《物理（医药卫生类）》教案 高职 6.6 伯努利原理及其应用

教案名称：6.6伯努利原理及其应用教学目标：１．了解理想液体做定常流动时的连续性方程，了解流量的概念。了解理想液体做定常流动时的伯努利方程，能从做功和能量转化的角度，理解理想液体的伯努利方程，了解液体流动时的流速。压强和液体所处的高度之间的关系。（物理观念与应用）２．通过引导学生理解伯努利原理的内涵和实质，激发其创新思维，培养解决实际问题的能力。（科学思维与创新）３．通过探究理想液体定常流动规律的实验，了解理想液体的连续性方程和伯努利方程。能够运用伯努利方程，分析液体流动过程中产生的各种现象，并能利用流体方程计算液体的流量。流速等物理量学会设计实验。数据测量。总结规律，培养科学实践能力与技能。（科学探究与实践）４．了解流体方程在化工、农业。医学等领域中的应用原理和应用方法。了解我国古代都江堰水利工程、三峡水利工程等大型水利建设工程。激发爱国热情，增强科技传承的使命感和社会责任感。（科学态度与责任）教学重点：了解液体定常流动时的连续性方程，理解伯努利原理。教学难点：通过探究理想液体定常流动规律的实验，了解理想液体的连续性方程和伯努利方程。教学方法：讲授法、实验探究法、讨论法教学准备：实验器材：管道、细长的管子、漏斗、乒乓球。多媒体材料：PPT课件教学过程：一、导入新课：工人常使用喷枪进行粉刷墙壁的作业，喷枪能够将液体油漆变成小水滴，随着空气均匀地喷射出来。向学生提问：喷枪是利用什么原理将液体变成小水滴再喷射出来的吗?二：讲授新课2.1理想流体向学生讲解：气体和液体统称为流体，其主要特点是具有连续性和流动性，最常见的流体是水和空气。向学生提问，流体在各处的流速是否相同？展示河流图片，分析表面层和河流底部流速之间的关系，学生发现河流表面流速较大，但是由于粘滞力的作用，流体底部的流速会较小一些。提问学生：当流体受到的压力发生变化时，其体积和密度是否会随之发生变化？展示压缩气球的实验，向学生讲解：流体具有可压缩性，不同的流体压缩的难易不同，液体不易被压缩，如每增加1个大气压，水的体积只减小约两万分之一，气体容易被压缩，由于很容易流动，很多情形中各处的密度差异不大。向学生讲解，平时为了掌握流体运动的基本规律，需简化问题，建立理想模型。我们把不可压缩的、没有黏滞性的流体称为理想流体。和质点、点电荷进行比较，说明他们都是一种理想化的模型。2.2流体的连续性原理在学生认识了理想流体之后，给出一个模型，在一根管道中一端较细，一端较粗，如果有流体从中通过，向学生提问：在单位时间内，管道A和B中流出的流量是否相同？向学生讲解，在单位时间内，从截面A流入的流体体积一定与从截面B流出的流体体积相等。即在理想流体的稳流中，单位时间内流过同一管道的任一截面的流体的体积相等，这个结论称为流体的连续性原理。例如在图中，设v1、v2分别是流体流经A和B时的速度，在单位时间内，从截面A流入的流体体积为S1v1，从截面B流出的流体体积为S2v2，则有S进行例题讲解，给出例题：在一粗细不均匀的管道中，测得水在直径为d1=20cm的截面处的流速v1=25cm/s，问水在直径为d2=10cm的截面处的流速是多少?水在管中的流量是多大?此水管以这样的流量一天要流多少立方米的水?进行分析：管道中流动的水可近似看作是稳流，已知流入和流出的管道直径和流入的流速，可根据流体的连续性原理求出水在直径为d2处的流速，通过该过程让学生进行解答，学生正确算出水管一天流出的体积约为6.78×102m3。2.3伯努利原理向学生提问：当流体静止时，同一深度处各个方向的压强大小相等。那么当流体在管道中开始流动时，各截面处的压强会发生变化吗?学生进行猜想：可能流速大的地方压强较小，进行讲解，要观察各个截面压强的变化情况，就要进行实验，如图所示是一根粗细不均匀的管道，其中通有固定流量的流体，A1处的截面积较大，A2处的截面积较小，通过一根细长的管子测量不同截面的压强，用管子内液面高度表示管道中压强的大小，可以发现A1处的压强大，而A2处的压强小。进行实验总结，通过上面的实验，我们知道，同一管道内的流体，截面积大的地方，压强大;截面积小的地方，压强小。由液体的连续性原理，我们知道截面积大的地方流速小，截面积小的地方流速大。综上我们得到:理想流体在同一水平管道内稳定流动时，在截面积大的地方，流速小，压强大;在截面积小的地方，流速大，压强小。向学生总结：这就是伯努利原理，即流速大的地方压强小。提问学生：伯努利原理在生活中有哪些应用和现象呢？利用伯努利原理我们可以做到不用泵抽取其他流体。如图所示,水平T形管插在盛水容器里,T形管两端的截面积远大于中间A处的截面积,管中的流体在外力的作用下从C向B流动。在A处,因截面积小,流体流速大,压强小。当A处的压强小于大气压时,容器中的水在大气压的作用下会被压入A处,被水平管中的流体带走,流体的这种作用称为抽吸作用。喷雾器也是运用了这个原理,将空气以很大的速度从喷嘴流出,使得喷嘴附近的压强小于大气压,于是将药液吸出,药液到达喷嘴附近时,被气流冲击,分散成雾状喷射出来。演示用出气筒吸住气球的实验：如图所示,用手托住一个乒乓球放在漏斗的大口端,从漏斗的小口端使劲吹气,同时松开托住乒乓球的手,会发现吹气时乒乓球并不会掉下去。无论漏斗是水平放置还是竖直放置,吹气时,乒乓球都不会从大口端掉落。根据伯努利原理,在气体中流速大的位置压强小。当从漏斗的小口端吹气时,漏斗大口端的气体流速大,压强小,在大气压的作用下,乒乓球被压在漏斗口而不掉下来。向学生提问：为什么会有这样的现象？学生经过思考后回答：是因为在吹气处气体的流速慢，压强较低，但是在乒乓球两端气体的流速较快，压强较高，因此产生了一个气压差，把乒乓球吸住了。三：课堂小结1.总结什么是理想流体，具有连续性和流动性的流体统称为理想流体。2.流体具有连续性，单位时间内流过同一管道的任一截面的流体的体积相等。3.伯努利原理即为流速大的地方压强小，通过伯努利原理我们可以解释很多现象。四：课后练习１.某种理想液体充满了水平放置的管道并在其中稳定流动，粗处的直径是细处的3倍，已知细处的流速是9m/s，则粗处的流速为（）Ａ.81m/sＢ.9m/sＣ.1m/sＤ.18m/s2．关于理想液体流动的规律，下列理解最合理的是（）Ａ．水平管道中截面积大的地方