1、1第九章 压强第四节 流体压强与流速的关系1 课时 新授课单位：市中区龙子心中学 姓名：沈加飞使用日期： 2013 年 4 月 20 日【教学目标】知识与技能1、了解气体的压强与流速的关系。2、了解飞机升力是怎样形成的。3、了解生活中跟气体的压强和流速相关的现象。过程与方法1、通过观察，认识气体的压强跟流速相关的现象。2、体验由气体压强差异产生的力。情感、态度与价值观初步领略气体压强差异所产生的现象的奥妙，获得对科学的热爱和亲近感。【教学重难点】重点：气体、液体压强与流速的关系。难点：飞机的升力产生的原因。【教学准备】或【实验准备】纸船两只，水槽、注射器各一个，伯努利实验器材，飞机模型，落地电
2、扇一台。学生每人两张纸条，一只吸管。【教学过程】主 要 教 学 过 程教学内容 教师活动 学生活动【情景导入】：（根据实际情况，可由课件展示，或者教师口头叙述。 ）2新课导入：1905 年冬天的一个早晨，俄国沙皇派往西伯利亚的一位钦差大臣，将要乘火车经过一个名叫鄂洛多克的小站。站长沃尔伦斯基，一大早就让部下把车站打扫得干干净净，身着笔挺的新制服，率领全站职工，手捧花束，排列在铁道两旁，恭候钦差大臣的到来。 不多久，列车在汽笛声中风驰电掣般地冲进了由 38 名铁路员工组成的“人巷”。离列车很近的人们刚要举起手中的花束欢呼时，突然，所有的欢迎者都像是被人从背后猛推了一下，纷纷不由自主地向前仆倒下去
3、结果，这“魔鬼般的黑手”，造成了 4 人终身残疾，而包括站长在内的其余 34 人全都成了滚滚车轮下的冤魂！ 奇特的惨案发生后，地方法院开始调查案事件真相。然而，机车状况良好，司机和员工都没有违章操作。反复调查毫无结果，法官只好在判决书上写下了圣经上的一句话：“每个人都是上帝的羔羊，迟早要回到上帝的跟前！” 著名的俄国科学家齐秋奥尔科夫斯基知道这一“判决”结果后，哀叹道：“可惜法官不懂伯努利定理”。那么这个幕后的“黑手”到底是谁？什么是伯努利定理呢?带着这些疑问，让我们一起进入流体压强与流速的关系，相信同学们学好了这些知识后一定会揭开谜底！板书：流体压强与流速的关系（设计意图：悬疑事件的引入，定
4、下了本节课学生了解故事过程，思考提出的问题。3的最大“悬疑 ”， 由事件的悬疑造成知识的“悬疑”。从一开始便牢牢抓住学生的思维， 让学生迅速进入主题，为上好本节课打下良好的基础。 ）一、流体压强与流速的关系。提问：什么是流体？我们在第二、三节分别探究了液体和气体不流动时的压强特点，那么当这些液体和气体流动时，其内部压强又会有什么特点呢？在猜想之前，我们先来做一个实验，希望这个实验能有助于我们的猜想：【做一做】： 实验所用器材 一张薄纸条实验方法先让两张纸竖直下垂且相互平行放置，然后用嘴从中间竖直向下吹气吹气前现象吹气后现象可能的原因（引导学生利用力学的知识储备，尝试解释产生这些现象的原因，并大
5、胆进行猜想：流体流动后，其压强会怎样？）（设计意图：猜想不是空想，需要有相关的事实为依据。通过动手玩身 边的小东西，以 给学生提供猜想的依据。同时激 发学生的探究欲望，并通过实验培养学生善于从现象中发现问题，提学生在课本能很快找到答案：具有流动性的气体、液体统称为流体（如水、空气）。学生利用课前准备好的纸条，进行试验。能很清楚看到试验现象，并试着分析产生这种现象的原因？41、伯努利实验出质疑，解决问题和分析问题的能力。 ）我们的猜想是否正确呢？我们需要用实验验证。【实验验证】：伯努利实验（介绍伯努利实验的装置及实验方法，老师演示，学生认真观察现象。）提问：这个装置是我们学过的什么？当里面的水不
6、流动时，有什么特点？若里面的水发生流动，同学们猜一猜又会产生什么现象呢？提醒学生注意从这几方面来观察： 1、装置中流体流动时哪个位置的流速较大？2、这几个液柱的高度是否发生变化？液柱的高度的变化能说明什么问题？ 学生了解试验装置和试验方法。学生回答：连通器当连通器中水不流动时，各部分的液面是相同的。利用课件分析流体压强与流速的5在流体中，流速越大的位置压强越小；流速越小的位置，压强越大。2、火车站的安全线板书：在流体中，流速越大的位置压强越小；流速越小的位置，压强越大。（设计意图：通过课件，从力学理论的角度分析揭示我们所看到的现象。 证实流体压强与流速之间的关系，的确如同学 们的猜想和总结那样
7、。轻松解决本节课的重点内容。通过肯定和鼓励，增加学生继续学习的信心。 ）由此证明我们的猜想是正确的。实际上，这就是著名的伯努利定律，早在 200 多年以前，瑞士物理学家伯努利已经用上述装置验证了这个结论。那么前面发生在鄂洛多克车站的惨案的幕后黑手到底是谁呢？所以从此以后距站台边沿 1m 的位置画了一条黄线来警告乘客：不要越过此线，否则会有生命危险。所以我们以后在站台上候车时，不关系得出结论：在流体中，流速越大的位置压强越小；流速越小的位置，压强越大。学生经过讨论能很容易得出原因：火车高速运动时，人与火车之间的空气流速大，压强小；人外侧的空气流速小，压强大，因而对人体产生朝向火车的压强差，把人推
8、向火车，而产生了惨案。63、“奥林匹克”号惨案要越过安全线；或在铁路边玩耍时，不要靠近高速行驶的火车。（拨云见日，悬疑被揭开。激发了同学们强烈的探究欲望。同时照应前面的故事，也对学生进行了安全教育。）这种事故不仅在陆地上发生过，在水中也发生过：“奥林匹克”号惨案。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的100 米处，有一艘比它小得多的铁甲巡洋舰“豪克”号正在向前疾驶，两艘船似乎在比赛，彼此靠得较拢，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的，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
9、船舷上，撞出个大洞，酿成一件重大海难事故。 那么“奥林匹克”号惨案产生的原因是什么呢？【演示实验】：“奥林匹克”号惨案的原因：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。7二、飞机的升力如果你是一名海上警察，现在由你来制定水上交通规则，你认为应该加上一条什么规定？给大家一个惊喜，今天老师也带来了两架飞机（故意停顿）的模型。演示：飞机的起飞大家知道飞机起飞之前一定要在跑道上加速，那么在这里我们怎样让它飞起来了？。（请一位同学来协助老师一起完成实验）。用两架不同的飞机模型进行实验，产生了两种不同的现象，一架飞起来了，另一架并没有飞起来。为什么会
10、这样呢？请同学们在认真观察一下。（通过屏幕放大）很显然机翼是一个能飞起来，另一个不能飞来的关键所在。我们再来进一步分析一下：飞机前进时，机翼与周围的空气发生相对运动，相当于气流迎面流过机翼。气流被机翼分成上下两部分，由于机翼的形状不对称，在相同时间内，机翼上方的气流通过的路程较长，速度较大，对机翼上表面的压强较小；下方的船只航行时不能并列行使。学生观察后回答：机翼的形状不同。看书，思考并8气流通过的路程较短，速度较小，对机翼下表面的压强较小。这样，机翼上下表面就存在着压强差，因而也就有了压力差，这就是飞机能产生升力的原因。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
11、表面的空气流速不同而存在压强差，产生了向上的升力。（设计意图：物理与科技的紧密联系，揭示高科技产品的奥秘。通过动画 讲解和现场的模拟实验，特别 是两架飞机模型的 对比实验， 让学生切身体会飞机机翼升力的产生与机翼的形状有关，与流体的压强有关。）实际上飞机的产生，正是源自于人类对鸟类翅膀的深入研究。（观看翅膀与机翼对比图）这就是飞机能和小鸟一样飞起来的原因。其实我们需要向大自然学习的东西还有很多很多。聪明的动物灰雁巧胜大自然 讨论，了解机翼的形状，知道飞机升力产生的原意。解鸟类的翅膀和飞机机翼相同的地方，加深对知识点的理解。9灰雁是世界上体积最大的野鹅，现在它正在空中自由飞翔。 突然天气情况变得
12、很恶劣，高空中的空气流速很大，但非常不稳定，它需要降低高度以摆脱这种不利的状况。请同学们帮它想想办法，他怎样才能迅速的降低高度呢？ 我们看看这只灰雁会怎么做？它的身体翻转了 180 度，腹部朝上，背部朝下，就这样以一种怪异的姿态继续飞行，虽然看起来给人一种不可能的感觉，但灰雁的这种特技表演实际上是一种真实存在并且久经考验的方式。（设计意图：感悟大自然的神奇与奥妙。通过情景介绍让同学们猜想灰雁解决问题的方法方式，与实际 的方法产生巨大的反差，增强学生强烈的学习欲望。 ）灰雁用它的智慧神奇地战胜了大自然，人类从大自然中也获得了许多启发： 同学讨论后回答。四、反馈练习见附件 1师巡视检查完成反馈练习
13、五、课堂小结： 本节课你有哪些收获？还有哪些疑惑?颗粒归仓学生讨论梳理10知识，交流收获和疑惑。六、课堂检测 教师巡视、讲评学以致用完成检测题、解答见附件 2七、布置作业 出示思考题题目 见附件 3 课后完成【板书设计】第四节 流体的压强与流速的关系1、流体压强与流速的关系：气体和液体中，流速越大的位置压强越小。2、飞机的升力：（1）机翼上方空气流速大，压强小。（2）机翼下方空气流速小，压强大。（3）机翼上下表面产生了压强差。【教学反思】流体压强与流速的关系是在学生学习压强，液体压强与大气压强度基础上展开的。本节知识是基于大学伯努利方程上而开展的针对初中生易于接受的一节课。这节课较为简单易于操
14、作且富有趣味性。教学中，先复习液体压强和大气压强的知识，告诉学生液体和气体能流动，统称为流体，并提出问题：流体流动时压强是否会发生变化呢？然后让学生进行“吹纸片”的实验，先猜测纸片会怎样？然后进行实验，发现纸片向中间靠拢，于是得出：流体流速大的地方压强小。让学生课后探究：吹的快慢不同时纸片靠拢的区别，纸张大小不同时的区别等。并引入了课本上没有的一个实验伯努利实验，学生能很直观的观察出水管细的地方，流速大，液面低，所以压强小，便于得出结论。在学生知道了物理原理后，适时的学习火车车站安全线的问题，使学生认识安全线的重要性，同时也对学生进行了安全教育。然后引导学生思考：直升飞机靠顶部的螺旋桨升空，固
15、定翼的飞机顶部没有螺旋桨，它又是怎样升空的呢？秘密在机翼上：空气对机翼向上和向下的压11强差。 而人们对飞机的制造得益于鸟类的翅膀。对灰雁的认识，使学生加深了对物理知识的理解。反思本节教学，也还有许多可以改进之处。在教授主要内容后，还可以再补充一些相关实验，如：用漏斗吹乒乓球的实验，用水管的水冲乒乓球的实验等，可更进一步启发学生思维，激发学生动手探究的欲望。 同时用来分析流体压强与流速关系应用的例子比较陈旧。如车站黄线，奥林匹克号轮船相撞。在给学生举例时，可加上一些更新的例子：汽车尾部的灰尘总会比车头的部分多，为什么工业的烟囱要设计为下粗上窄？这些例子如果应用到教学是十分好的例子。附件 1反馈
16、练习1、在气体和液体中，流速越大的位置压强越_，流速越小的地方压强与越 _。2、当飞机飞行时，迎面吹来的风被机翼分成两部分，在相同时间内，机翼上方气流通过的路程_，因而速度_，它对机翼的压强_；下方气流通过的路程_，因而速度_，它对机翼的压强_。3、在火车站和地铁站台上，都画有一条安全线，当火车快速开过时，人越过这条线就会有危险。这是因为，火车开动时，靠近火车的地方气体_，压强_，离站台远的地方气体_，压强 _，强大的气流会_。附件 2课堂检测1、如图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12猜想：草原犬鼠把其中
17、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?那样不就有了两个了望台了吗?你对此有何看法？2、相信大家都有过这样的经历：步行在雨中，我们会打一把伞一阵大风吹来，雨伞会被向上吸起来这是为什么呢？你能不能用今天所学的知识解释这个现象呢？附件 3作业思考题热水怎么上去的?有一种家庭使用的淋浴器，设备很简单，设计却很巧妙。 淋浴器有两个进水口，一个是冷水口，一个是热水口，冷水口直接与自来水管连接，热水口的管道很细，插在一壶热水里。使用的时候，拧开自来水龙头，热水居然会自动向上流，冷水热水混合以后，从喷头里喷出了适宜淋浴的温水。 使用过的人都要发问：“热水怎么自动升上去的?” 为了回答这个问题，先得看一看这种淋浴器的结构： 如图所示，冷水和热水是通过混合阀混合后变成温水的。那么混合阀是什么装置呢?13原来，混合阀像个三通管，冷水管比较粗，在汇合点附近突然变细。那么，为什么冷水流过这个混合阀时，热水就会自动上去跟冷水混合呢?
