流体压强与流速的关系教案设计

流体压强与流速的关系教学设计流体压强与流速的关系教学设计 荆州文星文星中学 甘郑浩 一 教学目标一 教学目标 1 知识目标 1 了解流体压强与流速的关系 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 2 能力目标 1 通过观察 认识气体的压强跟流速有关的现象 有一定的观 察能力 2 体验由气体压强差异产生的力 有一定的分析 比较能力 3 德育目标 初步领略气体压强差异所产生现象的奥秘 获得对科学的热爱 亲 近感 二 教学重点难点二 教学重点难点 重点 流体压强与流速的关系 难点 用流体压强与流速的关系分析生活中的实际问题 三 教学方法三 教学方法 实验探究法 分析比较法 设疑引导法 班级师生交流的教学 四 教具四 教具 演示 多媒体计算机 机翼模型 烧杯 红色的水 U 型管 两根 饮料管 水槽 两只小船 大号注射器 两张纸 乒乓球 漏斗 学生探究实验材料 纸张 硬币多枚 五 课时安排五 课时安排 1 课时 六 教学过程六 教学过程 1 1 开场白 开场白 同学们 首先自我介绍 我是来自荆棉学校的肖滔生老师 我校和 实验中学是兄弟学校 因为我们两校都是市管学校 实验中学的物理教 学工作一直是我市的领头羊 因为有以汤祖军为代表的一大批骨干教师 俗语说强将手下无弱兵 我相信同学们的成绩也是非常优秀的 今天能 为同学们上一节物理课是我的荣幸 为感谢同学们对我的支持 课后我 要送一件礼物给今天课堂上表现最优异的一个同学 获得这件礼物的同 学他是回答问题最积极和最多的 但不要求是最正确的 这件礼物就在 我的包包内 2 2 引入课题 引入课题 不知道同学们还记不记得八年级的第一堂物理课叫 科学之旅 老师在这节课上做了四个演示实验 其中有一个老师做了 但当时没有 说产生这种现象的原因 请回忆起这个实验的同学告诉我 我现在请一 个同学上台来把这个实验重做一次 请一个同学上讲台重做这个实验 生活中跟这个实验相似的现象有很多 如很多同学喜欢踢足球和打乒乓 球 足球中的 香蕉球 乒乓球中 下旋球 上旋球 弧 圈球 和很重的飞机为什么能够腾空而起等 要想知道其中的奥秘 就要用到本节课所学的知识 今天我们讲第四节 流体压强与流速的关 系 板书 四 流体压强与流速的关系 3 3 新课教学 新课教学 1 什么叫流体 师 具有流动性的气体和液体统称为流体 板书 1 什么叫流体 具有流动性的气体和液体统称为流体 2 气体压强与流速的关系 师 那么流体压强与流速的关系是怎样的呢 讲授之前老师先做一 个实验 如图 3 将另一根吸管 B 的管口贴靠在 A 管的上端 往 B 中 吹气 大家观察 看有什么现象出现 生 水沿 A 管上升 如果气流较大 A 管中上升的水在管口被 B 管的气流吹成水雾 师 A 管中的液面上升说明了什么 生 A 管中的液面上升说明了 A 管中液面 的大气压强减小了 产生了向上的压强差 因此有了向上的压力差 所 以 A 管中的液面就会上升 师 请同学们猜想一下 A 管中气压减小的原因是什么呢 猜想并 不是凭空想象 只有细心观察 勤于思考 才会有更多的灵感 同学们 要说出猜想的理由 生 在气体中 流速越大的位置压强越小 反之 流速越小的位置 压强越大 因为两次实验的唯一不同是后一次 A 管上端空气的流速变大 了 我们就猜想 空气的流速变大了 就导致该处的大气压强减小 师 同学们的这个猜想正不正确呢 还需要多次的实验加以验证 下面我请二个同学上讲台来做这个实验 分别做两次 下面的同学 有两张纸也可以同时做这个实验 用手握着两张纸 让纸自由下垂 在两张纸的中间向下吹气 根据同学们的猜想 流速越大的位置压强越 小 那么 当你在两张纸的中间向下吹气时 这两张纸应该怎样运动 做一做 并解释实验结果 生 两张纸互相靠近 吹气前 两张纸自由下垂 说明它们受到外 侧和内侧的力是互相平衡的 吹气时 可以看到两纸条互相靠近 这说 明吹气时纸两侧受到的压力不同 由于吹气 两纸条之间气体的流动速 度变大 压强变小 纸的内外侧产生了一个压强差 并产生了一个向内 的压力差 所以两张纸互相靠近 师 同学们是不是还可以仿照纸张的这个实验 自己设计实验来验 证上面的结论 大家讨论一下 设计这个实验的关键是什么 生 物体能够很容易移动 如果学生不能说出 教师可以自已说 出以下的实验 并把实验 4 在课堂上做一次 生 1 用相隔一定的距离两支点燃的蜡烛 从火焰中间吹气 或用 一支蜡烛 从旁边吹气 观察火焰摆动的情况 生 2 用两只气球 或用乒乓球 相隔一定的距离平行挂起来 向两球的中间吹气 观察气球移动的情况 生 3 平行放置的两支圆珠笔之间放两个乒乓球 用管子向两球中 间吹气 观察乒乓球的运动情况 生 4 把一张纸条架在两本书之间 用笔管从纸边缘的下方或上方 吹气 观察纸张的运动情况 也可以用手拿一个小纸条 在小纸条的 上面吹气 生 5 用手握住两个叠起来的一次性纸杯 在上面吹气 观察纸张 的运动情况 生 6 把硬币放在桌上 在硬币的上方吹气 师 流动的空气 风 能使硬币 跳高 如果是台风或者是龙卷 风呢 它的破坏性有多大呢 生 略 师 我们经过反复实验可以得到结论 在气体中 流速越大的位置 压强越小 流速越小的位置压强越大 板书 在气体中 流速越大的位置压强越小 师 在气体中 流速越大的位置压强越小 那么在液体中是不是也 可以得到相同的结论呢 同学们能不能自己设计实验来证明 仿照上 面的设计要求 下面我来为大家演示一个实验 在水漕中放两只小船 用大号的注射器向船中间的水域冲水 如图 4 同 学们观察发生的现象 并回答产生这种现现象的原因 生 冲水后 两船靠扰了 这是由于两船之间的水的流速增大了 压强减小了 而船外侧的压强没有变化 外侧的压强大于内侧的压强 产生了压力差 所以两船就靠扰了 师 由上面的现象可识 如果船只在河 海 内航行的应该注意什 么呢 生 航行时不能靠得太近 如果要靠近 船速必需很小 师 同学们观察图 5 如果水不流动 根据连通器的原理 三根竖直细管中液面 的高度是相同的 如果让水流动起来 三 根竖直的细管中液面的高度还相同吗 如果不同有什么变化 为什么会 这样变化 生 中间细管的液面下降 其余两根细管的液面高度不变 因为一 定时间内流过各处的水是相等的 因而较细处的流速一定比较粗处的流 速大 水流的通道较窄 水的流速较快 如水龙头拧开后 如果用手 堵一部分管口 水会比原来流的更急也就是横截面积变小 流速变大 流速越大的地方压强越小 所以水流动起来后中间细管的液面要下降 师 以上的实验证明了在液体中 流速越大的位置压强越小 科学 家们经过多次的实验也证明了这个结论的正确性 板书 在液体中 流速越大的位置压强越小 师 把上面两句话合起来就是 板书 在气体和液体中 流速越大的位置压强越小 3 飞机的升力 师 现在我们利用上面的结论一起分析把漏斗倒过来 向漏斗中吹 气时乒乓球为什么不会掉下来 生 吹气时 乒乓球和漏斗壁之间空气的通道较窄 气体的流速较 快 压强较小 而下部空气的通道较大 流速较慢而压强较大 产生了 压强差 并产生了一个向上的托力 于是乒乓球被托起来了 师 空气可以将一个小小的乒乓球托起 几十吨的飞机能够腾空而 起 实际上也是借助了空气的力量 它的秘密在于机翼 请同学们从课 本图 13 4 3 中观察飞机机翼的形状 并回答它的截面是什么形状呢 生 飞机机翼的截面是流线型 下方是平直的 上方是凸起的 师 为什么机翼做成这样的形状就可以使飞机飞起来呢 我做了一 个机翼的模型 试试它能不能飞起 由于时间的关系 教师展示事先 做好的机翼的模型 并请一个同学上台来吹机翼 师 大家都看到了 我向机翼的上表面吹气时 机翼的后部向上翘 起来了 你能解释它向上翘起的原因吗 请同学们看课本 88 页最下面 一段 看完后请一个同学说一说 生 飞机前进时 机翼与周围的空气发生相对运动 相当于有气流 迎面流过机翼 气流被机翼分成上下两部分 由于机翼横截面的形状上 下不对称 在相同的时间内 机翼上方气流通过的路程较长 因而速度 较大 它对机翼的压强较小 下方气流通过的路程较短 因而速度较小 它对机翼的压强较大 或者可以说机翼上方的气流因为通道较窄 流速 较快 而机翼下方的气流因为通道较宽 流速较小 因此在机翼的上 下表面产生了压强差 这就是向上的升力 师 生活中还有一些现象和飞机获得升力的很相似 请同学们说一 说 生 如风筝 有时没有风 也可以拉着风筝跑就产生了风 水翼 船 滑翔伞和滑翔机 鸟的翅膀以及骞车的尾翼 也叫气流偏导器 尾翼是产生向下的压力 增加了稳定性 增大了动力 师 本节课开始时 我跟大家说过足球 中的 香蕉球 乒乓球中 下旋球 上旋球 和 弧圈球 等现象的解释都 要用到本节课的知识 由于时间的原因我们 只讲 香蕉球 的原理 如果我们班有喜欢踢足球的同学能不能说一说 香蕉球 是怎样踢的 这样踢有什么作用 请喜欢踢足球的同学回答 并以运动员踢角球为例 如图 6 生 运动员踢球时 踢球的力的作用线不通过球的重心 从而使球 向前飞进的同时 整个球又绕其重心沿图中所示的逆时针方向旋转 球 向前飞行 相对于球心来说空气向后流动 因为球同时有图示方向的旋 转 由于摩擦的作用 带动球表面附近的空气也随之旋转 以上两个因 素造成相对于球向后流动的空气的流速在球的两旁附近不同 图中上方 流速较慢而下方流速较快 这样就导致两边空气对球的压强也不相同 图中上方压强大而下方压强小 这个压强差 就产生了压力差 正是这 个压力差的作用使得球向球门方向拐弯 师 今天的新课就讲完了 下面我们要评出本节课的明星 他将获 得我送的一件礼物 同学们评出本节课的明星 送一本我参与编写的 教辅资料 这本书是我参与编写的 送给这个同学作个纪念 书的封 面是有寓意的 这只大鸟是只神鸟 它不鸣则已 一鸣惊人 不飞则已 一飞冲天 希望这个同学也像这只神鸟一样 4 4 小结 小结 今天我们讲了流体压强与流速的关系 主要讲了三个问题 分别是 什么叫流体 流体压强与流速的关系以及飞机是怎样获得升力的 其中 最重要的是流体压强与流速的关系 5 5 课堂作业 课堂作业 教师和同学们一起完成 动手动脑学物理 中的四个题目 例 1 火车进站的时候 尽管车已减速 但车速还是很大的 在车 厢两侧空气流动的速度也很快 根据流速与压强的关系 流速大的位置 压强小 在靠近火车的地方压强小 因此 在人身体前面的压强小 背 后的压强大 人就会受到向前的推力 如果离站台边缘太近 这种推力 就会使人非常危险 例 2 当在 B 管中吹气时 A 管上方空气的流速就加快 A 管中液 面的大气压强就小于外面的大气压强 产生了向上的压强差 因此有了 向上的压力差 所以 A 管中的液面就会上升 如果用力吹 A 管中的水 就将从管口流出 遇到 B 管中吹出的水平的强大气流 水就被吹成雾状 喷出 利用这个原理 人们制成了喷雾器 例 3 因为鸟类翅膀的横截面和飞机机翼的横截面非常相似 当鸟 儿在空