物理人教版八年级下册第4节 流体压强与流速的关系 （教案）

第4节 流体压强与流速的关系芦洪市中学 易 涛学习目标：知识与技能1. 了解流体的压强与流速的关系；2. 了解飞机的升力是怎样产生的；3. 了解生活中跟流体的压强与流速相关的现象。过程与方法1. 通过观察与探究，认识流体的压强与流速的关系；2. 体验由气体压强差异产生的力；3. 尝试用流体压强与流速关系的知识去解决一些实际问题。情感、态度与价值观初步领略由气体压强差异产生现象的奥妙，获得对科学的热爱和亲近感。学习重点通过探究得到流体压强与流速的关系并解析相关的现象。学习难点利用流体压强与流速的关系分析生活中实例。学习课时：1课时学习过程：一、导入新课1.情景导入：鸟儿是怎样飞翔的？ 几十吨重的飞机为什么能腾空而起？ 一 次 海 难：1912年秋天，远洋轮船“奥林匹克”号与较小的巡洋舰同向航行， 但是当二船平行的时候，小船好像被大船吸过去似的，完全失控，一个劲儿地向“奥 林匹克号”冲去。结果小船把“奥林匹克”的船舷撞了一个大洞。小船怎么会被大船 “吸”过去呢？2.演示：在倒置的漏斗里放一个乒乓球，用手指托住乒乓球然后将手指移开同时从漏 斗口向下用力吹气3.学生活动：硬币“跳高”比赛（1）比赛设计：将一枚一角硬币放在离桌边2030cm处，在硬币前10cm处用直尺架 高约2cm,在硬币后放置一本与硬币厚度相当的笔记本。在硬币上方沿着与 桌面平行的方向用力吹一口气，硬币就可能跳过木块。（2） 比赛规则：使嘴巴靠在桌边，沿着与桌面平行的方向吹气（不准吹硬币），使硬币 翻越直尺。每个人都进行活动，使硬币成功翻越直尺或看谁硬币“跳”得更高。（3）思考：是什么力使得硬币向上“跳”起来了？二、推进新课我们已经学习了液体和气体的压强，那么液体和气体向各个方向都有压强的原因是什么？（液体和气体具有流动性）物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。前面我们学过的液体压强和大气压，它们都是流体静止时的压强。当液体和气体处于流动状态时压强又会怎样呢？想一想：是什么力使得硬币向上“跳”起来了？（提示：吹气前，硬币上下两个面受不受大气压？ 吹气时硬币上下两个面所受大气压是否发生改变？）分析：硬币与桌面间总有一定的缝隙，这样硬币的下方和上方都有空气。没有吹气时，硬币上面的空气与下面的空气可看做静止，这时硬币上面的空气对硬币向下的压强等于下面的空气产生的向上的压强，硬币受力平衡而静止。当在硬币上方沿着与桌面平行的方向吹气时，硬币上方气体的流速大于下方气体的流速。猜测流速可能与流体的压强存在有某种关系。那么，这可能是什么关系呢？（一）流体压强与流速的关系提出问题：流体产生的压强与流速有什么关系？猜想与假设：猜想1：液体和气体流动速度越大，产生的压强越 。猜想2：液体和气体流动速度越大，产生的压强越 。猜想3：液体和气体流动速度越大，产生的压强 。设计进行实验同学们的桌子上有：两张纸，两支铅笔，一支大号注射器，两个乒乓球，一盆水等器材。自由选择器材，做一到二组实验。提示：可以用嘴吹气产生气流，用注射器喷射水产生水流，通过一些物体的运动状况来分析判断压强大小的变化。这里提供几个参考实验装置，请看大屏幕，如图所示。同学也可以自己设计别的实验方案。把一张小纸条放在嘴边，用力从纸条上方吹气，会看到什么现象？交流与合作 请每小组派一个代表就刚才的实验，说说观察到的实验现象，并发表一下自己的看法。结论： 在气体和液体中，流速越大的位置,压强越小， 流速越小的位置,压强越大。（二）飞机的升力飞机获得升力的原因：飞机机翼的形状：底平上凸 在相等的时间里，机翼上下气流通过的路程不同，即气体的流速不同。 飞机机翼上面气流的速度大，气体的压强小;下面的气流速度小，气体的压强大。因此在上下表面产生了压强差，这就是向上的升力。机翼的形状和鸟儿的翅膀类似上凸下平飞机起飞之前，先得在跑道上跑一段距离。飞机向前跑，空气就相对地向后移动，空气的压强作用在机翼上使机翼获得巨大的升力。机翼的形状起了很重要的作用。 问题：飞机为什么能在空中飞行？观看飞机机翼图片，结合机械运动知识完成下面填空：如图是飞机机翼横截面的大致形状，飞机飞行时，空气相对于飞机向后流动，气流被机翼分成上下两部分，在相同的时间内，机翼上方的气流通过的路程 ，因此流速 ，对机翼向下压强 ，机翼下方的气流通过的路程 ，因此流速 ，对机翼向上压强 ，这样机翼上下表面存在 ，使飞机受到了向 的升力，机翼和空气的相对速度越大，机翼获得的升力越 。拓展：水翼船当船在水中高速航行时，水翼船的水翼上表面凸起，他与船体间的水流速度大，压强小。下表面的水流速度小，压强大。因此在水翼的上、下表面存在向上的压力（压强）差，上方压强小于下方压强，产生一个合压强，使其产生一个向上的合力。所以船体被抬高了，能减少水的阻力，提高航速。（三）生活中有关流体压强与流速关系的现象1. 航海规则规定两艘轮船不能近距离同向航行（同向行驶两船中间部分水流速 ，压强 ，两船就会在外侧压力下撞在一起。） 2.在火车站或地铁站的站台上，离站台边缘1 m左右的地方标有一条安全线，乘客必须站在安全线以外的地方候车，这是为什么？（解析：在火车站和地铁站台上，都画有一条安全线，当火车快速开过时，人越过这条线就会有危险。这是因为，火车开动时，靠近火车的地方气体_，压强_，离站台远的地方气体_，压强 _，强大的气流会_。）3.汽车气流偏导器：跑车的车体大多是流线型：上凸下平，从而减小风阻，但是汽车高速行驶时，车体会受到一个向上的升力，从而使汽车抓地性变差，安全性下降，为了提高跑车抓地本领，在汽车尾部安装了一个气流偏导器，它有何作用？安装方式与飞机有何不同？（解释：气流偏导器上表面平直下表面弧形凸起，相当于一个倒置的翅膀，当车高速行驶时，流过偏导器上方的空气速度较小，压强大，流过偏导器下方的空气速度较大，压强较小，这样偏导器上下方所受的压力差形成了一个向下的力，从而使车对地面压力增大，提高抓地性能。）4. 草原犬鼠的空调系统 这是非洲草原犬鼠洞穴的横截面示意图。洞穴有两个出口，一个是平的，而另一个则是隆起的圆形土堆。实际上，两个洞口的形状不同，决定了洞穴中空气流动的方向。因此，地面上风吹进了犬鼠的洞穴，给犬鼠带去了习习凉风。三、课堂练习1在地铁或火车站台上等候车辆时，要求乘客要离开站台一米以上，其主要原因是（ ）A车辆过来时风太大 B车辆过来时，带来好多飞尘C车辆驶过站台车速快，带动空气流速加快，使人易被“吸”向车辆造成危险D车辆驶过站台车速快，使人与车之间空气流速加快，易将人吹向后倒地2秋天树叶落在路面，当一辆高速行驶的汽车驶过时，路旁的树叶（ ） A从路旁吸向汽车 B从路中间飞向路边 C不受影响 D只向上飞扬3一艘很大的轮船以很高的速度，从一只小木船旁很近处开过时，小船则（ ）A很易被大船的气流和海浪推向远离大船处B很易被大船吸过去，而与大船相撞C小木船与大船距离不变 D以上都有可能4.深圳地区经常会有台风，市政府要求居民将简易房的屋顶加固，对于这一要求下列解释正确的是（）A屋顶上方空气的流速大于下方，屋顶被向下压垮B屋顶上方空气的流速大于下方，屋顶被向上掀起C屋顶上方空气的流速小于下方，屋顶被向下压垮D屋顶上方空气的流速小于下方，屋顶被向上掀起5你是否有这样的经历：撑一把雨伞行走在雨中，一阵大风吹来，伞面可能被“吸”并严重变形。下列有关这一现象及解释正确的是（）A.伞面被向上“吸”，因为伞上方的气压大于下方气压B.伞面被向上“吸”，因为伞上方的气压小于下方气压C.伞面被向下“吸”，因为伞上方的气压小于下方气压D.伞面被向下“吸”，因为伞上方的气压大于下方气压6.如图所示，小明制作了一个飞机模型，将其固定在托盘测力计上，当在其正前方用电风扇迎面吹风时，托盘测力计的示数 （填“减小”或“增大”）。四、本课小结1流体 ：气体和液体都具有流动性，统称为流体；2流