流体的压强与流速的关系

课题流体压强与流速的关系教材分析 本节课是在学生学习了固体压强、液体压强、大气压强的基础上引入的，内容与生活和科学技术的发展联系密切，能使学生保持对自然界的好奇，发展对科学的兴趣，从而产生将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识，是对整章物理知识“有用观”的升华。学情分析 初中生的思维以形象思维为主，对直观现象比较感兴趣，喜欢动手，但欠缺对问题深入的思考。因此本节课主要采用从直观现象入手，通过探究活动，让学生亲历探究过程，降低学生学习难度。特别是让学生通过创造性地“玩”，来探究物理规律，拉近了学生与物理的距离，激发学生好奇心，提高学生在学习中克服困难的能力。设计思路 基于以上分析，这堂课的主导思想以学生分组合作自主设计实验观察解释的流程进行教学，从真正意义上把课堂交给学生，学生自主探索学习，相互协作，在实验过程中体会科学态度和探索精神，在体会的过程中完成本节的三维教学目标。教学目标知识与技能知道流体的压强与流速的关系，并能用它解释生活中的相关问题。过程与方法通过合作探究，从简单的物理现象中归纳出物理规律，培养学生观察、比较、分析、归纳等学习方法和科学的思维观。情感态度与价值观激发学生学习物理的兴趣，培养学生的创新精神，让学生关注航天事业的发展，关注科技的两面性，加强安全教育。教学重难点教学重点了解流体在稳定流动时，在流速大的地方压强小，在流速小的地方压强大。教学难点学生能从实验现象总结出物理规律。难点的突破：采用实时数据采集的方式，直观地展现出数据的变化，从而总结出规律。教学策略1教学方法：以引导为主，学生活动时加以指导，并及时发现问题，帮助学生解决问题；适时地组织学生进行讨论并引导学生扩展；2学习方法：小组合作学习，根据科学探究的方法设计实验，进行实验，观察现象，对现象尝试合理解释，并进行小组交流；3教学手段：自主实验为主，辅以多媒体引导 4评价方法：各小组之间进行评价与推荐。教学准备实验器材各小组准备：纸片，吸管，漏斗，乒乓球，蜡烛，硬币，烧杯，水；教师准备伯努利实验器材，模型飞机，落地电扇一台。多媒体的运用PPT，翼装飞行视频教学流程教学过程师生活动设计意图新课导入【教师】老师手上放着一个乒乓球，轻轻一吹，乒乓球就飞出去了。如果，我把乒乓球放在漏斗里，换个大风力的气源再去吹它，同学们猜猜看，乒乓球是不是也会飞出去呢？【学生】是！教师实验，学生观察现象。【教师】咦，乒乓球不但没有飞出去，反而好像被牢牢地“吸”住了。但是漏斗口的纸条明确地告诉我们，风确实是往外吹的。将漏斗朝下，乒乓球同样没有因为受到重力的作用而掉下来！这个现象告诉我们，乒乓球由于受到了某种力的作用被紧紧地“压”在了漏斗内，产生这种力的原因是什么？学习了流体压强与流速的关系之后，同学们自己就可以找到答案。利用身边随手可得的素材，做一个简单但是在同学们的认知中属于“不可能”的实验，在课堂的一开始就抓住学生的眼球，激发学生学习的兴趣。新课教学 一、流体压强与流速的关系【教师】什么是流体？【学生】流体，就是流动的气体和液体的统称。【教师】前几节课，我们已经探究了液体和气体不流动时内部压强的特点，那么，如果液体和气体流动时，它们的压强和流速有什么关系？1、气体压强与流速的关系【实验】请同学们拿起桌面上的两张纸，跟着老师一起，像这样，向两张纸的中间吹气。你们观察到了什么现象？根据你们已有的力学知识，能不能试着分析出现这种现象的可能原因？【学生】两张纸向中间靠拢。纸张向中间靠拢是因为受到了向内的力的作用，这个力是空气给它的，可能是两张纸的中间空气流动的速度变大了，使压强变小了。【教师】根据同学们的分析，空气流动后，流速大的地方压强小，下面我们通过一个实验，来验证同学们的猜想是否正确。【实验】器材：相连但口径不一的玻璃管，小型气源，传感器，数据采集器，dis lab软件。【教师】要验证气体压强与流速的关系，首先，请同学们猜一猜，气体在通过A、B两点时，哪点的速度大，哪点的速度小？【学生】A点速度大，因为A点比较宽，空气容易通过。【教师】我们先通过一个短片，看看河水在水面宽阔的地方流速大还是在窄的地方流速大。播放一段短视频，让学生观察江水通过越来越窄的江湾流动的速度是变快了还是变慢了。【教师】同学们看到江水在宽的地方还是窄的地方流得快？【学生】窄的地方。【教师】我们来分析，为什么窄的地方，流体的流速反而越大。打个比方，现在有二十个人过安检，B这个地方比较窄，只能摆两台机器，A这个地方比较宽，摆了5台机器，现在上级要求，这两个点在2分钟内各检查10个人，那么A这个口就可以慢慢来，而B这个地方只能加快速度了。气体在这个玻璃管里也是同样的情况，在相同的时间内，有相同体积的气体流过玻璃管，那么在窄的地方气体只能加快脚步，而在宽的地方就可以放慢脚步。现在，我们已经知道了气体在A点的流速小，B点的流速大，那么，我们通过在这两点接上传感器，就可以直接读出A点和B点的压强。A点B点流速压强在气体不流动时，AB点的压强相同吗？【学生】相同。【教师】接通气源，空气流动起来，这时，A点的压强是多少？B点的压强又是多少？哪个大？【学生】A点的压强大，B点的压强小。【教师】现在我们可以大胆地下结论了，气体流动时，流速越大的位置，压强越小。（引导学生一起回答）2、液体压强与流速的关系流动的液体内部，压强和流速是不是也有同样的关系呢？下面，请同学们利用桌面上的注射器，塑料瓶盖，和装有水的水槽，设计一个实验来验证一下这个猜想。【学生实验】将两只瓶盖倒放静置在水中，用注射器在水面沿平行水面的方向注水。观察到的现象：两只瓶盖向中间靠拢。得到的结论：流动的液体内部，流速越大的地方，压强越小。【教师】综上，我们可以得出这节课最重要的结论：气体和液体流动时，流速越大的位置，压强越小。 二、气体压强与流速的关系与生活中的实例 1. 飞机的升力播放一段飞机起飞的视频。【教师】重达几百吨的飞机要飞起来，秘密就藏在机翼里。请同学们细观察，讲台上的飞机模型的机翼，从外观上来说有什么特点？【学生】机翼的上方是凸起来，有弧度的，下方是平的。【教师】飞机前进时，机翼与周围的空气发生相对运动，空气在相同时间内通过机翼的上下表面，上表面的路程显然大于下表面的，根据公式v=s/t，机翼上方的气流速度大于下方的，所以机翼上表面受到向下的压强小于下表面受到的向上的压强，形成一个向上的压强差，将飞机“托”起来了。我们一起来看看，老师做的这个机翼能不能飞起来。打开电风扇，观察到机翼上升。同学们在课后也可以按照课本上的步骤，自己做一个机翼。飞机能飞大家都知道，如果我说人也能飞，你们相信吗？【学生】不相信。【教师】播放翼装飞行的视频。介绍：翼装飞行是现在流行的极限运动的一种，借助这种特殊的服装，掌握一定的技巧，就可以享受翱翔天际的畅快感。【教师】有没有同学能够解释，为什么穿上这样的衣服，人就会“飞”了？【学生】翼装的上表面空气流速大于下表面的，所以上表面受到的压强小，下表面受到的压强大，上下表面形成压强差，形成向上的升力。2、鄂洛多克惨案与安全线【教师】去年底，动车开进了广西，大大提高了出行的便利性。细心的同学，在等车的时候会发现，站台边上画着一条安全线。安全线的由来，是一个个血的教训。1905年冬天的俄国，沙皇派使臣出使西伯利亚，大臣经过一个叫鄂洛多克的小站，站长为了欢迎他，早早地让员工站在站台两侧等候。在火车飞速驶进站台的那一刻，惨剧发生了，站台两侧的人们好像被一直无形的黑手从背后狠狠地“推”了一下，除了4人终身残疾，还有34人命丧车轮之下从那以后，火车站在离站台1m的地方画上了安全线，警示候车的人们不要靠近。有没有同学可以分析一下，这个无形的“黑手”到底是什么？【学生】火车行驶，带动周围空气流速加快，压强变小，相对来说人身后的空气的流速较慢，压强较大，人的身前身后形成向前的压强差，受到向前的“推力”。3、掉不下来的乒乓球【教师】现在，大家应该可以自己解释为什么漏斗里的乒乓球掉不下来了。【学生】通过简单的问答，直接进入课题。利用身边随处可见的器材，学生借助课本的提示，发挥创造性思维。使用科学探究 “提出问题作出假设设计实验进行试验得出结论分析与评估”的模式研究问题，培养学生的科学探究的能力。学会从力学理论的角度分析揭示我们所看到的现象。证通过肯定和鼓励，增加学生继续学习的信心。将传感器引入课堂，学生可以直观地观测到气体流速不同的地方压强的变化，轻松解决本节课的重点内容。抓住时机，对学生进行安全教育，提高学生的安全意识。要想战胜大自然，就必须了解大自然，了解科学。利用科学让神秘的自然为人类服务，让科学的产物与人类和谐共存，和谐发展。课堂小结巩固练习下面，请同学们用所学的知识，解释下列现象。1. 风雨交加的时候撑伞，感觉被伞向上拉。2. 风过处，窗帘紧紧地贴住了窗口。3. 高速行驶的赛车车顶被掀起。通过进一步习题的练习，达到巩固知识，检测学生掌握知识情况，及时进行反馈。让学生感到物理无处不在。作业