Phương án dạy học Tiết 8 Bài 8: Áp suất chất lỏng

2.2.1 .Nguyên tắc tổ chức dạy học tự học cho học sinh trung học cơ sở

2.3. Thiết kế phương án dạy học một số kiến thức thuộc chương “Cơ

2.3.3. Phương án dạy học Tiết 8 Bài 8: Áp suất chất lỏng

I. Lập sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức Áp suất chất lỏng

Theo phân phối chương trình giảm tải hiện hành, Bài 8: Áp suất chất lỏng – Bình thơng nhau được phân bố trong 02 tiết:

- Tiết thứ nhất: Áp suất chất lỏng.

- Tiết thứ hai: Bình thơng nhau. Máy nén thủy lực.

Dưới đây xin giới thiệu sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức tiết thứ nhất - Áp suất chất lỏng:

Bài tốn: Giả sử có khối chất lỏng hình trụ, diện tích đáy S, chiều cao h. Tính áp suất ở đáy cột chất lỏng. Có thể tính được áp suất chất lỏng như chất rắn không?

Kết luận: Chất lỏng khơng chỉ gây ra áp suất lên thành bình, mà lên cả đáy bình và các vật ở trong lịng chất lỏng  gây ra áp suất theo mọi phương.

Thí nghiệm 2:

- Mục đích: Kiểm chứng xem chất lỏng gây áp suất theo một phương hay nhiều phương

- Dụng cụ: Bình trụ thủy tinh có đáy D rời nối với một dây kéo

- Tiến hành: Nhấn bình sâu vào nước, bng tay kéo dây, quay bình theo các hướng khác nhau, thấy đĩa vẫn không rời khỏi đáy bình

Thí nghiệm 1:

- Mục đích: Kiểm chứng xem chất lỏng có gây ra áp suất lên đáy bình và thành bình hay khơng

- Dụng cụ: Một bình trụ có đáy C và các lỗ A, B ở thành bình bịt bằng màng cao su

- Tiến hành: Đổ nước vào bình, thấy các màng cao su bị phồng ra

Từ suy luận logic:

- Lặn sâu thấy khó  dự đoán chất lỏng cũng gây ra một áp suất lên người lặn.

- Khi vật rắn đặt trên mặt bàn, vật rắn sẽ tác dụng lên mặt bàn một áp suất theo phương của trọng lực. Chất lỏng cũng có trọng lượng  dự đốn áp suất chất lỏng gây ra cho vật đặt trong nó có thể cũng có phương của trọng lực.

Có sự tồn tại của áp suất trong lịng chất lỏng hay khơng?

Nếu có thì áp suất đó có đặc điểm gì, có giống như áp suất chất rắn không?

Giải: Từ công thức áp suất chất rắn: F P Vd Shd

p dh

S S S S

    

 Cơng thức tính áp suất chất lỏng: p = d.h

Tại sao người hay một số lồi cá dù có đủ dưỡng khí nhưng lặn xuống biển càng lâu càng khó? Và khi lặn sâu, người thợ lặn phải mặc bộ đồ lặn chuyên dụng?

II. Mục tiêu tiết học

Về kiến thức Về kĩ năng Về thái độ

- Mô tả được hiện tượng chứng tỏ sự tồn tại của áp suất chất lỏng.

- Nêu được đặc điểm của áp suất chất lỏng khi so sánh nó với áp suất chất rắn.

- Viết được cơng thức tính áp suất chất lỏng, nêu được tên và đơn vị các đại lượng có trong cơng thức - Nhận xét được áp suất có cùng trị số tại các điểm ở cùng một độ cao trong lòng một chất lỏng. - Tiến hành được các thí nghiệm để kiểm chứng sự tồn tại và đặc điểm của áp suất chất lỏng. - Vận dụng được cơng thức tính áp suất dã biết để chứng minh công thức áp suất chất lỏng. - Vận dụng được công thức tính áp suất chất lỏng để giải các bài toán đơn giản.

- Rèn luyện được việc lập và thực hiện kế hoạch tuần tự từ thấp đến cao. - Cẩn thận, nghiêm túc, kiên trì và ln chủ động liên hệ các kiến thức đã và đang học để hoàn thiện kiến thức. III. Chuẩn bị 1. Giáo viên - Hệ thống phiếu học tập 2. Học sinh

- Ôn lại kiến thức đã học về áp suất, trọng lượng riêng.

- Dụng cụ thí nghiệm hình 8.3, 8.4 SGK

Bài học này nằm trong cụm chủ đề Áp suất của chương Cơ học - Vật lí 8, với sự liên hệ có tính hệ thống với bài liền trước (Bài 7: Áp suất) và có sự vận dụng kiến thức đã học từ lớp 6. Nội dung bài học không đặt ra yêu cầu quá cao với HS, tiến trình xây dựng kiến thức chủ yếu từ dự đốn đến quan sát thí nghiệm để rút ra nhận xét, vì vậy nó phù hợp khả năng tự chiếm lĩnh của HS. Ngoài ra, khi xây dựng bài này một cách hệ thống, nó sẽ hỗ trợ cho HS trong việc tìm hiểu các ứng dụng thực tế của kiến thức học được đồng thời tạo được liên kết với kiến thức tiếp theo cùng chủ đề: Áp suất khí quyển.

Với những đặc trưng trên, chúng tơi lựa chọn hình thức tổ chức dạy học tiết này là tổ chức hoạt động tự học theo chương trình hóa (theo mơ đun).

V. Tiến trình dạy học

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung chiếm lĩnh Hoạt động 1: Tổ chức tình huống học tập - Giới thiệu cách học (5 phút)

- Nêu tình huống: Các em có biết ở những vùng biển sâu có những lồi cá mà ở vùng biển nơng khơng thể có? Thực tế cho thấy người hay một số lồi cá dù có đủ dưỡng khí nhưng càng lặn sâu càng khó, và thợ lặn muốn lặn sâu phải mặc những bộ đồ lặn chuyên dụng? Tại sao lại như vậy?

 Tìm hiểu qua tiết học:

Áp suất chất lỏng

- Bước đầu dự đoán được sự tồn tại của áp suất chất lỏng là nguyên nhân tạo ra những hiện tượng trong tình huống. - Nhận hệ thống phiếu học tập từ GV, nghe hướng dẫn học tập. - Mục đích tiết học: Tìm hiểu về sự tồn tại, tính chất của áp suất chất lỏng.

- Nhiệm vụ trong tiết học: Hoàn thành tuần tự các phiếu học tập theo nhịp độ cá nhân để đạt đến mục đích trên.

- Giới thiệu cách học: Để hỗ trợ các em tự tìm ra câu trả lời, mỗi em sẽ được giao một hệ thống phiếu học tập, nó giống như một thử thách có kèm theo chỉ dẫn để đưa các em đến đích. Các em sẽ tự hoàn thành lần lượt các phiếu đã được đánh số, GV sẽ đóng vai trị trợ giúp khi cần. Việc giải quyết nhanh hay chậm, chỉ cần làm một số phiếu hay tất cả các phiếu tùy thuộc sự cố gắng và nhận thức mỗi em. Nhưng các em phải tự phân bố thời gian để cố gắng đến “phiếu đích” trong thời gian chậm nhất 30 phút của tiết học.

Hoạt động 2: Tìm hiểu về sự tồn tại và đặc điểm của áp suất chất lỏng (15 phút)

- Yêu cầu HS làm các phiếu P.1 và tự đối chiếu với P.1.3

- Đi quanh lớp kiểm tra

- Với những kiến thức đã học và sự tham khảo SGK nếu cần, HS trình bày các yêu cầu ra vở,

- Ôn lại kiến thức áp suất chất rắn

- Từ thí nghiệm hình 8.3 SGK rút ra được

hoạt động của HS, động viên và hỗ trợ những HS còn lúng túng.

- Gọi 1 HS lên trình bày kết quả đạt được, tổ chức thảo luận ngắn trong lớp  tóm lược nội dung.

- Khích lệ hoạt động tự chiếm lĩnh kiến thức của HS.

bắt đầu với phiếu P.1, nếu chưa tìm ra đáp án HS tiếp tục đến với các phiếu P.1.1, P.1.2, cuối cùng đối chiếu kết quả với P.1.3 để tự đánh giá. chất lỏng gây áp suất lên đáy bình và thành bình - Từ thí nghiệm hình 8.4 SGK rút ra được chất lỏng gây áp suất lên các vật đặt trong lịng nó và theo mọi phương.

Hoạt động 3: Xây dựng cơng thức tính áp suất chất lỏng (10 phút)

- Yêu cầu HS làm các phiếu P.2 và tự đối chiếu với P.2.2

- Giám sát và hỗ trợ HS khi cần.

- Gọi 1 HS lên trình bày kết quả đạt được, tổ chức thảo luận ngắn trong lớp về ý nghĩa công thức p = d.h 

tóm lược nội dung.

- Làm việc với phiếu P.2, nếu cần sử dụng phiếu gợi ý P.2.1, cuối cùng tự đối chiếu đáp án của mình với phiếu P.2.2 - Nhận xét về ý nghĩa cơng thức tìm được: Áp suất chất lỏng tại một điểm phụ thuộc những yếu tố nào? - Công thức áp suất chất lỏng tại một điểm bất kì trong lịng nó: p = d.h p: áp suất chất lỏng (Pa); d: trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m3); h: chiều cao cột chất lỏng tính từ điểm đang xét đến mặt thống (m)

- Ý nghĩa cơng thức: Trong một chất lỏng đứng yên, áp suất tại những điểm có cùng độ sâu h có độ lớn như nhau.

Hoạt động 4: Vận dụng và đánh giá tổng kết (15 phút)

- Yêu cầu HS làm phiếu P.3 như một bài kiểm tra 10 phút

- Thu phiếu, trình chiếu đáp án

- Tổng kết nội dung

- Nhận xét hoạt động tự lực của HS, yêu cầu HS về nhà tìm hiểu một số ứng dụng từ đặc điểm áp suất chất lỏng.

- Làm phiếu P.3 (trực tiếp vào phiếu)

- Tự đánh giá kết quả làm việc của mình khi đối chiếu với đáp án.

- Ghi yêu cầu về nhà.

- Giải quyết tình huống đầu bài

- Giải bài tập tính áp suất chất lỏng

Phiếu số 1 (P.1):

Khi đặt vật rắn lên mặt bàn, vật rắn tác dụng lên mặt bàn một áp suất. Hãy cho biết các đặc điểm, cơng thức tính áp suất này.

Hãy nêu các hiện tượng nhìn thấy chứng tỏ sự tồn tại của áp suất chất lỏng.

Áp suất chất lỏng có đặc điểm như thế nào?

Ghi chú: Hoàn thành P.1  Đối chiếu với

P.1.3

Nếu khơng hồn thành  Làm P.1.1

Hình 8.2

Phiếu số 1.1 (P.1.1):

Đổ nước vào cốc, ta không nhận thấy dấu hiệu chứng tỏ có áp suất, nhưng ta biết nước có khối lượng, vì vậy nó cũng gây ra áp lực và áp suất.

Nếu thay cốc đó bằng một bình trụ có đáy và lỗ hai bên thành được bịt kín bằng màng cao su mỏng, khi đổ nước vào thấy hiện tượng gì?

Điều đó chứng tỏ điều gì?

Có phải chất lỏng chỉ tác dụng áp suất lên bình theo một phương như chất rắn khơng?

Ghi chú: Hồn thành P.1.1  Làm tiếp P.1.2

C

A B

C

A B

Phiếu số 1.2 (P.1.2):

Chất rắn gây áp suất lên mặt bị ép. Cịn chất lỏng liệu có phải chỉ gây áp suất lên đáy và thành bình khơng? Hãy thử xem những điểm trong lịng chất lỏng có chịu áp suất khơng qua thí nghiệm sau:

Lấy một bình trụ thủy tinh có đĩa tách rời làm đáy, đậy kín bình bằng cách kéo một sợi dây buộc vào đĩa. Nhấn bình sâu vào chậu nước (không ngập) rồi bng dây, quay bình theo các phương khác nhau. Nhận xét xem đĩa có bị rời ra khơng?

Kết quả thí nghiệm chứng tỏ điều gì?

Điền từ thích hợp vào chỗ trống trong kết luận sau:

Chất lỏng không chỉ gây ra áp suất lên ………….. bình mà lên cả ……………. bình và các vật ở ……………. chất lỏng

Ghi chú: Hoàn thành P.1.2  Đối chiếu với P.1.3

Hình 8.4a

Phiếu số 1.3 (P.1.3):

Hãy đối chiếu kết quả các phiếu P.1 hoặc P.1.1, P.1.2 với kết luận sau: Từ những quan sát:

- Chất lỏng gây biến dạng (làm căng phồng) màng cao su bít đáy bình và thành bình.

- Chất lỏng gây áp suất ép đĩa vào đáy bình trụ khi bình đặt trong lịng nó.

 Chất lỏng gây ra áp suất theo mọi phương lên đáy bình, thành bình và cả các

vật đặt trong lịng nó.

Ghi chú: Nếu kết quả của em chưa chính xác  Quay lại sửa các phiếu trước đó

Phiếu số 2 (P.2):

Hãy xây dựng cơng thức tính áp suất chất lỏng qua bài tốn sau: Một khối chất lỏng hình trụ có chiều cao h, chất lỏng

có trọng lượng riêng d. Dựa vào cơng thức tính áp suất đã học, hãy thiết lập cơng thức tính áp suất ở đáy cột chất lỏng.

Từ đó suy ra cơng thức tính áp suất tại một điểm bất kì trong lịng chất lỏng.

Ghi chú: Hồn thành P.2  Đối chiếu P.2.2

Nếu chưa làm được P.2  Tham khảo gợi ý của P.2.1

Phiếu số 2.1 (P.2.1):

Dựa vào công thức áp suất đã học, áp suất ở đáy cột chất lỏng gây bởi trọng lượng khối chất lỏng (P) lên diện tích đáy bị ép (S), ta có: p P

S



Cơng thức tính trọng lượng khối chất lỏng theo trọng lượng riêng d là gì? Cơng thức tính thể tích khối chất hình trụ có chiều cao h là gì?

 áp suất ở đáy cột chất lỏng: p = ? (ghi rõ đơn vị các đại lượng)

Ghi chú: Hoàn thành P.2.1  Đối chiếu P.2.2

Phiếu số 2.2 (P.2.2):

Áp suất ở đáy cột chất lỏng: p P Vd Shd dh

S S S

   

 Công thức: p = d.h với p là áp suất ở đáy cột chất lỏng (Pa)

d là trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m3) h là chiều cao cột chất lỏng (m)

Công thức này cũng áp dụng tại điểm A bất kì trong lịng chất lỏng, với h là chiều cao cột chất lỏng tính từ A đến mặt thống.

Ghi chú: Kết quả đúng  Làm phiếu đánh giá P.3

Phiếu số 3 (P.3)

Câu 1 (2đ): Điều nào sau đây đúng khi nói về áp suất chất lỏng? Chọn đáp án:

A. Chất lỏng gây áp suất theo mọi phương.

B. Nếu cùng một chất lỏng thì áp suất như nhau tại mọi điểm trong lịng nó. C. Áp suất gây ra do trọng lượng của chất lỏng tác dụng lên một điểm tỉ lệ nghịch với độ sâu.

D. Nếu cùng độ sâu thì áp suất như nhau trong mọi chất lỏng khác nhau.

Câu 2 (3đ) : Một bình hình trụ cao 1,8m đựng đầy rượu. Biết khối lượng riêng của rượu là 800kg/m3. Áp suất của rượu tác dụng lên điểm M cách đáy bình 20cm là (trình bày lời giải) :

A. 1440Pa B. 1280Pa C. 12800Pa D. 1600Pa

Câu 3 (5đ): a. Tại sao khi lặn sâu xuống biển, người thợ lặn phải mặc bộ đồ lặn

chịu được áp suất lớn?

b. Ở độ sâu 200m dưới lịng nước biển có trọng lượng riêng d = 10300 N/m3 thì với bộ đồ lặn chịu được áp suất tối đa 2500000 Pa người đó có lặn được bình thường khơng?

Sơ đồ 2.5: Quy trình sử dụng phiếu theo chương trình hóa

Phiếu đáp án tổng kết Câu 1: A

Câu 2: C

Trọng lượng riêng của rượu: d = 10.D = 10. 800 = 8000 (N/m3) Độ sâu của M so với mặt thoáng: h = 1,8 – 0,2 = 1,6 (m)

 Áp suất của rượu tác dụng lên điểm M: p = d.h = 12800 Pa

Câu 3: a. Vì p = d.h  áp suất tỉ lệ với độ sâu  càng lặn sâu áp suất càng lớn,

nếu khơng mặc đồ lặn thì cơ thể người thợ lặn khơng thể chịu được áp suất lớn như vậy.

b. h = 200m d = 10300 N/m3

Đồ lặn có pmax= 2500000 Pa Có lặn được khơng?

Áp suất nước biển tác dụng lên người khi ở độ sâu 200m là: p = d.h = 2060000 (Pa) Nhận xét: p < pmax  lặn được P.1 P.1.1 P.1.2 P.1.3 P.2 P.2.1 P.2.2 P.3 Phiếu đáp án

Đánh giá trung gian

Đánh giá trung gian