連通器和液壓技術(shù)物理教案

　　【 目標(biāo) 】

　　1. 知識與技能

　　(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)用知識的能力。

　　2. 過程與方法

　　(1) 通過模型和掛圖認(rèn)識連通器和液壓技術(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)生將物理知識主動(dòng)運(yùn)用于生活、生產(chǎn)的意識；

　　(2) 通過對船閘的學(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。 學(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。

　　出示自己制作的簡單連通器（如教材圖 10-3-2 所示）。

　　對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，同學(xué)們能不能從理論上解釋連通器的特點(diǎn)？

　　針對教師的問題，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

　　對照圖示，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=gh ，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?/p>

　　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)兩邊條件的對比：面積的比例關(guān)系要和砝碼質(zhì)量比例對應(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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