压强第4节流体压强与流速的关系【公开课教案】

第4节流体压强与流速的关系知识与技能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。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。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。三、板书设计第4节流体压强与流速的关系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2课时杠杆的类别与应用知识与技能1．知道杠杆种类及三种杠杆的特点；能从常见工具和简单机械中识别出杠杆并能进行分类。2．知道杠杆的平衡条件。3．会画力臂；能用杠杆平衡条件进行计算。过程与方法1．经历绘制杠杆示意图的过程，体会科学抽象的方法。2．练习使用杠杆，体会杠杆的作用，提高观察力、抽象概括能力。情感、态度与价值观1．关心生活、生产和自然现象中杠杆的使用，体验科学源自生活，提高对生活的关注和对科学的学习兴趣。2．乐于在周围生活中发现和分析各种杠杆，具有利用杠杆方便自己工作的意识。教学重点杠杆种类及特点，杠杆平衡条件的应用。教学难点画力臂，识别杠杆。教具准备筷子、镊子、多媒体课件等。一、情景引入我们先来听一个小故事：“只要您让我有一个地方站着，我就可以把地球推动起来。”古希腊物理学家阿基米德对国王说。“哈哈！你太会吹牛了！”国王大笑着说，“你先给我推动一样东西看看，看你讲的话怎么样！”当时，国王造了一只很大的船，可是没有办法推到水里去。即使把全城的人都集合起来，恐怕也不能推动。国王对阿基米德说：“那么，就请你来帮忙吧，把这条船推动到水里去吧，我的吹牛家！”阿基米德满口答应。他精心设计了一套复杂的杠杆和滑轮组合成的机械，末端留了一条拉绳，然后请国王来看表演。这一天，海边人山人海。那艘大船，长十几丈，高几层楼，确实是一个庞然大物。阿基米德将那一条小绳交给了国王，说：“请你拉一下吧，一切就都解决了。”国王半信半疑，手里拿着绳子，先看了看，然后轻轻一拉，奇迹出现了：大船移动起来，渐渐地向海里滑去，就像变魔术一样。国王瞪大了眼睛，张着嘴半天才说：“这，这是怎么回事，莫非有上帝在相助？”顿时，岸上爆发出一阵欢呼声。在这个小故事里，聪明的阿基米德巧妙地运用了杠杆，今天我们就来学习杠杆的应用。二、新课教学探究点：杠杆的类别及应用多媒体展示：跷跷板。从幼儿园放学后的小明、小伟和大勇正在玩跷跷板，他们三人一起站在跷跷板上，站在同一边的小明、小伟一下子将大勇翘了起来，大勇怎样才能将他们两人翘起来呢？大勇迅速滑向跷跷板的外端，也就是增加大勇的重力的力臂，这样大勇一个人就可以将他们两个人翘起来。对于大勇来说跷跷板这时候就是一个省力杠杆。那么小明、小伟怎样才能将大勇再次翘起来？坐在哪里才能使跷跷板平衡？他们可以像大勇一样，通过增加力臂的方法，滑向跷跷板的外端；还可以再加上一个人，通过三个人的力量将大勇翘起来。这时对于他们三人来说，跷跷板就是一个费力杠杆。通过上面的动画可知，杠杆可以分为省力杠杆、费力杠杆，另外还有一种等臂杠杆。下面请同学通过列举事例或实验说明日常生活中一些杠杆的作用，并加以区分。1．省力杠杆多媒体展示：压水机的手柄杠杆示意图。请同学们根据杠杆示意图发现它有什么特点？再根据杠杆平衡条件判断一下。归纳总结：省力杠杆：动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，省力但费距离。请同学们回答在日常生活中有哪些省力杠杆？多媒体展示省力杠杆如：铡刀(图甲)、瓶盖起子(图乙)、独轮车(图丙)。2．费力杠杆多媒体展示：铁锹挖土。请同学们根据杠杆示意图发现它们有什么特点？再根据杠杆平衡条件判断一下。归纳总结：费力杠杆：动力臂小于阻力臂，动力大于阻力，费力但省距离。请同学们回答在日常生活中有哪些费力杠杆？展示费力杠杆，如筷子、镊子等。筷子简介：筷子，被外国人誉为“东方的文明”。它的使用，标志着中华民族文明的进步。美国哈佛大学一位人类学家认为，中国最古老的筷子的出现，大约是在公元前1200多年以前，比西方人使用刀叉要早几百年。3．等臂杠杆多媒体展示：天平。特点：动力臂等于阻力臂，动力等于阻力。等臂杠杆最重要的应用是天平，天平是支点在中间的等臂杠杆。多媒体展示：人体内有许多骨骼、关节构成的杠杆。教师结合一些具体的动作(例如举、拿、抬、踢等)来讲解这些杠杆是如何工作的。三、板书设计第1节杠杆第2课时杠杆的类别与应用通过本节课的学习，使学生领悟到杠杆的理论知识来源于实践，反过来又指导实践；并且让他们知道杠杆在我国古代就有了许多巧妙应用，大约在三千多年前就有用来捣谷的舂，用来井上汲水的桔槔，还有能够做精确称量的天平和杆秤。这些在古书《墨经》中就有相关记载，同学们应该为祖国悠久的文化历史感到自豪。寽対尀専尃尅尌小部：尐尒尕尗尛尜尞尟尠尢部：尣尢尥尦尨尩尪尫尬尭尮尯尰尲尳尴尵巛部：巛巜巠巡巢巣巤匘工部：巪巬巭巯