沪科版高一物理下册《流体压强与流速的关系》教案

第 1 页 共 8 页 沪科版高一物理下册沪科版高一物理下册 流体压强与流速的流体压强与流速的 关系关系 教案教案 教学目标 1 知识与技能 1 知道流体压强与流速的关系 2 了解升力产生的原因及相关的物理现象 2 过程与方法 1 通过探究分析得出流体压强与流速关系的 结论 2 通过实验探究体验升力产生的原因 3 情感态度与价值观 1 通过教学活动 培养学生善于观察 乐于 探索自然现象和生活中的物理道理的兴趣 2 领略流体压强所产生的奥妙现象 获得对 科学的热爱 亲近感 教材分析 流体压强与流速的关系 和 飞机的升力产生 的原因 是本节课的核心问题 是对气体压强 液体 压强知识的应用和延伸 特别是 流体的流速越大 压强越小 流体的流速越小 压强越大 这一原理在 日常生活中常常遇到 可让学生利用生活中常见的器 第 2 页 共 8 页 材 经历各种探究活动 激发学生探究的乐趣 激发 学生的求知欲望 并在教学中通过应用物理知识解决 实际问题 来充分体现从 生活走向物理 物理走向 生活 的课程理念 教学重点 流体压强与流速的关系 教学难点 机翼升力产生的原因 教具仪器 漏斗 乒乓球 注射器 塑料盖 一枚壹角硬币 电吹风 吸管 纸张 水槽 机翼模型等 教学方法 实验探究 归纳总结 课时安排 1 课时 教学过程 引入新课 实验或视频导入 将一枚壹角硬币放在水平桌面 上并吹气 观察到什么现象 激发学生的求知欲和 好奇心 引入课题 流体压强与流速的关系 一 什么是流体 气体和液体都可以流动 我们把有流动性的气体 第 3 页 共 8 页 和液体统称为流体 前面学过了液体内部的压强和大气压强 知道浸 在液体和气体中的物体 各个方向都要受到液体和气 体的压强作用 但都是流体在不流动时的情况 我们 把流体流动时的压强称作流体压强 流体流动时有快 有慢 当流速发生变化时 流体压强是否发生变化呢 下面我们就来探究流动的气体或液体的压强与流速之 间的关系 二 流体压强与流速的关系 1 气体压强与流速的关系 探究 1 手握两张纸 让纸自然下垂 并在两纸 中间向下吹气 观察到两纸靠拢 讨论分析 在两纸中间向下吹气后 两张纸之间 空气流动速度快 两张纸外侧气体流动速度慢 使得 纸张内外侧受到的大气压强不同 造成了压强差 从 而形成向里的压力差 使两纸张都向中间靠拢 探究 2 把乒乓球放置于漏斗中间 漏斗口朝下 往漏斗里吹气 如下图所示 观察到乒乓球不会掉 下来 分析 从漏斗的细管中吹出的气流 流经乒乓球 的上表面时的流速变大 此处的压强变小 乒乓球下 表面的流速小 此处的压强较大 这样乒乓球受到一 第 4 页 共 8 页 个向上和向下的压力差 从而托起乒乓球 探究 3 点燃两支蜡烛 向两烛焰中间吹气 观察到两烛焰向中间靠拢 分析 当向两支蜡烛中间吹气时 中间的空气流 动速度增大 压强减小 蜡烛外侧的压强不变 两支 蜡烛火焰受到向内的压强大于向外的压强 受到向内 的压力大于向外的压力 两支蜡烛的火焰在压力差的 作用下向中间靠拢 探究 4 将一根塑料吸管弯成直角 在弯折处剪 开一个口 插入水中 用力向管内吹气 观察到水 雾从切口处喷出 分析 用力吹气时 直管上方的空气流速大 压 强小 直管中的水在大气压的作用下被压出 同时由 于水平方向的气流作用 涌出的水会向前喷出 结论 气体在流速大的地方压强越小 流速小的 地方压强大 应用分析 解释 吹硬币 现象 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 当在硬币上方沿着与桌面平行的方 向用力吹气时 硬币上面空气流速加大 硬币上方空 气的流速大于下方空气的流速 使得硬币上面受到向 下的压强比硬币下面受到向上的压强小 使硬币受到 第 5 页 共 8 页 向上的压力差 从而把硬币托了起来 如下图所示 2 液体流速与压强的关系 探究 1 把两个塑料盖放在水槽中的水面上并分 开 再用注射器向两塑料盖中间的水域注水 如下 图所示 观察到两塑料盖向中间靠拢 分析 用注射器向两塑料盖中间的水域注水后 两塑料盖之间水流速度快 两塑料盖外侧流速慢 两 塑料盖中间与外侧压强不同 造成了向内的压力差 将两塑料盖挤在了一起 探究 2 粗细不同的水管中装有水 打开水龙头 阀门 观察三个竖直玻璃管中的液面高低 视频 分析 由于流过水平管子各部分的水的体积相等 水在细管子中间部分的流速大 压强小 根据液体压 强知识 可知与细管部分连接的竖直玻璃管中的液面 要低一些 总结 液体在流速大的地方压强小 流速小的地 方压强大 三 升力的产生 思考 飞机起飞前为什么要在跑道上快速运动一 段距离 是什么力量使庞大的飞机攀升到空中并能保 持在空中飞行呢 第 6 页 共 8 页 探究 利用机翼模型探究飞机上升时与流速中间 的关系 用电吹风吹机翼模型 分析 飞机机翼的上表面是凸起下表面平直的流 线型 即上凸下平 如下图所示 当飞机在跑道上滑行 或在空中飞行 时 空气 就相对地面向后移动 迎面而来的气流被机翼分成上 下两部分 由于机翼横截面的形状上下不对称 在相 同时间内机翼上方气流通过的曲线路程较长 机翼下 方气流通过的直线路程较短 这就造成机翼上部气流 的速度比机翼下部气流的速度大 由于流速高的地方 压强小 流速低的地方压强大 因此 机翼上部受到 向下的压强要小于机翼下部受到向上的压强 巨大的 机翼在上下气流的压强差作用下产生了向上的压力差 从而形成向上的升力 并且当飞机速度增大 升力也 增大 当升力大于飞机自重时 飞机便起飞了 拓展 与飞机的机翼相似 鸟的翅膀上方也呈弧 形 由于鸟的翅膀的柔韧性好 它们拍动翅膀时不仅 产生升力 而且还会带着鸟儿往前飞 逆向思维的应用 跑车的车头呈流线型 当跑车 跑得太快 车会有什么危险 发飘 不稳 怎样避 免这种危险 解决方法 在跑车的尾部安装一只倒置的翅膀 第 7 页 共 8 页 弧形朝下 当车速很大时 作用在这只翅膀上的方向 向下的压强大 这样可以增强车子后轮的着地性能 这种装置叫气流偏导器 四 应用 1 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 分析 人离火车或地铁太近 火车或地铁行驶时 使人和火车或地铁之间的空气流动速度快 压强变小 离站台远的地方气体相对流速较慢 压强较大 人在 内外压强差的作用下 被强大的气流压向火车或地铁 从而造成危险 2 请列举生活中有关流体在流动时流速大的地 方压强小的实例 1 在江中游泳时不要靠近行使的船 2 大风能把房盖掀起 3 农村炉灶里的烟能顺着烟囱排到屋外 分析 风吹过烟囱顶端时 顶端空气流速增大压强 减小 烟囱内外形成压强差 也就产生压力差 所以 烟就顺着烟囱排到屋外 3 草原发生的一起龙卷风 龙卷风的实质是高 速旋转的气流 它能把地面上的物或人畜 吸 起卷 第 8 页 共 8 页 入空中 这是为什么 分析 龙卷风内部气体流速大 压强远小于外部 的压强 这个巨大的压强差就可以把物体给 吸 起