Kiến thức:
– Phát biểu đ−ợc định nghĩa áp lực và áp suất.
– Viết đ−ợc cơng thức tính áp suất, nêu đ−ợc tên và đơn vị các đại l−ợng có mặt trong cơng thức.
– Vận dụng đ−ợc cơng thức tính áp suất để giải các bài tập đơn giản về áp lực, áp suất.
– Nêu đ−ợc các cách làm tăng, giảm áp suất trong đời sống và kĩ thuật, dùng nó để giải thích đ−ợc một số hiện t−ợng đơn giản th−ờng gặp.
Kĩ năng:
– Thu thập và xử lí thơng tin.
– Làm thí nghiệm nghiên cứu sự phụ thuộc của một đại l−ợng vào một trong các yếu tố khác nhau.
Thái độ:
– Rèn luyện tác phong làm việc khoa học. – Hứng thú trong học tập.
Ii. chuẩn bị
– Cho HS: Mỗi nhóm 1 khay (hoặc chậu) đựng cát hoặc bột; 4 miếng kim loại hình chữ nhật hoặc ba hịn gạch.
– Cho cả lớp: Tranh phóng to hình 7.3; Bảng phụ kẻ sẵn bảng 7.1.
– Phần mềm mơ phỏng hình ảnh xe tăng đi trên đất mềm và ô tô bị xa lầy trên đất mềm.
III– hoạt động dạy – học
Sơ đồ nội dung dạy học
áp lực: F tác dụng vng góc với diện tích bị ép
Thí nghiệm: Tác dụng của áp lực phụ thuộc S, F
áp suất: p = F S Vận dụng: Tăng P, giảm P
Hoạt động 1: Kiểm tra – Tạo tình huống học tập (7 phút)
1. Kiểm tra
– HS1: Lực ma sát sinh ra khi nào? Hãy biểu diễn lực ma sát khi một vật đ−ợc kéo trên mặt đất chuyển động thẳng đều.
2. Tạo tình huống học tập: Chiếu đoạn hình mơ phỏng hình ảnh xe tăng đi
trên đất mềm và ô tô bị sa lầy trên đất mềm → ĐVĐ nh− SGK.
Hoạt động 2: Nghiên cứu áp lực là gì? (10 phút)
* Mục tiêu:
– Phát biểu đ−ợc định nghĩa áp lực
– Xác định đ−ợc áp lực và lấy đ−ợc ví dụ về áp lực.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
– Cho HS đọc thông báo, trả lời: áp lực là gì? Ví dụ. I. áp lực là gì? áp lực là lực tác dụng vng góc với diện tích bị ép. Ví dụ: Ng−ời đứng trên sàn nhà đã ép lên sàn nhà một lực F = P có ph−ơng vng góc với sàn nhà. Fkéo
1 2 P F F 2 = = F1 F2 – Cho làm C1. – Xác định áp lực. C1. (làm cá nhân) a) F = P máy kéo
b) F của ngón tay tác dụng lên đầu đinh.
– F mũi đinh tác dụng lên bảng gỗ. Chú ý: F tác dụng mà khơng vng
góc với diện tích bị ép thì khơng phải là áp lực. Vậy áp lực không phải là một loại lực.
– Cho tìm thêm ví dụ về áp lực trong cuộc sống.
– Tìm thêm ví dụ về áp lực.
Hoạt động 3: Nghiên cứu áp suất (20 phút)
* Mục tiêu:
– Phát biểu đ−ợc định nghĩa áp suất.
– Viết đ−ợc cơng thức tính áp suất, nêu đ−ợc tên và đơn vị các đại l−ợng có mặt trong công thức.
– Nêu đ−ợc các cách làm tăng, giảm áp suất trong đời sống và kĩ thuật, dùng nó để giải thích đ−ợc một số hiện t−ợng đơn giản th−ờng gặp.
– GV có thể gợi ý cho HS: Kết quả tác dụng của áp lực là độ lún xuống của vật. Độ lún khác nhau chứng tỏ tác dụng của áp lực khác nhau. – Với lớp HS khá, giỏi có thể cho HS dự đốn xem tác dụng của áp lực phụ thuộc vào yếu tố nào.
– Nếu HS khơng dự đốn đ−ợc →
GV thông báo tác dụng của áp lực phụ thuộc vào 2 yếu tố là độ lớn của áp lực và diện tích mặt bị ép.
1. Tác dụng của áp lực phụ thuộc vào yếu tố nào?
(Hoạt động nhóm)
để xét tác dụng của áp lực vào 1 trong 2 yếu tố đó.
– GV cùng HS trao đổi xem ph−ơng án thí nghiệm nào thực thi đ−ợc.
của nhóm mình.
Ph−ơng án thí nghiệm:
– Nghiên cứu tác dụng của áp lực phụ thuộc vào một yếu tố nào đó thì cho yếu tố đó thay đổi, cịn yếu tố cịn lại khơng đổi.
– HS làm thí nghiệm nh− hình 7.4 và ghi kết quả vào bảng 7.1
– GV h−ớng dẫn HS cách xác định diện tích mặt bị ép. – H−ớng dẫn các nhóm làm thí nghiệm từng tr−ờng hợp: + (1) và (2) → so sánh → ghi kết quả.
+ (1) và (3) →so sánh → ghi kết quả – Gọi đại diện nhóm đọc kết quả. – GV điền vào bảng phụ.
– Đại diện các nhóm đọc kết quả.
Độ lớn áp lực lớn → tác dụng của áp lực? F lớn → tác dụng áp lực lớn. S bị ép lớn → tác dụng áp lực nh− thế nào? S lớn → tác dụng của áp lực nhỏ. – Yêu cầu HS rút ra kết luận ở
câu C3.
Kết luận:
C3. Tác dụng của áp lực càng lớn khi áp lực càng lớn và diện tích bị ép càng nhỏ.
Vậy muốn tăng tác dụng của áp lực, phải có những biện pháp nào?
– Tăng tác dụng của áp lực có thể có biện pháp:
+ Tăng F, giữ nguyên S. + Giảm S, giữ nguyên F. + Đồng thời tăng F và giảm S. Nh− vậy, tác dụng của áp lực phụ
thuộc vào 2 yếu tố là áp lực và S bị ép → khái niệm công suất.
áp lực (F) Diện tích mặt bị ép (S) Độ lún (h) F2 > F1 S2 = S1 h2 h1 F3 = F1 S3< S1 h3 h1
2. Cơng thức tính cơng suất
– HS đọc tài liệu trả lời câu hỏi: áp suất là gì?
– áp suất là độ lớn của áp lực trên 1 đơn vị diện tích bị ép. – Độ lớn áp lực là F. – S bị ép là S → áp suất đ−ợc tính nh− thế nào? = áp lực áp suất diện tích bị ép
– GV thơng báo cho HS kí hiệu của áp suất là p. – áp suất kí hiệu là p. áp lực kí hiệu là F. Diện tích bị ép là S. Công thức: p = F S
– Đơn vị áp suất là gì? – Đơn vị F là N Đơn vị S là m2
→ Đơn vị áp suất là N/m2 = Pa Pa đọc là paxcan.
Hoạt động 4: Vận dụng – Củng cố (8 phút)
– Yêu cầu HS làm việc cá nhân C4? Nêu biện pháp tăng, giảm áp suất?
– Yêu cầu cho ví dụ về việc tăng, giảm áp suất trong thực tế. Nếu HS gặp khó khăn, GV có thể đ−a ra những ví dụ u cầu HS giải thích nh−:
+ Dao mài sắc dễ thái hơn.
+ Vịi con ong có thể đâm xuyên qua da trâu, bị.
+ Móng nhà ...
– Dựa vào nguyên tắc p phụ thuộc vào áp lực và diện tích bị ép. F p = S * Tăng áp suất:
+ Tăng F, giữ nguyên S. + Giảm S, giữ nguyên F. + Đồng thời tăng F và giảm S. * Giảm áp suất → ng−ợc lại
– Yêu cầu HS làm vận dụng C5. – HS ghi tóm tắt, đọc.
– Trình bày cách làm.
– GV sử dụng phần mềm TN ảo minh họa lại kết quả.
* Đọc mục có thể em ch−a biết: = a as' 1 P P 1000000 pxe tăng = 340000N Sxe tăng = 1,5 m2 pô tô = 20000 N Sô tô = 250 cm2 = 0,025 m2 xe tăng ô tô P ? P – áp lực là gì? – áp suất là gì? Biểu thức tính áp suất. Đơn vị áp suất là gì?
* H−ớng dẫn về nhà:
– Học phần ghi nhớ.
Bài 8
áp suất chất lỏng - Bình thơng nhau
I. Mục tiêu
Kiến thức:
– Mơ tả đ−ợc thí nghiệm chứng tỏ sự tồn tại của áp suất trong lòng chất lỏng.
– Viết đ−ợc cơng thức tính áp suất chất lỏng, nêu đ−ợc tên và đơn vị các đại l−ợng trong công thức.
– Vận dụng đ−ợc cơng thức tính áp suất chất lỏng để giải các bài tập đơn giản.
– Nêu đ−ợc ngun tắc bình thơng nhau và dùng nó để giải thích một số hiện t−ợng th−ờng gặp.
Kĩ năng:
– Kĩ năng thu thập thơng tin qua thí nghiệm.
– Kĩ năng đề xuất các ph−ơng án thí nghiệm đơn giản để kiểm tra dự đốn.
– Kĩ năng truyền đạt thông tin.
Thái độ:
– Có ý thức hợp tác trong hoạt động tập thể. – Tự đánh giá
II. Chuẩn bị của GV và HS
* Mỗi nhóm HS:
– Một bình hình trụ có đáy C và các lỗ A, B ở thành bình bịt bằng màng cao su mỏng.
– Vì dụng cụ thí nghiệm trên chỉ kiểm tra đ−ợc chất lỏng gây áp suất lên đáy bình và mọi điểm ở lỗ A, B nên GV có thể chuẩn bị thêm ống hình trụ: Sử dụng dây thép quấn theo hình lị xo, màng cao su bao ngồi để làm thí nghiệm kiểm tra n−ớc gây áp suất lên mọi điểm xung quanh thành bình.
– Một bình trụ thủy tinh có đĩa D tách rời làm đáy.
– Một bình thơng nhau có thể thay bằng ống cao su nhựa trong. – Một bình chứa n−ớc, cốc múc, giẻ khơ sạch.
– Mô phỏng máy ép dùng chất lỏng.
Sơ đồ nội dung dạy học
Chất lỏng gây áp suất lên đáy bình và thành bình
Quan sát thí nghiệm 1
Chất lỏng không chỉ gây ra áp suất lên đáy bình, thành
bình mà lên cả các vật trong lịng chất lỏng. Thí nghiệm 2
Lý luận dựa trên p = F/S
Cơng thức tính áp suất chất lỏng: p = d.h
Bình thơng nhau chứa cùng 1 chất lỏng đứng yên khi mực chất lỏng ở các nhánh luôn ở cùng 1 độ cao.
Vận dụng giải thích các hiện t−ợng thực tế đơn giản.
III– hoạt động dạy – học
Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ – Tổ chức tình huống học tập (7phút)
* Kiểm tra bài cũ:
– áp suất là gì? Biểu thức tính áp suất, nêu đơn vị các đại l−ợng trong biểu thức? Chữa bài tập 7.5
* Tổ chức tình huống học tập:
ĐVĐ nh− SGK, có thể bổ sung thêm nếu ng−ời thợ lặn không mặc bộ quần áo lặn đó sẽ khó thở do tức ngực...?
Hoạt động 2: Nghiên cứu sự tồn tại áp suất trong lịng chất lỏng (18phút)
*Mục tiêu:
– Mơ tả đ−ợc thí nghiệm chứng tỏ sự tồn tại của áp suất trong lòng chất lỏng.
– HS đề ra các ph−ơng án thí nghiệm khác chứng tỏ sự tồn tại của áp suất chất lỏng.
– GV cho HS quan sát thí nghiệm trả lời câu C1.
– Màng cao su chỉ đ−ợc bịt ở 2 lỗ A, B trên thành bình nên chỉ kiểm tra đ−ợc n−ớc gây áp suất lên các điểm ở lỗ A, B của thành bình. Muốn kiểm tra n−ớc có gây áp suất lên mọi điểm xung quanh thành bình hay khơng, dụng cụ trên phải cải tiến nh− thế nào?
– Nếu có điều kiện GV làm thí nghiệm này bằng dụng cụ tự tạo nh− nói ở phần chuẩn bị đồ dùng.
– HS trả lời câu C2.
– HS làm thí nghiệm, quan sát hiện t−ợng trả lời câu C1.
– Màng cao su biến dạng phồng ra
→ chứng tỏ chất lỏng gây ra áp lực
lên đáy bình, thành bình và gây ra áp suất lên đáy bình và thành bình.
C2: Chất lỏng tác dụng áp suất khơng theo 1 ph−ơng nh− chất rắn mà gây áp suất lên mọi ph−ơng.
– Các vật đặt trong chất lỏng có chịu áp suất do chất lỏng gây ra khơng? – HS làm thí nghiệm, nêu kết quả thí nghiệm.
– Đĩa D chịu tác dụng của những lực nào? → nhận xét?
– Qua 2 thí nghiệm, HS rút ra kết luận.
– GV có thể yêu cầu HS nêu cách thí nghiệm khác ngồi thí nghiệm nh− SGK hoặc GV có thể đ−a ra ph−ơng án thí nghiệm sử dụng bình hình trụ ở thí nghiệm 1.
– HS tự điền vào chỗ trống hoàn thành kết luận.
– GV kiểm tra 3 em, thống nhất cả lớp, ghi vở.
Thí nghiệm 2
– HS làm thí nghiệm.
– Kết quả thí nghiệm: Đĩa D trong n−ớc khơng rời hình trụ.
Nhận xét: Chất lỏng tác dụng lên
đĩa D ở các ph−ơng khác nhau.
– HS có thể nêu đ−ợc cách thí nghiệm sử dụng ngay bình hình trụ ở thí nghiệm 1 ấn vào n−ớc → ở cả đáy và thành bình màng cao su đều bị lõm vào → n−ớc gây áp suất theo mọi phía vật nhúng trong nó.
Kết luận
Chất lỏng không chỉ gây ra áp suất lên đáy bình, mà lên cả thành bình và các vật ở trong lòng chất lỏng.
Hoạt động 3: Xây dựng cơng thức tính áp suất chất lỏng (10 phút)
* Mục tiêu: Viết đ−ợc cơng thức tính áp suất chất lỏng, nêu đ−ợc tên và đơn vị các đại l−ợng trong cơng thức.
– Với HS khá giỏi có thể yêu cầu HS chứng minh công thức nh− yêu cầu SGK, với HS trung bình GV phải h−ớng dẫn từng b−ớc:
– Biểu thức tính áp suất?
– áp lực F trong tr−ờng hợp này là lực nào?
– P quan hệ với d và V bằng biểu thức nào? – Tính V. p = F P d.V d.S.h S = =S S = S → p = d.h Trong đó: d: Trọng l−ợng riêng chất lỏng. Đơn vị N/m3.
h: Chiều cao cột chất lỏng. Đơn vị m (độ sâu)
– Thay vào công thức và suy luận cơng thức tính áp suất chất lỏng. – Giải thích các đại l−ợng trong biểu thức?
– Nhìn vào cơng thức tính p = d.h → độ lớn của áp suất chất lỏng phụ thuộc vào yếu tố nào? Có thể làm thí nghiệm kiểm tra điều đó đ−ợc khơng?
– Nếu có điều kiện GV có thể h−ớng dẫn HS làm thí nghiệm kiểm tra áp suất chất lỏng phụ thuộc vào độ sâu bằng cách so sánh độ lõm của màng cao su ở các điểm khác nhau trên thành bình khi nhấn bình hình trụ vào n−ớc.
– Một bình đựng chất lỏng đứng yên nh− hình vẽ. Hãy so sánh pA, pB, pC? – Giải thích? → Nhận xét
p: áp suất ở đáy cột chất lỏng. Đơn vị N/m2.
1N/m2 = 1Pa
– HS so sánh p tại 3 điểm A, B, C → Chất lỏng đứng yên, tại các điểm có cùng độ sâu thì áp suất chất lỏng nh− nhau.
Hoạt động 4: Nghiên cứu bình thơng nhau (10 phút)
– Vận dụng đ−ợc cơng thức tính áp suất chất lỏng để giải thích và hiểu đ−ợc ngun tắc bình thơng nhau và dùng nó để giải thích một số hiện t−ợng th−ờng gặp.
– GV giới thiệu về bình thơng nhau, đ−a ra 1 số ví dụ về bình thơng nhau 2 và nhiều nhánh.
– Nghiên cứu đặc điểm của bình thơng nhau.
– Yêu cầu HS đọc C5, nêu dự đốn của mình.
– GV gợi ý: Lớp n−ớc ở đáy bình D sẽ chuyển động khi n−ớc chuyển động.
Vậy lớp n−ớc D chịu áp suất nào?
– Có thể gợi ý HS so sánh pA và pB bằng ph−ơng pháp khác.
– T−ơng tự yêu cầu HS chứng minh tr−ờng hợp (b) để pB >pA → n−ớc
chảy từ B sang A.
– T−ơng tự yêu cầu HS yếu chứng minh tr−ờng hợp (c)
hB = hA → pB = pA n−ớc đứng yên. – Yêu cầu HS làm thí nghiệm 3 lần
→ Nhận xét kết quả.
– GV mở rộng tr−ờng hợp bình thơng nhau các nhánh chứa các chất lỏng khác nhau → mực chất lỏng không ở cùng một độ cao. Có thể cho HS dự đốn xem mực chất lỏng bên nhánh chứa chất lỏng nào sẽ cao hơn? Vì sao? 1– Dự đốn 1– C5 Tr−ờng hợp a D chịu áp suất: pA = hA.d D chịu áp suất: pB = hB.d hA>hB → pA>pB → Lớp n−ớc D sẽ chuyển động từ nhánh A sang nhánh B. hA > hB pA>pB N−ớc chảy từ A sang B Tr−ờng hợp b: hB > hA pB > pA → N−ớc chảy từ B sang A 2– Làm thí nghiệm Kết quả: hA = hB → Chất lỏng đứng yên.
3– Kết luận: Trong bình thơng nhau
chứa cùng 1 chất lỏng đứng yên, các mực chất lỏng ở các nhánh ln ln có cùng một độ cao. A D B hA hB .A hA hB .B
Hoạt động 5: Vận dụng, củng cố – H−ớng dẫn về nhà (10 phút)
– HS trả lời câu C6
– GV thông báo: h lớn tới hàng nghìn mét → p chất lỏng lớn.
– Yêu cầu HS ghi tóm tắt đề bài. – Gọi 2 HS lên chữa bài.
– GV chuẩn lại biểu thức và cách trình bày của HS.
– GV h−ớng dẫn HS trả lời câu C8: