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連通器和液壓技術物理教案
【 目標 】
1. 知識與技能
(1) 能在實際情況中辨認連通器，在此過程中培養(yǎng)學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際問題；
(3) 了解液壓技術的原理，知道一些液壓技術在生產、生活中的應用；
(4) 通過分析日常生活中應用連通器和液壓技術的事例，培養(yǎng)學生運用知識的能力。
2. 過程與方法
(1) 通過模型和掛圖認識連通器和液壓技術，經歷用“假想液片”模型推導出連通器原理的過程，使學生進一步體會建立模型是物理學的研究方法之一。
3. 情感、態(tài)度和價值觀
(1) 使學生體會物理與生活、生產的緊密聯(lián)系，培養(yǎng)學生將物理知識主動運用于生活、生產的意識；
(2) 通過對船閘的學習，使學生進一步體會STS 的理念，激發(fā)學生學習物理的興趣。
【 重點 】
連通器原理及運用。
【 教學難點 】
船閘的工作原理。
【 教學過程 】
教師活動設計 學生活動設計
一、連通器及其特點
1．引出問題 基于學生關于三峽大壩收集的資料，提問：
三峽大壩攔腰截斷了長江，為什么下游的船只還能駛到上游？它們是怎樣“翻越”大壩的？ 同學之間相互交流收集的資料。
抓住學生討論中的閃光點，逐步設問：
(1)水位高度可以調節(jié)嗎？
(2)水庫大壩采用什么方法調節(jié)水位？
(3)有沒有同學知道其中采用了什么原理？
(4)什么是“連通器”？ 可能一些學生已經收集到相關資料，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，船閘可以調節(jié)上下游的水位落差 ，實現(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。 學習連通器的概念。
2．探究連通器的特點 從概念出發(fā)，讓同學回想生活中有哪些是連通器，記錄下來。 學生對照概念，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，驗證該儀器確實是連通器。 認識儀器，觀察實驗。
把兩支注射針筒固定在兩個鐵架臺上，調節(jié)兩邊針筒等高，向管中注入水。讓學生觀察并描述兩管內水面的關系；
用一根紅線系在兩鐵架臺間，標識出此時水面所在位置。 兩邊針筒等高時，學生觀察到兩邊水面相平。
問：如果舉高或降低一邊針筒，水面會變化嗎？怎樣變？為什么？
讓學生進行討論。 兩邊不等高時，學生對水面情況的猜想可能不一樣。
緩慢調節(jié)一邊針筒，使兩邊針筒明顯不等高。要求學生觀察、描述現(xiàn)象，進行總結。 觀察演示實驗，描述現(xiàn)象。
針對學生的描述，教師做出相應解釋和總結。
要求填寫下面半命題：連通器里的同一種液體不流動時，各容器中的液面將_________。 學生填寫教師給出的半命題：連通器里的同一種液體不流動時，各容器中的液面相平（或等高） 。
3 利用液體壓強知識解釋連通器原理（選講） 教師設問并讓學生討論：根據(jù)我們前面學過的知識，同學們能不能從理論上解釋連通器的特點？
針對教師的問題，學生展開討論。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，帶領學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“假想液片”的受力情況。
分析液體不流動時液片的受力。由液體壓強公式
P=gh ，可推知兩邊液柱的高度相等。 根據(jù)液體壓強公式推導出液柱高度相等的結論。
4．應用、討論 列出教材給出的和學生之前提出的連通器裝置，組織學生用連通器原理一一分析它們的工作原理。 學生在教師帶領下積極思考，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)掛圖分析船閘的結構，在教師問題的指導下努力結合連通器原理解釋船閘的工作原理。
在學生解釋的基礎上稍加完善、修改，清晰、規(guī)范地給出船閘的工作原理。 在教師的總結下，完整、科學地理解船閘的工作原理。
二、液壓技術
1．壓強在液體中的傳遞 通過分析船閘閥門的工作，指出開啟和關閉閥門需要特殊的裝置，實現(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資料。 學生在教師的分析和設問下，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 實驗裝置，讓學生觀察。指出這是一種省力裝置。
提問：
這個裝置是連通器嗎？為什么不是？ 觀察實驗裝置。
大部分學生能夠發(fā)現(xiàn)裝置與連通器的差別（密閉性）。在教師指導下最終都認識到該儀器密閉的特點。
演示實驗，先放大砝碼，再放小砝碼，最后兩邊平衡。 認真觀察實驗現(xiàn)象。
讓學生描述現(xiàn)象后講解。注意強調兩邊條件的對比：面積的比例關系要和砝碼質量比例對應起來。 在教師帶領下，邏輯清晰地比較相關因素。推導出兩邊壓強相等的結論。
得出結論：密閉液體中的壓強能夠大小不變地向各個方向傳遞。 在教師總結的提示下，明確壓強在液體中傳遞的規(guī)律。
2．液壓技術及應用 1653 年，帕斯卡發(fā)現(xiàn)了上述規(guī)律（帕斯卡原理）。在此基礎上，人們發(fā)明了液壓技術，廣泛應用于生產、生活中。
師生共同舉出一些利用液壓技術的機械。比如，千斤頂，推土機、挖掘機中用到的操作桿，汽車的液壓剎車系統(tǒng)，機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)圖中哪部分相當于實驗中的小針筒？
(2)哪部分等效于大針筒部分？
(3)系統(tǒng)是怎樣實現(xiàn)制動的？ 觀察圖示，大部分人能對比實驗原理圖分析液壓剎車系統(tǒng)的制動原理，進一步理解液壓技術。
三、課堂小結 (1)連通器的定義、原理。
(2)生活中常見的連通器。
(3)知道液壓技術和壓強在液體中傳遞的規(guī)律，知道一些利用液壓技術的裝置及工作原理。
【 實踐活動 】
(1)收集生活、生產中液壓技術的應用實例，選取一個例子與實驗裝置進行類比，分析工作原理。
【 教學反饋 】
連通器在實際生活中應用非常廣泛，教學中要注意聯(lián)系實際。既能從實際例子中總結歸納，得出連通器的概念及特點，又能從概念出發(fā)進行分析、演繹，活化、深化學生對概念的理解。理解連通器原理要注意強調兩點：
(1)連通器內只有一種均勻液體；(2)對液體不流動的情況成立。
利用液體壓強公式解釋連通器原理是教學中較抽象的環(huán)節(jié)。教師根據(jù)學生所掌握的程度選講。
液壓技術是新加入的內容，教師要做好課前準備工作，多結合實際進行教學。
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