流体流速与流体压强

PAGE1课题9.4流体流速与流体压强课时1授课时间2024年6月6日教学目标1．通过观察实验现象，分析归纳出“流体流速大的位置压强小”的结论；通过联系生活实际，举出实际生产和生活中与“流体流速大的位置压强小”这一结论有关的现象或应用；通过观察机翼模型，分析推理出飞机升力的原因是“流体流速大的位置压强小”。2．通过改变流体的流速，并运用转换法，了解相应的流体压强大小关系，对比分析，推理出流体压强与流速的关系；通过对比分析机翼上下表面的形状，推理出机翼上下表面流体流速和流体压强的差异，推理出飞机获得升力的原因。3.通过观看演示实验，猜想成因并做出假设，再通过设计实验、收集证据，进行解释与交流，从而实验探究出“流体流速大的位置压强小”。4．通过观察和讨论，体会物理知识、规律源于生活实际，并能为生活服务，树立勇于探究的科学态度。通过飞机升力原因等的分析讨论，体会科技在日常生活的应用。教学重点通过实验探究，初步了解流体的压强与流速的关系。教学难点启发学生自主设计实验方案，掌握改变流体流速的方法和巧妙地利用转换法判断流体压强大小关系；引导学生理解改变横截面积可以改变流体的流速；引导学生理解飞机机翼上下表面的流体流速不同；教学方法实验探究法：有效的创设情境，以问题为导向的启发式教学：以生活中的物体作为实验器材，创造探究情境，引导学生设计实验方案，经历探究过程；演示法；讲授法；演示法教学准备流速与压强教学器材硬币漏斗乒乓球白纸吸管玻璃杯注射器等教学流程教师活动学生活动反思改进一、新课引入二、教学过程三、教学练习四、课堂小结和布置作业同学们请看，这是乒乓球，通过漏斗对着乒乓球用力吹气，乒乓球会怎么样呢？（大多同学会猜想被吹跑）乒乓球竟然没有被吹跑，反而贴着漏斗口稳定旋转。为什么乒乓球没有被吹跑，反而贴着漏斗口稳定旋转？由此进入流体压强和流速的关系这节课的学习。（一）介绍流体的概念（由标题思考本节课的研究对象——流体；什么是流体)物理学中把液体和气体这样具有流动性的物体称为流体，比如空气和水。前面我们已经学习过液体内部的压强和大气压，为什么还要进一步学习呢？因为之前所学内容是空气和水在特殊情况，即静止时的压强规律，当液体和气体处于流动状态时，其压强又会怎样呢？（二）通过小实验提出问题拿两张纸，使其自由下垂，向纸中间吹气，请同学们猜想会出现什么现象。老师操作，请同学回答观察到的现象。老师再用更大的力吹气，请同学们回答观察到的现象。请同学们再尝试这个小实验。接下来分析实验，吹气使两张纸中间的空气流速加快，且吹气后纸并没有像原来一样自然下垂，而是向中间靠拢，（说明对于任意一张纸来说，两侧空气对其压力大小相等吗？——不相等；即存在着压力差，Q5压力差方向是？——向内；即两张纸内侧所受大气压力小于外侧所受大气压力，即内侧气压小于外侧气压；而且纸外侧气压吹气前后不变）两张纸内侧的气压是不变、还是变大、还是变小？——变小综上所述：吹气后，纸中间的空气流动速度变快；空气流速变快，气压减小。那么该结论具有具有普遍性吗？对于液体也有这样的规律吗？请同学们带着这个问题，自选器材，完成探究实验。在同学们自主探究之前，我们对演示的实验设计方案的关键点进行总结交流，做到举一反三。请思考以下问题①演示实验中的研究对象是哪种流体？②如何改变研究对象的流速③通过什么物体的相关现象判断研究对象压强的变化，体现了什么物理研究方法。（二）小组合作探究自选器材，教师指导，完成改进实验，使实验结论具有普遍性8个学习小组，开展组内合作，自选器材，思考实验方案，进行探究实验，教师发挥辅助作用，进行方法引导，分析实验现象，得出实验结论。1.拿一张纸条的一端，使另一端自然下垂，顺着纸条的上方吹气，观察现象；在纸条上方用更大的力吹气，再次观察现象。2.把乒乓球放置于漏斗里，从漏斗尖端朝下用力吹，松手观察现象；从漏斗尖端朝下，用更大力气吹气，再次松手观察现象。3.把乒乓球放置于玻璃杯里，用吸管在乒乓球上面用力吹气，观察现象；用吸管在乒乓球上方用更大力气吹气，再次观察现象。4.吸管对准瓶子的细玻璃管上端，用力吹气，观察管内液面如何变化；再次用更大的力吹气，观察现象。5.把乒乓球放置于水槽里，把水浇在乒乓球上，并左右移动水流，观察乒乓球的变化6.硬币前10厘米左右有2㎝厚的书本，在硬币上方沿水平方向用力吹一口气，观察硬币的变化；在硬币上方再次用更大力气吹气，再次观察；7把两个瓶盖放置于水槽里，用注射器在两个纸船间喷水，观察瓶盖的变化；用更大力推注射器，增大水流速度，观察瓶盖的变化；把折叠后的硬纸片立在桌上，在其下方吹气观察硬纸片的变化；用更大力吹气，再次观察硬纸片的变化。（三）小组展示实验方案、实验数据和结论选派1名同学代表，作为小记者采访实验小组，随机请4个实验小组展示实验现象，分析实验现象和得出的结论。采访结束，请主持人总结采访内容。（四）老师进行演示实验器材：流体压强与流速关系演示器介绍演示器的构造；指出阀门打开前水面相平，说明横管内液体压强相等。接下来打开阀门，探究流体压强与流速的关系；实验前，请同学们思考，水流经水平横管的粗中细三段时，流速相同吗？如果不相同哪一段的水流速度更快？请同学们分析原因并讨论，观看横截面积不同时，流速差异的相关视频。水平管内流体的压强变化情况及大小关系可以通过什么现象进行反映？接下来开始演示实验，打开阀门，请同学观察并陈述实验现象。水平横管内水流动起来后，各竖直玻璃管内水面均明显下降，且最细的水平横管相连的竖直玻璃管水面最低，对应管道内的流体压强最小；与最粗的水平横管相连的竖直玻璃管水面最高，对应管道内的流体压强最大，由此可知水平横管内的流体压强关系是：P细<P中<P粗请同学总结结论：水平管道的细管部分流速最大，流体压强最小；水平管道的粗管部分流速最大，流体压强最大；介绍演示器的构造；指出吹风前，U形管两侧液面相平，说明横管内气体压强相等。接下来用鼓风机从进风口吹气，探究流体压强与流速的关系；在上面实验的基础上，请同学们判断哪一段水平横管内的空气流动最快？水平管内流体的压强变化情况及大小关系可以通过什么现象进行反映？接下来开始演示实验，从进气口吹风，请同学观察现象，出现什么现象，原因是什么？请同学们讨论分析。各U形管均出现高度差，且与水平横管相连的u形管一侧水面升高，说明水平横管内的流体小于大气压，P细<p0，P中<p0，P粗<p0，且与最细的水平横管相连的U形管水面上升最多，与最粗的水平横管相连的U形管水面上升最少，由此可知P细<P中<P粗总结结论：流体流速大的地方压强小，流体流速小的地方压强大。【回顾导课实验】用漏斗对着乒乓球吹气，气流从乒乓球与漏斗内壁的间隙中流过，间隙中气流流速大压强小

，乒乓球外侧气流速度小压强大，乒乓球被压向漏斗。小组合作，理论联系实际，思考生活中哪些现象和应用可以用“流体流速大的地方压强小”来解释？二、飞机的升力问题：客机、战斗机、预警机、运输机、轰炸机等不同的机型，有的重达几十吨，为什么能在空中飞行？奥秘在哪里？先观看飞机模型的机翼，发现其特点是什么？——上凸下平的特点。飞机模型也具有机翼上凸下平的特点，同学们先来观看气流吹过机翼时，飞机模型会发生什么现象。观看之后，同学们一起根据提示思考原因。观察思考：（1）观察飞机的机翼截面形状发现，机翼上部和下部不对称，上表面______，下表面______；（2）飞机飞行时，空气相对飞机向后运动，气流被机翼分成上下两部分；稳定时，气流从机翼前端分开，同时到后端汇合，时间相同但路程不同，呈现出不同的流速，即机翼上方气流速度______，下方气流速度______。（3）根据流体流速大的位置压强______，机翼上下表面存在着______，因而存在压力差，使飞机获得向上的升力。1.如图所示，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2.下面四幅图片中，其中一幅用到的力学原理与其他三幅不同的是？3在火车站或地铁站，离站台边缘一定距离的地方标有一条安全线，人必须站在安全线以外的区域候车。请分析，为什么当列车驶过时，如果人站在安全线以内，即使与车辆保持一定的距离，也是非常危险的。同学自主进行课堂小结：1.流体在流速大的地方压强较小，在流速小的地方压强较大。2.机翼上下表面的压强差是产生升力的原因。课堂感悟：本节课我们通过大量实验得知：流体流速大的地方压强小；学习生活中我也有另一个类似的感悟，当我们行动起来，用心追求目标，忘我努力的时候，内心感受到的压力会比犹豫彷徨、停滞不前时小得多，行动起来是减压的良方。课后作业：A作业：完成练习案的基础题和强化题B作业：从生活走向物理，从物理走向社会。平顶山姚电公司是华中电网的主力火力发电企业之一，是中国第一座全部由\t"/item/%E5%B9%B3%E9%A1%B6%E5%B1%B1%E5%A7%9A%E5%AD%9F%E5%8F%91%E7%94%B5%E6%9C%89%E9%99%90%E8%B4%A3%E4%BB%BB%E5%85%AC%E5%8F%B8/_blank"亚临界参数机组装备起来的百万级火力发电企业，为经济发展和人民生活水平的提高提供了可靠的电力支撑和供热保障。

姚孟发电主动适应国家“3060”碳目标政策，以清洁能源开发为导向，在“十四五”期间，新能源装机规模达到现有火电装机水平，全力实现再造一个以新能源为主体的新姚电。如图所示是电厂的“大烟囱”和小烟囱，“大烟囱”实际不是烟囱而是水冷却塔，冷却塔是中间较细的双曲线形，烟囱是下粗上细结构，请同学们结合日常观察和本节课所学知识分析这样设计的原因。学生认真听讲，积极的举手，踊跃参与和发言认真观察器材，交流合作，使实验过程更加合理。小组讨论、交流。各抒己见，分析现象，归纳结论。学生兴趣浓厚，自信展示其他同学认真听他们的设计同学们认真思索实例和应用，并积极发言同学们根据提问内容认真思索，并积极发言第1题和第2题与学生互动，学生分析选择原因同学自主进行课堂小结激发兴趣，进入新课学习演示实验，启发学生思考流体压强与流体流速的关系，并引导学生学会掌握设计实验的关键思路学生自主选择器材，自主设计实验，归纳结论学生展示实验方案，锻炼学生的思维能力和表达能力教师用专门的器材探究流体压强和流体流速的关系，更直观和更精确，再次说明实验结论的普遍性呼应导课实验，解答疑惑理