáng)調(diào)兩點(diǎn):
  (1)連通器內(nèi)只有一種均勻液體;(2)對(duì)液體不流動(dòng)的情況成立。
  利用液體壓強(qiáng)公式解釋連通器原理是教學(xué)中較抽象的環(huán)節(jié)。教師根據(jù)學(xué)生所掌握的程度選講。
  液壓技術(shù)是新加入的內(nèi)容,教師要做好課前準(zhǔn)備工作,多結(jié)合實(shí)際進(jìn)行教學(xué)。

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