第4节流体压强与流速的关系导学案导学案初中物理人教版八年级下册教学资源2

1第4节流体压强与流速的关系课题流体压强与流速的关系课型新授课教学目标知识与技能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.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.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.教学课时1课时课前预习1.物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体.2.在流体中，流速越大的地方压强越小.3.飞机机翼的形状特征是：底平上凸.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.新课导入师：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《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”.2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：流体:液体和气体都具有流动性,统称为流体.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)；图甲图乙图丙图丁小组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：A3进行新课知识点2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）甲乙答案：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.进行新课例题2（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（）ABCD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：A4教学板书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.教材习题解答想想做做（P44）如图9.4-1，在离桌边20~30cm的地方放一枚铝质硬币，在硬币前10cm左右放置一个高度约2cm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.是什么力使得硬币向上“跳”起来了？解答：由于吹气，硬币上面的空气的流速大，压强变小了，于是下面空气把硬币托起来.想想做做（P45）把纸按图9.4-3甲的尺寸剪下，折成图9.4-3乙的形状，并用小段胶带固定，这就是飞机机翼的模型.MN是固定在“机翼”前端的细线.把细线拉平绷紧，用嘴对着“机翼”前端细线的位置用力沿水平方向吹气，可以看到“机翼”在气流的作用下向上翘起.这是什么原因？解答：如图所示，迎面吹来的风被机翼分成上下两部分，由于机翼横截面的形状上下不对称，在相同时间内，机翼上方气流通过的路程较长，因而速度较大，它对机翼的压强较小；下方气流通过的路程较短，因而速度较小，它对机翼的压强较大.因此在机翼的上下表面产生了压强差，这就是向上的升力.动手动脑学物理（P46）1.如图9.4-6，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.知识拓展：飞机的升力与飞机的动力是同一个力吗？飞机的升力来自于机翼上、下两表面的压力差；飞机发动机产生的力能使飞机运动，但不能够使飞机上升，故不是同一个力.两者不能混淆.对球类比赛中的弧线球的解释——由于球的高速转动，导致向前飞行的球的两侧空气流速不同，从而产生侧向的空气压力差，使球改变运动方向，让对手难以防守.如图所示的上旋转：当乒乓球本身上旋飞行时，同时带着球体周围的空气一起旋转，但是由于球体上沿周围空气旋转方向和迎面气流方向相反，因而受到阻力，导致其流速降低，而球体下沿的气流与迎面气流方向相同，因而流速加快.最后的结果是，本来球体上下沿的气压相等，现在变成了上沿因流速减小气压增大，而下沿流速增大气压减小.这样，由于球体受空气压力不平衡，总的合力方向是向下的，球的下落速度加快.因此，在相同的条件下，上旋球的飞行弧线比不转球的飞行弧线要低、要短.5教材习题解答2.风沿着窗外的墙面吹过时，窗口悬挂的窗帘会飘向窗外；居室前后两面的窗户都打开时，“过堂风”会把居室侧面摆放的衣柜门吹开.请解释以上现象的原因.3.据说1912年秋天，当时世界上最大的轮船之一——奥林匹克号在海上全速前进，另一艘比它小得多的霍克号军舰，沿着与它的航线几乎平行的方向疾驶，两船最初相距100m左右，随后相互靠近.一件令人吃惊的事发生了：霍克号突然偏离了自己的航道，向奥林匹克号直接冲过来.最后，两船剧烈相撞，霍克号把奥林匹克撞出了一个大洞.请你用所学的物理知识解释这一事故发生的原因.4.如图9.4-7，把长20cm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.往B管中吹气，可以看到A管中的水面上升，这是什么原因？如果用力吹气，A管中的水将从管口流出，想一想，这个现象有什么实用价值？1.解答：当火车驶过来带动着它周围的气体以很大的速度向前流动.人此时若站在安全线以内，则人身前和身后的气体流速不等，造成前后的气体压强也不相等，身后的气压大，身前的气压小，压强差就会推动人向前与运动着的火车靠拢，从而引发危险.2.解答：因为当风吹过居室时，衣柜外气体的流速大于衣柜内气体的流速，所以衣柜外气体的压强小于衣柜内气体的压强，向外的压强差就会将衣柜门推开.3.解答：两船靠近时，中间水的流速比船外侧水的流速大，中间水的压强小，两船在外侧与中间水的压强差的作用下，就会互相靠拢，所以两船相撞.4.解答：当空气从B管小孔迅速流出，B管小孔附近空气的流速较大，使压强减小，小于容器中的水面上方的空气压强，压强差使水沿着A管上升.从管口流出后，受气流的冲击，被喷成雾状.家用喷雾器就是根据这个原理制成的，实验室的流水抽气机也是根据这个原理来抽气减压的.难题解答例题3如图所示，在一段输液管粗细不同的部位，分别插入两根相同的口服吸管（图中a、b处），用注满水的大注射器通过输液管向外注水（演示时整个装置内注满水）．图中a、b处喷出水的高度不同，该现象说明（）课外拓展：流量表示单位时间内通过某一横截面的流体的体积，用字母Q表示，定义式为Q=V/t.6难题解答A．a处水的流速大、压强小B．a处水的流速小、压强大C．b处水的流速大、压强大D．b处水的流速小、压强小解析:当用注满水的大注射器通过输液管向外注水时，底部横截面积越大，水流速越慢，产生的压强越大，水的高度越大，所以b处压强小，水的高度低，a处压强大，水的高度高．答案：B布置作业：教师引导学生课后完成本课时对应练习，并提醒学生预习下一课时的内容。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，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.教学过程中老师的疑问：教师点评和总结：