摘要:沪科版八年级物理第八章压强是力学知识的重点内容,也是难点内容;本章知识包括压强、液体压强、大气压强、气体压强与流速的关系的知识。这些知识在日常生活和生产中都有广泛的应用,学生对于与这些知识相关的物理现象较为熟悉,但对其道理不一定有比较确切的理解,因此学生对这些知识有极强的求知欲望,这就给教师的发挥、调动学生进行探究打下了较好的基础。
关键字:物理概念 压力 压强
本章的知识核心是压强,它是学习液体压强、大气压强、气体压强与流速的关系的基础。因此,处理好压强的教学是搞好本章教学的关键,让学生全面认识压力又是处理好压强教学的关键。
在学习压强之前,先要科学全面的认识一下压力。生活中的压力无处不在,在以前的学习中也常常提到压力,列举出一些生产、生活中关于压力的实例。如人站立、行走、坐、拿笔、拿书等。
人站在地面上,人对地面有压力吗,方向如何?
把图钉按在墙上,图钉对墙壁有压力吗,方向如何?
运动员把杠铃举起,杠铃对运动员有压力吗,方向如何?
传送带运送小麦,小麦对传送带有压力吗,方向如何?
课堂上把刚才4种典型情况画出后,请学生依照压力的定义“压力是垂直于物体表面的力”来画出压力的示意图时,发现许多学生画出的依旧是物体受到的重力。
我当时有些生气,责怪学生上课不专心。
课后我好好反思一下,仅仅在概念的阅读中就完成概念的建立还是有些困难的;如果把这些错误当做一种资源,那么,非但不应生气,还应为创造机会暴露错误而庆幸,因为,这给我的有效教学创造了机会。
要是我给学生带来一些体验,效果会更好一些。我们已经知道力可以改变物体的形状。揉好一团面团,用一根木棒向左、向右、向上、向下挤压面团,可以清楚地看到木棒离开以后,面团留下一个个坑,也就是说面团表面因受力的作用发生了凹陷形变,我们称这种使物体表面发生凹陷的力为“压力”。力有大小、方向、作用点三要素,压力的作用点和方向怎样呢?压力区别于其他力的特征就是它使受力物体的表面发生凹陷。因此,压力是垂直作用在物体表面上,使物体表面凹陷的力。其中“作用于物体表面上”是压力的作用点;“垂直物体表面”是压力的方向;“使物体表面凹陷”是压力的作用效果。
弄清了压力的概念以后,再来比较压力与重力就较容易了。可以从力的大小、方向、作用点、本质、施力者五个方面来讨论。从力的大小上比较,重力的大小用G=mg计算,而压力的大小决定于相互挤压发生形变的情况,这种挤压,有些情况与重力有关,有些情况与重力无关。与重力有关时,有些情况压力等于重力(如水平地面上放置的物体,支持面受到压力的大小等于重力),有些情况压力不等于重力(如斜面上放置的物体,支持面受到的压力不等于重力)。从力的方向上看,压力的方向一与接触面垂直,而重力的方向是竖直向下的.从力的作用点上看,压力的作用点在受力物体的表面上,而重力的作用点在物体的重心上。从力的本质上看,压力的本质是弹力,而重力的本质是万有引力,它是由于地球的吸引而使物体受到的力。从施力物休来看,压力的施力物体是相互挤压的物体,或者说是与受力物体接触的其他物体。
压力与重力是有联系的,如水平地面上放置的物体,支持面受到的压力等于重力的大小,这种联系的放大,让学生忽视了它们的区别。一个玻璃杯放在水平桌面上,桌面受到了压力,这个压力是由玻璃杯的重力引起的,显然,压力的大小等于物体的重力,能不能说在这种情况下压力就是重力?或者说压力和重力是一对相互作用力?回答是否定的。玻璃杯和桌面相互挤压,桌面受到压力,桌面又给水杯支持力,玻璃杯的重力作用在玻璃杯上,压力作用在桌面上,不是作用在一个物体上的两个力,显然不是一对平衡力。虽然在这种情况下,压力的大小等于物体的重力,但是通过前面的分析,两个力的受力物体和施力物体都不同,不是一个力,当然不能说压力就是重力了。
而压力与压力的作用效果的区分需要穿过文字从本质内涵来区别,这需要实验情景作为依托。
实验:放在斜面上的物体对斜面的压力跟斜面倾斜程度的关系
在第八章“压强”第一节“压力的作用效果”的教学中,压力跟重力的关系是一个比较重要的知识点,教学中应注意以下问题:
①压力不是重力,压力可以由重力产生,也可以由其他力产生.
②即使压力由重力产生,也不一定等于重力.
③放在水平面上的物体对水平面的压力等于物体的重力,放在
斜面上的物体对斜面的压力小于物体的重力。
怎样证明“放在斜面上的物体对斜面的压力小于物体的重力”
呢?可以将其作为一个小课题进行探究。
实验目的: 研究放在斜面上的物体对斜面的压力跟斜面倾斜程度的关系。
实验器材: 1m长的塑料直尺一根,200g的钩码1个,双面胶
实验装置:如下图所示
实验步骤:
1.如图甲所示,把长直尺的左端放在桌子的边缘,用手支持着右端,保持在水平方向上静止。
2.把钩码放在水平直尺的中间,并用双面胶粘牢,如图乙所示。直尺由于受到压力的作用而变得弯曲。由于钩码是放在水平的直尺上的,直尺受到的压力F2与钩码的重力G相等,即F1=G。
3.缓缓抬起右端,让直尺与水平方向有一定的夹角,如图丙所示,
会发现直尺的弯曲程度减小了,就说明压力的作用效果减小了,直尺受到的压力减小了,小于水平放置时的压力F1,即F21 =G 。
4.继续抬高右端,让直尺与水平方向的夹角变得更大,如图丁所示,会发现直尺的弯曲程度更小了,这就说明压力的作用效果更小了,直尺受到的压力更小了,即F321=G.
实验结论:
放在斜面上的物体对斜面的压力小于物体的重力,
放在斜面上的物体对斜面的压力与斜面的倾斜程度有关.且倾斜程度越大,受到的压力越小。
因为物理概念是从物理事实(现象、过程〕中抽象出来的,所以在物理概念的教学中。教师必须先给学生创造一个能适应教学要求,能借以引导学生分析发掘问题、思考问题、探索事物本质属性的物理情绪。把有关的物理现象或过程展现给学生,使学生明确为什么要引入这个概念,引入它有什么作用.这样才能把教的目的转化为学的目的,激起学生的学习兴趣和求知欲望。在此基础上,引导学生针对.性材料,按照物理学的研究方法,运用分析、比较、类比、归纳、综合等手段进行思维加工,从而抽象概括出这一类事物的本质属性与特征,使学生对这一本质属性和特征形成清晰的认识。而在一些概念教学活动中却忽视概念的引人和形成过程,常常直接讲授物理撅念,讲授理解、运用概念需要注意的问题,再辅以大量的练习,通过练习纠正学生对概念的错误理解。尽管教师对概念的文字表述或数学表达式讲得很清楚,但对学生来说,表面联系和内在联系、感性知识和理性认识、生活概念和科学概念仍处于分离状态。这种方式对应试或许有用,但不利于学生思维能力的培养和实践能力的提高。
生活处处皆物理,物理学与日常生产生活密切相关,生活经验可以为建立物理概念提供不少的感性材料,这是物理教学的一大特色,但仅此是不够的,还需要充分利用物理实验来创设物理情景,展现被研究的物理现象,增强学生的感性认识,这是物理教学的又一大特色,也是非常重要的。通过让学生接触器材、观摩实验模型、动手操作等等,使他们积累丰富的直接经脸,教师的演示实验又能提供间接经验,这件经验对学生把握事物的本质特征起着决定性的作用。而有的教师只重视物理概念的逻辑分析,轻视演示实验和分组实验在形成物理概念中的作用。许多在概念教学中配备的实验,被教师的讲解所代替,更不用说针对教学实际自行设计实验了,做实验变成了说实验,使学生难以获得足够的感性知识.从而加大了理解概念的难度,也降低了生学习物理的兴趣,使学生觉得物理太高深、太枯燥。