第九章第4节 流体压强与流速的关系教案

第九章第4节 流体压强与流速的关系教学目标一、知识与技能1.了解流体压强与流速的关系.2.能运用流体压强与流速的关系解释生活中有关的现象.3.知道升力在生产、生活中的应用，并能对其进行解释.二、过程与方法1.通过观察一些现象，认识流体的压强跟流速有关.2.通过实验探究，体会由流体压强差异产生的力在生活中的一些应用和一些危害.3.经历探究流体压强与流速的关系，理解升力产生的原因.三、情感、态度与价值观1.让学生初步了解流体压强差异所产生的现象，通过学习激发学生对科学的热爱.2.培养学生观察生活、探索未知世界的良好习惯.教学重点：探究流体压强与流速的关系、升力的产生和应用.教学难点：运用流体压强与流速的关系解释日常生活中的相关现象.教具准备：多媒体课件、硬币、刻度尺、白纸（2张）、蜡烛（2支）、漏斗（2个）、乒乓球（2个）、火柴、玻璃管、电风扇、电子秤、机翼模型（带支架）等.教学课时:1课时教学过程新课引入师 前面我们学习了大气压强，下面首先来进行一个“吹硬币跳高”比赛，看谁能使硬币跳得最高.(参照教材P44页想想做做“硬币跳高比赛”)学生感到不可思议.(硬币竟然能被吹起来,最后还成功飞越了栏杆)教师提出问题：是什么原因使硬币飞起来的呢？学生猜想与假设，思考并讨论.教师引入新课“流体压强与流速的关系”.进行新课一、 流体压强与流速的关系教师向学生介绍流体,并举例：如空气,水等都是流体.板书：1.流体:液体和气体都具有流动性,统称为流体.2.流体压强:流体流动时的压强.师 刚才我们的实验中，往硬币上方吹气改变了什么？生：加快了硬币上表面空气流动的速度.师 那硬币的上表面的气压有什么变化？生：上方气压变小.师 硬币上、下表面的压强相同吗？生：不同.师 形成什么方向的压强差？生：使硬币的上、下表面产生了向上的压强差.得出结论：气体流动的速度越大，气体的压强越小.教师引导学生分组实验：小组1：拿两张纸，使其自由下垂，向纸中间吹气.（如图甲）小组2：把乒乓球放置于漏斗里，从漏斗尖端朝下用力吹（如图乙）.小组3：把两只等高的点燃的蜡烛相距约10cm并列竖放在水平桌面上，用玻璃管吹两只蜡烛的中间.（如图丙）小组之间交流实验现象：小组1：可以看到两张纸向中间靠拢(如图甲)；小组2：可以看到乒乓球并不下落，反而上升(如图乙)；小组3：可以看到两只蜡烛的火焰往中间靠拢（如图丙）.学生分析原因，教师引导分析，得出结论.板书：流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大.例题1(用多媒体展示)如图丁所示，在水平的两根筷子中间放上两只乒乓球，通过空心塑料管向两球间用力吹气，会发现两只乒乓球()A.相互靠近B.相互远离C.静止不动D.向同一方向运动解析：用塑料管向两球间吹气时，两球中间空气流速大于两球外侧的空气流速，由流体压强跟流速的关系可知，两球中间处压强小于外侧压强，压强差使两球同时向中间运动而靠近.答案： A二、流体压强与流速关系的应用师 既然流速与流体压强之间存在一定的关系(即流速大的位置压强小，流速小的位置压强大)，因此，容易形成压强差，这种压强差有时会给我们的生活带来危害.下面请大家观看课件：（1）2007年11月20日火车驶出隧道卷起大风导致行人死亡：涪陵高家村，14岁的兵兵一脸悲伤，他的母亲刘正芬在该区石沱镇的渝怀铁路边行走时，被火车带起的大风刮倒，碰撞电杆身亡.（2）展示我国护航舰艇在亚丁湾护航执行任务编队的情景.(并提问：舰艇编队为什么不并排行驶，而是前后直线护航行驶？)学生回答：（1）快速行驶的火车带动车身的空气流速加快，因此，车身附近的压强变小，形成向车身侧的压强差，把人吸进去；（2）护航编队一般采用前后护航而不采用并排护航，这是因为当两船高速并排行驶时，两船之间的流体流速较大，压强较小，产生由外侧向内侧的压强差，容易发生撞船事故.师 分析很正确,我们在打乒乓球时，有的高手能打出旋球，如弧圈球、香蕉球.看谁能说说这是什么原因，这种旋球是如何形成的？学生积极回答，教师点评：可见，流体的压强与流速的关系在现实生产、生活中有着密切的联系，有时我们要利用，有时我们要防止，避免不必要的危害.例题2（用多媒体展示）阅读短文，回答问题.草原犬鼠的空调系统如图甲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，生物学家不是很清楚其中的原因.他们猜想：草原犬鼠把其中的一个洞口堆成土包状，是为了建一处视野开阔的瞭望台，但是如果这一假设成立的话，它又为什么不在两个洞口都堆上土包呢？那样不就有了两个瞭望台了吗？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，吹过平坦表面的风运动速度小，压强大，吹过隆起表面的风运动速度大，压强小，因此，地面上风吹进了犬鼠的洞穴，给犬鼠带去了习习凉风.(1)在图甲上标出洞穴中空气流动的方向.(2)试着运用上文提到的物理知识说明，乘客为什么必须站在安全线以外的位置候车（如图乙）？解析：（1）图甲中，犬鼠的两个洞穴上方，左边平坦，右边堆成土包状，表面呈弯曲形状，当风吹过平坦表面运动速度小，压强大，风吹过隆起表面运动速度加快，压强小，因此左边洞口的压强大于右边洞口的压强.故风从左边洞口进，右边洞口出，即外界新鲜空气进入左边洞穴中，洞穴中气体从右边洞口随着被吹出来，起到调节洞穴中气体的作用.（2）当火车快速行驶时，会带动火车周围的空气与火车同向快速流动，致使靠近火车附近的空气流速大，压强小，而距离火车较远处的空气流速小，压强大，形成向火车侧的压强差，所以乘客若靠近运动的火车容易被卷入车身发生事故，为了安全起见，必须站在安全线以外候车.答案：(1) 如图所示(2)高速行驶的火车周围的空气速度大，压强小，乘客若靠得太近，受到由外侧向内侧的压强差，就会撞上火车，造成交通事故.三、 飞机的升力教师组装模拟飞机升力产生的实验（如图甲），引导学生观察当打开电风扇时电子秤的示数如何变化，并完成下列思考题：（用多媒体展示）思考题：飞机前进时，机翼与周围的空气发生_ ，相当于有气流迎面流过机翼.气流被机翼分成上下两部分，由于机翼横截面积形状上下不对称，在相同时间内，机翼上方气流通过的路程较_，因而速度较_，它对机翼的压强较_ ；下方气流通过的路程较_，因而速度较_，它对机翼的压强较_.因此，在机翼的上下表面存在_，这就产生了向的升力.（如图乙）答案：相对运动 长 大 小 短 小 大 压强 差 上 教师换用上、下面都是平面的另一模型代替上述机翼模型再进行实验，让学生比较.引导学生进一步理解升力产生的原因.教师播放课件视频：飞机起飞.师 大家通过刚才的视频可以看到，飞机起飞之前一定要在跑道上加速，使它周围的空气流速较大.下面我们再做个实验，想一想如果机翼反向安装（上平下凸），飞机还能飞起来吗？教师用两架机翼安装方式相反的飞机模型进行实验，产生了两种不同的现象：上凸下平的那架飞起来了，上平下凸的那架并没有飞起来.（引导学生思考为什么会这样？）学生回答：机翼的形状不同.师 回答正确，上凸下平的那架飞机产生的压强差向上，形成升力；上平下凸的那架飞机产生的压强差向下，形成压力.因此我们千万不能将机翼装反了.板书：飞机的升力：由于机翼的形状上凸下平，在空气中运动时，通过机翼的上、下表面的空气流速不同而存在压强差，产生了向上的升力.例题3（用多媒体展示）飞机机翼初看好像是一个整体，实际上是由几部分组成的.它的襟翼可以绕轴向后下方、后上方偏转.飞行员在飞机上升、平稳飞行、下降和着陆减速等过程中，是通过操纵杆改变襟翼的弯度来改变飞机的升力、阻力的.下图是简化机翼截面图，其中表现飞机上升的是（ ）解析：飞机的机翼主要是使迎面吹来的风在机翼的上下表面上流速不等，从而产生压强差.要飞机上升，那么要产生向上的压强差.因此，上方的气体流速要大，压强才小，下方的流速要小，压强才大，这样就可以产生向上的升力，使飞机上升.对照四个图，只有A选项中机翼上方的凸度最明显，形成向上的升力，故A项符合；B项为下降；C项为平稳飞行；D项为着陆减速.答案：A课堂小结大家通过这节课的学习，收获确实不少，我们知道了流体压强与流速的关系，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大.还知道了流体压强与流速的关系与我们生活、生产有着密切的联系，以及升力的产生与应用. 课后作业完成本课时对应练习.教学反思1.流体的压强与流速的关系这一节与生活中许多现象有着密切的联系，因此在实验的设计上，尽量寻找学生熟悉的、现实的，学生又非常感兴趣的例子和实验.通过学生动手吹硬币“跳高”实验引入新课，既调动了学生的好奇心，同时又达到让学生参与动手实验探究的目的.接着为帮助学生进一步理解流体的压强与流速的关系，让学生分组实验进行验证，通过小组交流明白流速大的地方压强小，流速小的地方压强大的道理.教师在课堂上充分挖掘生活中有关流体压强与流速关系的实例，并用所学知识解释产生这种现象的原因，培养学生理论联系实际的能力。2.在介绍流体的压强与流速的关系的应用时，运用先进的教学工具多媒体技术进行教学，让学生在观看的过程中思考问题，这样既调动了学生的积极性和主动性，同时又丰富了学生的视觉效果、吸引了学生的注意力.3.在讲解升力的应用时，运用先进的教学工具多媒体技术进行教学，引导学生分析，让学生在观看的过程中思考问题，感受物理知识的神奇魅力，从而激励同