四、流体压强与流速的关系优质课教案

《流体压强与流速的关系》教学设计

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、了解生活中和“流体的压强与流速关系”相关的现象。

4、学会通过实验的方法研究物理规律。

过程与方法：

1、通过观察，认识气体（或液体）的压强跟流速有关的现象。

2、通过探究实验体验由流体压强差异产生的力。

情感态度与价值观：

1、初步领略流体压强差异所产生现象的奥妙，获得对科学的热爱、亲近感。

2、培养学生团队精神和讨论交流的意识。

教学重点：

流体压强与流速的关系

教学难点：

“流体压强与流速的关系”在生活中的应用

教学资源：

教师用：课件、乒乓球、吹风机、洗衣机排水管、碎纸屑、烧杯。

学生用：白纸、透明胶带、水槽、矿泉水瓶、烧杯、水、吸管、漏斗、乒乓球、一次性纸杯。

教学流程：

实验引入→提出问题→做出猜想→实验探究→得出结论→再提出问题→实验探究→得出结论→解释现象→学生实验设计并展示→讲述应用→布置课后思考题

教学过程：

一、引入新课

师：先请班上肺活量最大的两个同学进行一场比赛：比一比看谁最会“吹”。如图，将漏斗口向上放置，漏斗口放一个乒乓球，将乒乓球吹得最高的获胜。

结果两个同学费了很大劲，乒乓球都没吹起来。

师：[引导]乒乓球为什么没被吹起来呢？我们分析看看，乒乓球在竖直方向除了受到重力以外，一定还受到一个向下的压力。未吹气时没有这个现象，当吹气之后才产生这种现象，同学们再猜想看，这个压力可能会跟什么有关系呢？再反过来吹会发生什么现象呢？

生：[猜想]可能压力与流体是否流动有关。

生：[猜想]可能压力与流速的大小有关。

师：很好，我们发现，流体在流动时才导致现象的产生，说明这个压力跟流体的流动有关，但是，流体的压强与流体流动速度可能存在什么关系呢？

生：猜想可归纳为：流速大压强大；流速大压强小；流体压强与流速无关，只与流体流动不流动有关。

师：[再引导]我们猜想这种关系无非存在两种情况：

一种是流体在流速大的地方压强大，在流速小的地方压强小；另一种是流体在流速大的地方压强反而小，在流速小的地方压强反而大。究竟哪一种猜想是正确的呢？下面我们将通过实验的方法进行探究。

二、进行科学探究

（1）制定计划与设计实验

方法：明确探究目的，给定一些器材，由学生选择并设计实验方案，经历实验的过程，来探究流体的流速与压强的关系。

师：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，一端带有注水容器的水管一根，装满水的水槽一个，

一杯水，一根中间切开（未断）折成直角的饮料吸管，两张较大纸、一张细纸条、一枚硬币等器材。请同学们做以下实验。【电子白板展示】

（2）分析与论证

方法：分析实验中观察到的物理现象，进行简单的推断，归纳出科学的规律。

师：你们的实验完成了吗？

生：已经完成了。

师：下面我们各组派一名代表在全班进行交流，把你所看到的，所想的说出来与大家交流，就按顺序来进行，好不好？声音要大些，那么，第一组开始吧。

学生回答的几个情况：

①我们这一小组选做的是（A）图所示实验，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，两个乒乓球互相靠近。可见，空气在流速大的地方压强较小。

②我们这一小组做的是（B）图所示实验，选择一端带有装水容器的水管一根，装满水的水槽一个，两只塑料小船，作为实验器材，用水管向漂浮在水面上的两只小船间喷注水流，可观察到两只船向中间靠近。可见，液体在流速大的地方压强较小。

③我们这一小组做的是（C）图所示实验，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：吹气切口处空气流速快，压力变小，大气压就会把水往上压。可见，液体在流速大的地方压强较小。

④我们这一小组（D）图所示实验，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向中间靠近。可见，空气在流速大的地方压强较小。

⑤我们这一小组做的是（E）图所示实验，选择在一张细纸条上面吹气，结果看到那张纸较低的一端从低处向高处飘起来。可见，空气在流速大的地方压强较小。

……

师：各小组都汇报得很好。都发现了压强大小与流速有关，并且得出了小组的结论。

教师引导学生归纳，得出结论：流体（液体或气体）在流速大的地方压强小，在流速小的地方压强大 师：下面用上述结论解释第一个“翻转漏斗吸住乒乓球”的实验。因为气流看不见，我图（1）

们采用CAI课件对实验现象进行分析[如图（1）所示]。

[演示CAI课件，教师引导并讲解] （3）评估、交流

师：我们一起对上述实验方案进行评估和交流。

①实验方法是否存在缺陷，是否需要改进；

如：（A）实验中，放在两根小木棒上的两个乒乓球吹气的实验，可以用两根较为光滑的筷子来代替两根小木棒上，可减小摩擦，使较果更明显，而且器材易找。

②是否还有其他实验方案也可以实现实验目的；

例：（B）实验中，如果没有一端带有注水容器的水管，可用图（2）所示的一支大号注射器代替注水。

（4）轮船为什么会相互吸引? 1912年秋，远洋货轮“奥林匹克”号在大海上航行着，同时在离它100m远处有一艘比它小得多的铁甲巡洋舰“豪克”号几乎跟它平行地疾驰着。当两艘船到了如图（6）甲所示的位置时，发生了一起意外的事情：小船好像是服从着一种不可见的力量，竟扭转船头朝着大船，并且不服从舵手操纵，几乎笔直地向大船冲来。“豪克”的船头撞在“奥林匹克”号的船舷上，以致“豪克”号把“奥林匹克”号的船舷撞了一个大洞[如图（6）乙所示]。

“豪克”舰

“奥林匹克”货轮

图（2）

甲

图（6）

乙

图（7）

师：问1：这种不可见的力量是怎么形成的？请同学们结合图（7）示意图，对上述海难做出解释。

问2：请解释：国际航海规则规定：“两艘轮船不能近距离同向航行”中的道理。

三、飞机升力的产生

师：几十吨的飞机为什么能腾空而起，播放短片【飞机发展史】

（1）飞机的机翼有何特点? （2）飞机飞行时机翼上下空气流速是否相同? （3）试分析机翼的升力又是怎样产生的[见图(3)]?

先由学生回答，再用CAI媒体展现图片，并引导学生总结：

师：机翼的形状有何特点？

生：机翼上方是弯曲的，机翼下方大致是平的。

师：其上下机翼表面空气流速会不会相同呢？

生：不会。

师：很好，飞机飞行时，机翼的形状决定了机翼上下表面流动的空气流速是不同的，右图（4）表示机翼周围空气的流向。

图（4）

图（3）

师：机翼的升力又是怎样产生的呢? 生：由于上方的空气要比下方空气行走的距离较长，机翼上方的空气流动比下方要快，压强变小；与其相对，机翼下方的空气流动较慢，压强较大，致使机翼上面比下面气流速度快。结果上面气流对机翼的压强比下面气流对机翼的压强小，这一压强差就是使飞机获得竖直向上的升力的原因[如图（5）所示]。

图（5）

师：[引导]综上所述，我们可以得出结论：机翼升力产生的原因：飞机飞行时，机翼上下方空气流动的快慢不同，机翼的上下方产生的压强差产生的] 四、“流体压强与流速关系”的应用。

（1）喷壶

教师没有平铺直叙地讲出喷壶的原理，而是通过提问引发学生思考，

教师：我这有一杯水，一根吸管，你有什么办法让吸管中的水面上升？

学生：可以把水吸上来。

教师：那么水为什么能被吸上来呢？

学生：用嘴吸的时候，管中气压减小，大气压就把水压上来了。

教师：那么能不能利用我们今天学习的规律让管中气压减小，管中水面上升

呢？小组讨论讨论，也可以用桌子上的仪器试一下。

学生通过学习这节课的新知识，知道用“吹”的办法可以加快空气的流速，减小压强，但开始有的用吹风机吹，有的用嘴直接吹，效果都不好，教师提示“要想办法集中气流”，于是就有学生想到用吸管吹，有的学生试着用桌上准备的尖形玻璃管吹，实验效果非常好，不仅把水吹了上来，还得到了意外的惊喜，在挡着水的白纸上得到喷雾的效果。喷壶就是利用这个原理制成的。

（2）赛车尾部安装的气流偏导器 （3）球类比赛中的“旋转球”

（4）铁路站台上的安全线

五、巩固练习

（一）、填空题

1．在气体和液体中，流速越大的位置压强越______，流速越方压强与越

______。

2．图1是机翼的模型，当飞机飞行时，迎面吹来的风被机翼分分，在相同时间内，机翼上方气流通过的路程_____，因而速度图1 小的地成两部_____，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_____。

（二）、选择题

4．如图2所示，向两张纸的中间吹气，发生的现象

是[

] 图2

A.纸向两边分开

B.纸向中间靠拢

C.保持原来位置不动

D.都有可能

5．在靠近桌面边沿的地方放一枚硬币，在硬币前架一个约2 cm高的栏杆，在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气，硬币就能跳过栏杆，这是因为[

] A.硬币下方的压强比上方的压强大

B.硬币后面的压强比前面的压强大

C.硬币后面的压力比前面的压力大

D.硬币下方的空气密度比上方的大

（三）、简答题

6．乒乓球前进过程中由于不同的旋转方向会沿径迹运动.运动员用三种不同的击球方法把乒乓请判断，图3中1、2、3三条径迹哪一种是上旋沿逆时针方向旋转）的、下旋球（图中沿顺时针转）的、不旋球的。说明你为什么认为上旋球应你所选的径迹运动。

图3 不同的球击出，球（图中方向旋该沿着

六、教学流程

开

始

设境质疑

引出课题

直观判断实验的真伪

验证实验的真伪

分析原因，得出规律

飞机升力的产生

自主探究

课前回顾、巩固知识

注：流程图所用标记的含义：

教师活动

电教媒体应用

学生活动

相关说明

设置学生比赛

教师实验演示

猜想环节的设置

分组探究实验

实验揭密

画图说明

分析其它实验，得出结论

飞机发展史

承上启下

类比实验

讨论概括

视频解析

知识拓展，开放实验

其它应用

举例说明

图片展示

小结

知识总结

谈收获

结束

七、教学过程

教师活动

学生活动

媒体或资源应用

设计意图

一、创境设疑，引出课题

设置比赛:比赛要求是漏斗口朝上，乒乓球装在里面，竖直向上吹，看谁把乒乓球吹得最高？

请同学再观察，把漏斗倒置过来，将乒乓球放在漏斗底，如果向下吹气，会有什么现象呢？

这其中的奥秘到底是什么呢？通过今天的学习我们就能解释这其中的道理了。

三位同学上台前表演，

观察并回答看到的现象（乒乓球没有被吹起）

观察并回答看到的现象（乒乓球没有下落）

使用吹风机向下吹漏斗中的乒乓球

板书：流体压强与流速的关系

利用小实验设疑激趣，让学生通过“反常”的实验现象，产生疑问，激发学生的探索奥秘的激情.