流体压强与流速的关系

8.4 流体压强与流速的关系 教学设计 教材分析：流体压强与流速的关系这节课选自沪科版物理教材八年级第八章第四节。流体压强与流速的关系这节内容放在空气的“力量”之后作为它的拓展和必要补充，主要由“流体压强和流速之间存在什么关系？”和“飞机的升力如何产生？”两个核心问题组成。 教学目标： 一、知识与技能目标 1、了解气体压强与流速的关系。 2、了解飞机的升力是怎样产生的。 3、了解生活中跟气体的压强与流速相关的现象。 二、过程与方法目标 1、通过观察，认识气体的压强跟流速有关的现象。 2、体验由气体压强差异产生的力。 三、情感态度与价值观目标 初步领略流体压强差异所产生现象的奥妙，获得对科学的热爱。 教学过程： 一、新课导入 提出问题，对问题的成因进行猜想。（从实验观察中发现与物理有关的问题，尝试根据经验对问题的成因提出猜想。） 分析现象：在从漏斗口向下用力吹气时，乒乓球为什么在漏斗下方不会掉下来，我们分析看看，乒乓球能在漏斗下方不会掉下来，由物体的平衡条件可知，乒乓球在竖直方向除了受到重力以外，一定还受到一个向上的压力。没有吹气时没有这个现象，当吹气之后才产生这种现象，同学们猜一猜，想一想，这个压力可能会跟什么有关系呢？ 总结学生猜想：吹气就是气体在流动，乒乓球在漏斗下方不会掉下来可能与气体的流动有关。 教师演示二： 如图2所示，打开阀门A，关闭阀门B，让红色的水流入管径粗细不同的透明塑料管，观察三只小竖管中水柱的高度，记录现象。如果打开阀门B，观察三只小竖管中水柱的高度，记录现象。 分析现象：根据学过的连通器原理，当水不流动时，各竖管的液面总保持相平。如今当水流动时，各竖管中水柱的高度不相同，说明各竖管中水的深度也就不相同。根据液体的压强公式p=gh ，也就是说各个水平粗细管中水的压强就不相同，请同学们猜想一下，这个不相同可能会跟什么有关系呢？ 总结学生猜想：各竖管中水柱的高度不同可能与液体的流动有关。 分析总结上述两个实验，液体和气体，它们一个共同的特点是：都具有流动性，统称为流体。两个实验的共同之处是，流体在流动时才导致现象的产生。且我们已猜测流体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？想一想。 总结学生的猜想：一种是流体在流速大的地方压强大，在流速小的地方压强小；另一种是流体在流速大的地方压强小，在流速小的地方压强大。究竟哪一种猜想是正确的呢？下面我们将通过实验的方法进行探究。 二、新课教学 制定计划（明确探究目的，给定器材，由学生选择器材并制定探究计划） 我们今天就来研究流体的流速与压强的关系。每组同学的桌子上有两张白纸、两根细木条、一枚壹角硬币，请同学们利用这些器材制定你们的探究计划，验证你们的猜想。 探究方案一 设计实验，进行探究（设计实验方案，经历探究的过程，探究流体的压强与流速的关系） 分析论证（分析物理现象，进行简单的推断，归纳出科学规律） 探究一、二比较简单，可由学生分析。 课件演示探究三：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对硬币向上的压强，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，使得硬币上面的压强比硬币下面的压强小了，下面较大的空气压力便把硬币托了起来。 交流与评估 1、探究方案是否存在不足，是否需要改进； 2、是否有其它探究方案也可以实现探究目的； 3、利用其他简单实验器材是否也能说明问题等。 结论：流体（流动的气体或液体）在流动时，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。 分析演示实验一： 当用力吹气时乒乓球上方空气流速大，压强小于下方空气的压强，产生向上的压强差，从而产生向上的压力差，将乒乓球托起。 分析演示实验二：（课件演示） 当同时打开阀门和，由于流经水平管子各部分的流体的体积相等，由于管子中间部分比两边细，流体在管子中间部分的流速大，压强小，所以与中间细的部分连接的竖管中的液面要低一些 探究飞机的升力 飞机轰鸣着飞过天空，是什么力量使它庞大而沉重的身体攀升到空中并能保持在空中飞行呢？ 仔细观察机翼的形状，机翼的形状是上凸下平的。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 。 想想做做：学生动手制作飞机机翼模型 把细绳拉平绷紧，用嘴对着“机翼”前端细绳的位置，用力水平吹气，可以看到什么现象？ 课件演示飞机起飞的原理。 当飞机高速行使时，机翼与周围的空气发生相对运动。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，在相同时间里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，机翼上部的压强要小于机翼下部的压强，巨大的机翼就是靠上下气流的压强差产生了向上的升力来负担机身的重力升空飞翔的。 三、拓展应用： 1、为什么火车站或地铁站的站台上，离站台边缘1m左右的地方都标有一条安全线，火车或地铁行驶时严禁人们进入安全线以内的区域。 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。 在江中游泳时不要靠近行使的船；大风能把房盖掀起；两艘急速行使的船不要靠的太近等。 四、