1、第九章 第4节 流体压强与流速的关系教案（一）【教学目标】知识与技能1通过观察，认识流体压强与流速关系的相关现象，体验由流体压强差产生的力。2了解流体的压强与流速的关系，会用流体压强与流速的关系解释简单的物理现象。3知道飞机的升力是怎样产生的。过程与方法1通过观察，认识气体的压强跟流速有关的各种现象。2通过实验，体会并能够解释气体的压强跟流速有关的现象。3体验由气体压强差异产生的力。情感、态度与价值观1初步领略由于流体压强差异而产生的自然奥秘，引发对大自然的好奇心与求知欲。2培养学生交流讨论意识和协作精神。【教学重点】流体压强和流速的关系。【教学难点】利用流体压强与流速的关系分析生活中的实例。
2、【教具准备】硬币、漏斗、乒乓球、纸片、塑料吸管、飞机机翼模型、风扇、多媒体课件、小木条等。【教学过程】一、情景引入今天，我们先请四位同学来进行两项比赛。项目一：硬币“跳高”比赛。教师提问：是什么力使得硬币向上“跳”起来呢？项目二：“漏斗吹球”比赛。(比赛规则：用手掌托着乒乓球，把乒乓球放在翻转的漏斗中，用嘴通过漏斗向下吹气，同时放开手。看到了什么现象？)教师提问：乒乓球为什么在漏斗下方不会掉下来呢？教师讲述：让我们带着问题一起走进今天的物理课堂。二、新课教学探究点一：流体压强与流速的关系1制定计划与设计实验教师：物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。好，我们今天就来研究流体的流动速度与压
3、强的关系。同学们的桌子上有乒乓球两个，小木条两根，饮料吸管一支，大号注射器一支，装满水的水槽一个，两只塑料小船，一杯水，一根中间切开(未断)折成直角的饮料吸管，两张纸等器材。自由选择器材，做一到二组实验。提示可以用嘴吹气产生气流，用注射器喷射水产生水流，通过一些物体的运动状况来分析判断压强大小的变化。这里提供几个参考实验装置，请看大屏幕，如图所示。同学也可以自己设计别的实验方案。2进行实验与收集证据。教师：现在我们的研究活动以小组进行，请大家在小组内积极地讨论、研究方案，积极地用眼睛去观察、用大脑去思考，并把你们发现的问题记录下来，然后全班交流。看看在实验中能发现些什么？团队的力量是巨大的，看
4、看哪一小组做得最好？学生开始实验、探究、讨论，教师巡视各组的实验情况。3分析与论证。教师：下面进行全班交流，把学生们所看到的、所想到的说出来与大家交流。估计学生会回答到的几种情况：(1)我们这一小组选择老师提供的实验装置丙，选择用大号注射器一支，装满水的水槽一个，两只塑料小船，作为实验器材，用注射器向漂浮在水面上的两只小船间喷射水流，可观察到两只船向中间靠拢。(2)我们这一小组选择老师提供的实验装置甲，把两个乒乓球放在两根小木条上，相对靠近一些，用一支饮料吸管向它们中间吹气，两个乒乓球互相靠拢。(3)我们这一小组选择老师提供的实验装置乙，我们选择在两张纸中间吹气，结果看到两张纸不但没有被吹开反
5、而互相向中间靠近。(4)我们这一小组选择老师提供的实验装置丁，我们把一根中间切开(未断)折成直角的饮料吸管，一端插入水中，向管中吹气，我们可看到水雾从切口处喷出。我们认为管中被我们吹气，因此切口处压力变小，水面的大气压就会把水往管上面压。因此，我们认为：流体在流速大的地方压强小，在流速小的地方压强大。教师：好。因气流具有不可见性，并且流体不容易控制，我们结合同学们分析的现象，采用多媒体课件对实验现象进行分析。教师：综上所述，我们可以得出结论：流体在流速大的地方压强小，在流速小的地方压强大。多媒体展示：火车的安全线，龙卷风吹翻屋顶，汽车的“气流偏导器”。教师讲解：1在火车站或地铁站的站台上，离站
6、台边缘1m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撞事故。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。3杜甫在茅屋为秋风所破歌中写道：“八
7、月秋高风怒号，卷我屋上三重茅。”请你从物理学的角度分析这两句诗所描写的物理现象。解释：这是因为刮大风时，茅屋上面的空气流动快，茅屋里面的空气流速慢。根据流体中，流速大的地方压强小的原理，茅屋上面的空气压强小，而里面的压强大，对茅草产生向上的升力使它飞走了。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。探究点二：飞机的升力问题：我们经常在电视
8、上看到飞机起飞的画面，可是沉重的飞机不是像鸟一样扇动翅膀飞行的，它的“翅膀”不能扇动，是什么原因使得飞机飞起来的呢？学生活动：如图所示，取一个飞机机翼模型放在托盘测力计上，把电风扇置于模型的正前方，当电风扇通电运转时，观察测力计示数的变化。讲解：观察图，机翼的上方呈弧形，当气流从机翼经过时，上方的流速比下方大，根据流速与压强的关系，机翼上方的空气压强比下方处小，于是就产生了使机翼上升的力，这就是升力。学生看图：观察图，分析鸟类展开双翅，即使不扑打，也能在空中滑翔而不会跌下来的原因。分析：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
9、的压强，产生向上的升力，所以鸟在空中滑翔不会掉下来。介绍：水翼船的水翼的作用。【板书设计】第4节流体压强与流速的关系【教学反思】1课堂教学模式的转变，在这节课的设计上，我改变了以往的教学模式：由跟我学、跟我做的教师讲授型模式向我要学、我要做、我要说的学生探究型模式转变，整个课堂80%的时间是学生说、学生做。通过问题情景的层层深入，充分调动学生学习的积极性和协作学习的精神，使学生真正成为课堂的主人，教学气氛是开放的、合作的、创新的、平等的，让大家在轻松中学，在动态中学。2充分发挥多媒体课件的作用：机翼升力产生的原理，由于流体力学本身就比较抽象难以理解，光靠老师的讲解是远远不够的，通过课件形象生动
10、地展示出来流体流动的特点和作用在机翼上、下方的压力大小，让学生获得良好的感性认识，真正体会到神奇的升力。第九章 第4节 流体压强与流速的关系教案（二）课题流体压强与流速的关系设计思想本节教学本着“从生活走向物理，从物理走向社会”的原则，通过参与大量探究活动，观察物理现象，归纳出简单的科学规律。让学生真切地感受到科学的真实性，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，使学生产生强烈的求知欲，乐于参与实验探究活动，初步体验探索问题时的喜悦，领略其中的美妙与和谐。基本思路是：创设物理情景提出问题；实验探究解决问题；实际应用拓展问题。就简单的生活现象进行解释，解决引课中学生产生的疑惑，让学生感受到物理
11、就在我们的身边。学情分析学习本节课的是初二学生，他们已经具备了一定的提出问题、进行实验探究、解决问题的能力。在学完固体、液体和气体压强知识之后，还有一些物理现象是不能用静止的固体压强、液体压强和气体压强来进行解释的，而这些现象是生活中最常见的，部分演示实验是学生意料之外的；因而再一次引发学生的疑问，激起学生的求知欲望，从而引领学生走入流体压强与流速关系的学习。教材分析本节课为人教版教材第九章第4节的内容，是教材中压强部分的升华。流体的压强的规律，需要对前面受力分析、大气压强、液体压强的相关知识进行综合应用。本节内容与实际生活联系密切，真正体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的科学理念。本节课
12、涉及的内容的特点是探究活动多、生动有趣，所得规律应用性强。为了达到好的教学效果，必须调控好探究与讨论等几个主要教学环节，合理安排教学顺序。教学目标知识与技能1了解流体压强与流速的关系；2了解飞机的升力是怎样产生的； 3简单解释生活中跟流体的压强与流速相关的现象。过程与方法1通过实验体验流体压强与流速的关系，锻炼学生的观察能力、实验操作能力、总结归纳能力；2通过解释简单的相关现象，培养学生分析问题、解决问题以及语言表达能力。情感态度与价值观1经历“问题思考探究实验结论”的实践过程，提高学生的主动探究的意识；2在分析实验现象过程中培养学生严谨的科学态度；3初步领略流体压强差异所产生现象的奥秘，获得
13、对科学的热爱与亲近感，从而激发学生对物理学习的兴趣，并强化学生的安全意识。教学重点难点重点：通过实验体验流体压强与流速的关系，并能解释简单的相关现象；难点：运用流体的压强与流速的关系解释日常生活的现象，理解飞机升力产生的原因。教学方法讲授法、实验探究法、讨论法、观察对比法、演示实验法使用器材白纸、漏斗、乒乓球、水、1分硬币、笔芯、矿泉水瓶、笔杆、吸管、纸船、盆、带孔矿泉水瓶(或针管)、多媒体课时1课时教学过程设计教学环节教师活动学生活动设计意图一、引入新课故事引入历史上的撞船事件1912年秋天，“奥林匹克”号正在大海上航行，在距离这艘当时世界上最大远洋轮船的100米处，有一艘比它小得多的铁甲巡
14、洋舰“豪克”号正在向前疾驶，两艘船似乎在比赛，彼此靠的较近，平行着驶向前方。忽然，正在疾驶中的“豪克”号好像被大船吸引似地，一点也不服从舵手的操纵，竟一头向“奥林匹克”号闯去。最后，“豪克”号的船头撞在“奥林匹克”号的船舷上，撞出个大洞，酿成一件重大海难事故。问题：“豪克”号为什么会撞向“奥林匹克”号呢？蕴含着怎样的物理原理？让我们进入本节课的学习。思考从一个灾难性的历史故事入手，引起学生的兴趣。让学生感受到本节课的内容与生活息息相关。二、探究新知探究活动1：实验一：用一张长纸片放在嘴唇下用力持续吹气，会看到什么现象？实验二：用两张长纸片放在嘴唇两侧用力持续吹气，会看到什么现象？猜一猜：流动空
15、气的压强跟流速有什么关系？现象分析：空气流速越大的位置，压强越小探究活动2：(1)倒置的漏斗里放一个乒乓球，松手，观察现象；(2)在倒置的漏斗里放一个乒乓球，用手托住乒乓球。然后从漏斗管处向下吹气，再将手指移开，观察现象。空气流速越大的位置，压强越小观察现象，通过受力分析，归纳总结得出空气流速越大的位置压强越小。探究活动3：在倒置的漏斗里放一个乒乓球，用手托住乒乓球。然后从漏斗管处向下倒水，再将手指移开，观察现象。观察现象，归纳总结得出液体的流速越大的位置压强越小。一、流体的压强与流速的关系1流体：具有流动性的气体和液体统称为流体。2在气体和液体中，流速越大的位置，压强越小；流速越小的位置，压
16、强越大。(伯努利原理)介绍科学家伯努利。学生游戏：在离桌边 2030 cm 的地方放一枚铝质硬币，在硬币前 10 cm 左右放置一个高度约2 cm的木块，在硬币后放置一本与硬币厚度相当的笔记本。在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹 一口气，硬币就可能跳过木块。 比一比：谁的硬币跳的最高。试着分析其中的原因。实验分析：硬币上方空气流速大，上方压强小于硬币下方压强，硬币被空气托起来了。播放某日新闻：某日下午赛车带起井盖，造成国际赛车中断几个小时。你能解释出现这种现象的原因吗？同样的道理可以解释井盖被掀起来的现象。二、应用问题：飞机为什么能像鸟一样遨游天空?1飞机的升力机翼横截面的形状上、下不对称机
17、翼下上表面存在压强差，因而有压力差，使飞机获得竖直向上的升力。2喷雾器把一根中间切开(未断)折成直角的饮料吸管，一端插入水中，向管中用力持续吹气，会看到什么现象？分析其中的原因。3火车站与地铁站站台的安全线、安全门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，乘客必须站在安全线以外的地方候车，这是为什么呢？4航海规则规定两艘轮船不能近距离同向航行！播放模拟实验视频：相互靠近的小船自动靠近的小船为什么豪克号会撞向奥林匹克号呢？利用流体压强与流速关系，分析“豪克”号撞上“奥林匹克”号的原因。静止时流动时越狭窄的地方流体的速度越快水流过水管时流体每秒流经横截面积的流体体积相等，
18、所以，越狭窄的地方流体的流速越快。越狭窄的地方流体的速度越快两艘船内侧海水流速快压强小，外侧流速慢压强大，外侧水的压强大于内侧水的压强，让两艘船靠近。5汽车尾翼气流偏导器汽车在高速行驶时，气流偏导器上下方所受的压力差形成了一个向下的力，从而使汽车对地面的压力更大，摩擦力随之增大，提高了车轮的着地性能。 观察、交流、回答、总结实验、观察、思考、分析、总结总结思考、活动分析、讨论归纳、总结思考、分析、交流观察、思考、分析观察、思考、总结通过观察实验现象，进一步激发学生的兴趣。引导学生观察、思考，归纳总结出结论。通过两组实验对比，得出气体和液体的压强与流速间有共同的规律，引出流体的概念。学生通过教师
19、的“演示”实验和学生“动手”实验有机的结合，以及理论上的深入分析，对流体的压强与流速关系有深刻的理解。 学生通过亲自动手吹硬币的游戏，体会物理原理。通过对原理的分析，锻炼学生的分析能力。将该物理情景迁移到井盖飞起现象，逐步将物理知识应用到生活当中。利用所学物理原理，进一步与生活实际相结合，分析生活中的现象。让学生感受到学以致用的成就感，体会物理学习的价值。三、巩固练习1(1)在气体和液体中，流速越大的位置_。(2)飞机前进时，对机翼来说，上方空气流速_，压强_，而下面空气流速_，压强_，从而形成了压强_，产生了向上的升力。2我国铁路大提速后，站台上的乘客与列车间的空气流速和压强也发生了变化，为
20、了有效地防止安全事故的发生，站台的安全线距离由原来的1 m变为2 m。关于列车与乘客间空气流速及压强的变化，判断正确的是( )A空气流速变大，压强变小B空气流速变大，压强变大C空气流速变小，压强变大D空气流速变小，压强变小3刘星坐在汽车上，看到路旁的树木向后退去，他是以_为参照物的；汽车行驶过程中，开了车窗，小明看到车内悬挂的窗帘在_(填“车内”或“车外”)飘动；这是由于车外空气的流速大于车内，而使车内的气压_(填“大于”、“小于”或“等于”)车外的气压而造成的。思考、练习四、课堂小结一、基本知识1流体：具有流动性的气体和液体统称为流体。2在气体和液体中，流速越大的位置，压强越小；流速越小的位
21、置，压强越大。二、基本技能会应用流体压强和流速关系分析生活中的现象。三、基本方法：观察法、对比法、实验法思考、回答、交流学生通过课堂小结，使知识更具系统性。五、知识延展思考与应用：1地下通道内由于空气不流通常会有臭味出现。请同学们利用本节所学知识尝试设计出地下通道的改造方案。地下通道地下通道模型介绍某同学地下通道改造的专利方案。2非洲草原犬鼠洞穴有两个出口，一个是平的，另一个则是隆起的土堆。这是为什么呢？你能说出空气的流动方向吗？思考、练习创设问题情景，进一步应用所学为社会服务。充分体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的原则。六、布置作业阅读课本：P46 “扩展性实验”课本：P4647 动手
22、动脑学物理14板书设计流体压强与流速的关系一、流体的压强和流速的关系1流体：具有流动性的气体和液体统称为流体。2在气体和液体中，流速越大的位置，压强越小；流速越小的位置，压强越大。二、应用1飞机的升力2喷雾剂3安全黄线、安全门的设置4航海规则规定两艘轮船不能近距离同向航行！5汽车尾翼气流偏导器第4节 流体压强与流速的关系同步练习1如图941所示，两只纸船浮在水面上静止不动，用大注射器向两船之间的水面快速注水。两船将 ()图941A静止不动B向中间靠拢C向两侧分开 D向同侧偏移2火车站台上都设有安全线。火车进站时，人若越过安全线，有可能被吸进铁道，发生危险。为配合我国第六次铁路大提速，公安部交管
23、局再次发出公告，在火车站站台上候车的乘客应站在安全线外。从物理学的角度看，其原因是火车通过时，人体与车辆之间 ()A空气流速比外侧快，压强减小B空气流速比外侧快，压强增大C空气流速比外侧慢，压强减小D空气流速比外侧慢，压强增大 3将纸带弯折，使两端对齐，卷成U形，中间插一吸管，用拇指和食指将吸管和纸带夹住，然后向吸管内持续吹气，如图946所示，纸带的上下部分将 ()图946A相互靠近B相互远离C先相互远离，后相互靠近D既不相互靠近，又不相互远离4图947是飞机机翼的截面图，当飞机水平飞行时 ()图947A机翼下方空气速度大，压强小B机翼下方空气速度大，压强大C机翼上方空气速度大，压强大D机翼上
24、方空气速度大，压强小5 5月22日，一场大规模龙卷风袭击美国密苏里州乔普林心脏地带，造成上百人死亡，数百座房屋和大量车辆被毁。龙卷风的实质是高速旋转的气流，它能把地面上的物体或人畜“吸”起卷入空中(如图948所示)，龙卷风能“吸”起物体的主要原因是 ()图948A龙卷风使物体受到重力变小B龙卷风增大了空气对物体的浮力C龙卷风内部的气体流速大，压强小D龙卷风产生了强大的静电，将物体吸上天空6小明同学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，如图949所示，那么以下分析正确的是()图949A乒乓球不会下落，因为其上方气体流速增大，压强变大B乒乓球不会下落
25、，因为其上方气体流速增大，压强变小C乒乓球会下落，因为其上方气体流速增大，压强变大D乒乓球会下落，因为其上方气体流速增大，压强变小7 深圳地区经常会有台风(如图9410所示)，市政府要求居民将简易房的屋顶加固，对于这一要求，下列解释正确的是 ()图9410A屋顶上方空气的流速大于下方，屋顶被向下压垮B屋顶上方空气的流速大于下方，屋顶被向上掀起C屋顶上方空气的流速小于下方，屋顶被向下压垮D屋顶上方空气的流速小于下方，屋顶被向上掀起 8 如图9411所示，把长10 cm的左右的饮料吸管A插在盛水的杯子中，另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端，现往B管中吹气，由于气流影响，A管上端压强_(填“变大”或
26、“变小”)，A管中的水面_(填“上升”或“下降”)。 图94119刘星坐在汽车上，看到路旁的树木向后退去，他是以_为参照物的；汽车行驶过程中，开了车窗，小明看到车内悬挂的窗帘在_飘动(填“车内”或“车外”)，这是由于车外空气的流速大于车内，而使车内的气压_(填“大于”、“小于”或“等于”)车外的气压而造成的。10弧圈球是一种攻击力强、威力大的乒乓球进攻技术。图9412为某人某次拉出的弧圈球在空中高速旋转前进的示意图，此时球上方气体相对球上部流速小于下方气体相对球下部流速，以下说法正确的是 ()图9412A球在空中继续前进是受到惯性力的作用B球在空中前进时受平衡力作用 C球因高速旋转前进比不旋转
27、前进时会下落得慢D球因高速旋转前进比不旋转前进时会下落得快11如图9413所示，在水平桌面上，将一个磁卡平放在离桌边一定距离处，在磁卡上方沿着与桌面平行的方向吹气，磁卡居然“跳”了起来！为什么磁卡会“跳高”呢？请分析其中原因。图941312船在水中航行时，船体受到水的阻力较大，影响了航行速度。如图9414是一种水翼船，船体下安装了水翼。船在高速航行时，水面下的水翼会使船体抬高从而减小水对船体的阻力。请你判断水翼的形状应该是图中甲、乙的哪一个？并根据流体压强与流速的关系解释，当船在高速航行时，船体被抬高的原因。 图9414答案解析1B【解析】 两纸船间水流流速大，压强小，两纸船在外侧水压的作用下
28、，向中间靠拢。2A【解析】 由流体压强与流速的关系知，流体流速大的地方压强小。当火车通过时，人体与车辆之间的空气流速比外侧快，压强减小，外侧压强大于内侧压强，会使人向内侧运动，易造成伤害事故。3A【解析】 向吸管内持续吹气时，纸带之间气体流速大，纸带之间气压小于大气压，纸带的上下部分相互靠近。4D【解析】 当飞机水平飞行时，在相同时间内，流过机翼上方的气流通过的路程长，因而流速大，压强小；下方的气流通过的路程短，因而流速小，压强大。所以机翼上、下表面产生了一个向上的压强差。5C【解析】 龙卷风内部气体高速旋转，空气流速大，内部压强小，大气压会将很多物体压入龙卷风内部。6B7B【解析】 屋顶上凸
29、，在相同时间内，空气经过上方的路程长，速度大；经过下方的路程短，速度小。上方空气流速越大，压强越小；下方空气流速越小，压强越大，所以屋顶被向上掀起，故选B。8变小上升【解析】 现往B管中吹气，A管上方的空气流速变大，压强变小，A管下方的压强不变，A管中的水在外界大气压作用下被压上，所以A管中的水上升。9汽车车外大于10D【解析】 选项A，惯性是物体具有的一种性质，不能说成受到惯性力的作用。选项B，球在空中做曲线运动，属于非平衡状态，因此受非平衡力作用。选项C，球的上方空气流速小，压强大，因此球在向前运动过程中，除了受到重力之外，还受到一个向下的压力，这个压力将使得球比不旋转前进时下落得快。11根据流体压强与流速的关系，在磁卡上方沿着与桌面平行的方向吹气，磁卡上面的空气流速大，压强变得比下面小，于是磁卡上、下方所受的压力差给磁卡一个向上的升力，把磁卡托了起来。12甲。在流体中流速越大的位置，压强越小。当船在水中高速航行时，水翼上表面凸起，它与船体间的水流速度大，压强小；水翼下表面的水流速度小，压强大，因此在水翼的上下表面存在向上的压力(压强)差，所以船体被抬高了。
