第4节流体压强与流速的关系教案第4节流体压强与流速的关系初中物理人教版八年级下册教学资源

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【巩固复习】教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.【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】知识点1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知识点2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.知识点3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【教师结束语】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.好，谢谢大家！课后作业完成本课时对应练习.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，体现了中考的理念.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，从而激励同学们更加努力学习，发现大自然的知识奥秘.这样的教学设计关注了学生生活，从而体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的新课程理念.1.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.2.流体压强与流速的关系的应用：有利也有弊，有时加以利用，有时加以防止.3.升力的产生: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.4.升力的应用:灰雁巧妙避险、飞机的机翼、赛车尾翼板（导流板）、水翼艇等.