液体压强与流速的关系教学设计.doc

怀远县
公 开 课
教 案

课题：《流体压强与流速的关系》

授课教师： 吴 克 卫
单 位： 韩 庙 中 学
时 间： 2013年4月17日

第4节 流体压强与流速的关系
三维目标
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。
教学重点
通过探究得到流体压强与流速的关系并解释相关的现象。
教学难点
利用流体压强与流速的关系分析生活中的实例。
课时安排
1课时
教学准备
漏斗、乒乓球、两张16开的白纸、一张5 cm宽，20 cm长的白纸条、一枚一角的铝质硬币、一把学生尺、一杯水、饮料吸管二支、注射器一个、水槽一个、两只小纸船等。
教学过程：
导入新课：用“奥林匹克”号和“霍克”号相撞的故事引入课题。
1912年秋，当时世界上最大的轮船之一“奥林匹克”号油轮，以25 km/h的速度在海上航行时，英国铁甲巡洋舰“霍克”号以34 km/h的速度沿着与它的航线几乎平行的方向疾驶着，两船横向距离很小，只有不足100 m，当“霍克”号刚刚追上“奥林匹克”号，船首与邮轮的船尾并列后，巡洋舰好像突然被一只看不见的巨手推动，不再顺从舵手的操纵，竟自动扭转船头，几乎笔直地向邮轮冲去，随着“咔嚓”一声巨响，“奥林匹克”号的右舷撞了一个大洞。这是当时发生的奇怪的海上事故，很长一段时间无人能解释。同学们，你们想知道这里的原因吗？
思考交流讨论：为什么行驶的两只船不能平行行驶且彼此靠得太近？
游戏活动导入
在离桌边2～3 cm处放一铝质的硬币，在硬币前10 cm左右放一
高约为2 cm的直尺或用钢笔支起一个栏杆，在硬币上方沿着与桌面平
行的方向用力吹一口气，硬币就可能跳过栏杆，比比看谁能使硬币跳得
最高。同时思考，向硬币上方吹气，硬币反而可以向上跳过尺子，是什么力使得硬币向上“跳”起来的？
思考探究：1．怎样吹硬币才会跳起来？2．硬币为什么会跳起来？3．怎样才能使硬币跳得更高？
交流讨论：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。
问题：是不是气体的压强与气体的流速有关系？有什么样的关系呢？
带着这些疑问，让我们一起来走进——《流体压强与流速的关系》，相信同学们学好了这些知识后一定会揭开谜底！
推进新课
一、提问：液体和气体有什么共同特点? (可以流动)
我们把具有流动性的液体和气体统称为流体．（板书)
二、探究活动：流体压强与流速的关系
1、提出两个问题——引出探究问题
①如果两艘船都是静止的，会自己撞到一起吗？
学生回答：不会。
②船向前高速行驶时，海水相对于船如何运动？
学生回答：向后做高速运动。（即流体发生流动）
师：看来是流体的流动改变了压强。现在我们就来共同探究学习“流体的压强和流速的关系”。
(1)提出问题：流体压强与流速有什么关系？
(2)猜想与假设：
[猜想1]液体或气体的流速越快，它的压强就越大；
[猜想2]液体或气体的流速越快，它的压强就越小；
[猜想3]液体或气体的流速越快，它的压强不变。
(3)制定计划与设计实验：
利用提供的纸条、两张纸、乒乓球、塑料吸管、盛水的水槽、两只纸船等器材，自主探究。
[实验1]纸条一端贴近下嘴唇，用力向纸条上方吹气，观察现象。
[实验2]用手握着两张纸，让纸自由下垂，在两张纸的中间向下吹气，观察两张纸怎样运动。
[实验3]在倒置的漏斗里放一个乒乓球，用手指托住乒乓球，然后从漏斗口向下用力吹气，并将手指移开，观察现象。
[实验4 ]把一根长10 cm左右的饮料吸管A插在盛水的杯子里，另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端。往B中用力吹气，观察现象。
[实验5]事先折好的两只小船放入盆中，用注射器向漂浮在水面上的两只小船间喷水，观察两只船如何运动。
教师提示：在做实验时，同学们要注意观察哪里的流体流速快，哪里的压强大。
引导学生分析这些实验：
①实验中的研究对象为什么会运动？（研究对象的两面存在压强差）
②什么原因造成了压强差的存在？
③这些实验共同说明了一个什么问题？
(4)交流与合作：
各小组把实验方法、看到的实验现象和对实验的解释及结论说出来进行交流。
(5)得出结论：在流体中，流速越大的位置压强越小。
归纳总结：在气体和液体中，流速越大的位置压强越小。（板书）
学以致用
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，为什么乘客必须站在安全线以外的地方候车？
解释：当人靠近高速行驶的列车时，会出现被吸入列车的现象，这是由于被列车带动的空气流速变大，压强变小，使人的两侧存在压强差造成的。所以乘客候车时，必须站在安全线以外，否则是非常危险的。
2、在航海中，船只在行驶过程中不允许两船并肩前进，如果并肩行驶，会出现什么情况？并分析说明其原因。
解释：如果两船并肩行驶会出现两船逐渐靠拢而发生相碰事故。这是因为在流体中，流速大的位置压强小。两船并列航行时，两船之间的水相对船的流速大，压强小；两船外侧的水流速小，压强大，产生向内的压强差，而使它们逐渐靠拢。
交流讨论：生活中你注意过以下现象吗？
1、大巴车在行驶时，司机吸的烟会从侧面打开的窗户飘出窗外。
2、落有树叶的马路上，汽车快速驶过后可以看到树叶、尘土被卷起。
3、居室前后两面的窗子都打开着，过堂风吹过，居室侧面摆放的衣柜的门被吹开了。
4、冬天，风越刮越大，带烟囱的炉子里的火越着越旺，火苗越蹿越高。
三、飞机的升力
问题：我们经常在电视上看到飞机起飞的画面，可是，沉重的
飞机并不是像鸟一样扇动翅膀飞行的，它的“翅膀”不能扇动，
是什么原因使飞机飞起来的呢？
学生活动：用手将一张纸的下端靠近嘴唇，另一端自然下垂，用嘴对着纸的上方，用力水平吹气，可以看到什么现象？
可以看到纸在吹力的作用下向上翘，这是什么原因？
引导学生分析：上方气体流速大、压强小，下方气体流速小、压强大，上下压强差使纸片翘起来。
教师补充：飞机升力的产生是否也是这样？秘密在于
机翼。
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。
飞机的升力：由于机翼的形状上凸下平，在空气中运动时，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。流过机翼的上下表面的空气流速不同而存在压强差，产生了向上的升力。
生活中还有很多这方面的应用。不仅飞机利用了升力，水翼船也利用了升力来减小船体的阻力，水翼船的下部，也有类似于飞机机翼的水翼，船在高速行驶时，水翼会获得升力，使船体与水的接触面积减小，从而减少水对船体的阻力，进一步提高船速。
交流讨论：据你的了解，以下各种飞行器，升空的原理是什么？
观察鸟类翅膀的形状，解释为什么鸟在空中展翅滑翔时不会坠落下来。
鸟翅如同机翼，鸟翅的上方是曲面，下方近似于平面，气流通过上方的速度大于下方气流的速度，因此上方的压强小于下方的压强，产生向上的升力，所以鸟在空中滑翔不会掉下来。
同步训练
1.（学练考31页）．如图所示，撑一把雨伞行走在雨中，一阵大风吹来，伞面被“吸”，发生形变。下列有关这一现象及其解释，正确的是( )。
A.伞面被向下“吸”，伞上方的空气流速大于下方
B．伞面被向上“吸”，伞上方的空气流速大于下方
C．伞面被向下“吸”，伞上方的空气流速小于下方
D．伞面被向上“吸”，伞上方的空气流速小于下方
2. （学练考31页），如图，在水平的两支筷子之间放上两个乒乓球，通过空心塑料管向两球间用力吹气，会发现两个乒乓球（ ）
A.相互靠近 B. 相互远离 C. 静止不动 D. 向同一方向运动
3．（学练考31页）电风扇通电后，扇叶高速旋转带到扇叶周围的空气流动，从而形成风，扇叶后面的气体压强与房间里的大气压强相比（ ）
A.大于大气压强 B．小于大气压强 C．等于大气压强 D．无法确定
4．（学练考32页）李老师经常引导学生利用身边的生活用品做实验，通过动手动脑，学习物理知识，揭示物理规律。下面图的实验中不能说明流体压强与流速关系的是( )。

总结、扩展
通过本节课的学习你最大的收获是什么？
规律总结：由于液体和气体都具有流动性，它们的压强还有一些相同的特点，比如在液体和气体中向各个方向都有压强等。还知道液体和气体的压强还与流速有关：流速越大的位置压强越小，流速越小的位置压强越大。正是利用了这个规律，飞机才获得了向上的升力。
分析流体现象的方法：先弄清流速关系，再分析压强关系，最后得出可能发生的现象。
流体流速变快的原因：
(1)外力所致，如吹气问题。
(2)外力带动，如火车的安全线问题。
(3)一定的流体在相同时间内通过路程大的位置流速大，如机翼问题。
(4)一定的流体在相同时间内通过横截面积小的位置流速大，如轮船不能并排航行
问题。
布置作业：动手动脑学物理P46①、P47⑥
探究延伸
1、“香蕉球”的成因
2、跑车尾翼的研究
板书设计：
第4节 流体压强与流速的关系
一、流体：气体与液体的统称
二、流体压强与流速的关系：在气体和液体中，流速越大的位置压强越小；流速较
小的位置压强较大。
三、机翼升力产生的原因：飞机飞行时，机翼上下方空气流动的快慢不同，机翼的上下方产生的压强差是机翼升力产生的原因