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第 4 节 流体压强与流速的关系
【教学目标】
知识与技能
1.了解流体的压强与流速的关系
2.了解飞机的升力是怎样产生的
3.了解生活中跟流体的压强与流速相关的现象
过程与方法
1.通过观察,认识气体的压强跟流速有关的现象
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现象的奥秘,获得对科学的热爱、亲近感。
【教学重难点】
重点:
流体压强与流速的关系
难点:
能用流体压强与流速的关系简单解释生活中的一些现象。
【教学准备】
多媒体课件、机翼模型、飞机模型、横截面积不同的玻璃管、乒乓球、漏斗、小纸船、纸张、矿泉水瓶、
杯子等。
【教学过程】
(一)引入新课
让学生做两个“漏斗吹乒乓球”的小实验,把乒乓球放置于漏斗中间,一个朝上,一个朝下,往漏斗里吹气。
事先让同学猜想,球会不会被吹走,球会不会掉下来,然后实验。通过实验现象激发学生的好奇心和求知欲,
引入今天的课题“流体压强与流速的关系”。
(二)新课教学
1.提出问题:什么是流体?- 2 -
液体和气体都具有流动性,统称为流体。如:空气、水等。流体流动时的压强称作流体压强。
2.科学探究活动——研究流体压强与流速的关系
(1)提出问题
流体压强与流速有什么关系?
(2)猜想与假设
猜想 1:液体和气体流动越快,它的压强越大。
猜想 2:液体和气体流动越快,它的压强越小。
猜想 3:液体和气体流动越快,它的压强不变。
(3)设计实验并进行实验
下面请同学们拿出课前要大家准备好的东西:乒乓球、漏斗、小纸船、纸、杯子、矿泉水瓶等,按事先分好
的组进行实验。
①向两张自由下垂的纸中间吹气,会看见什么现象?
②杯子里放入乒乓球,往杯口水平吹气,能否让乒乓球在杯子之间跳跃,试试看。
③将事先折好的两只小船,放入脸盆内,然后用矿泉瓶当作水管向船中间的水域冲水,两船如何运动?
一组选其中一个实验探究,做完后可以探究其他实验。
比一比看谁的实验做得好
学生按照所设计的方案进行实验,教师巡视指导。
(4)交流与合作
请每小组派一个代表就刚才的实验,上来重新演示,说说观察到的实验现象,并发表一下自己的看法。
投影:
第一个实验的现象是纸向中间靠拢了。
根据学生的看法,引导学生讨论得出:这是因为不吹气时,纸张两侧的空气相对静止,致使空气对纸作用的
压强相同,气体压强不会引起纸张运动,而吹气时,纸张内侧空气流动快,压强变小,内外造成压强差,使两
张纸向中间靠拢。
结论:在气体中,流速较大的位置压强较小。
第二个实验的现象是乒乓球会跳出来,跳到另一个杯子。- 3 -
根据学生的看法,引导学生讨论得出:往杯口水平吹气,杯口空气流速大,压强小,杯子内的空气流速小,压
强大,内外压强差把乒乓球托出来。
结论:在气体中,流速较大的位置压强较小。
第三个实验的实验现象是分开的小船靠在了一起。
根据学生的看法,引导学生讨论得出这是因为冲水后,两船之间水流快,压强小,两船外侧水流慢,压强大,
因此船内外的压强差使两船向中间靠拢。
结论:在液体中,流速较大的位置压强较小。
总结:在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小。
3.演示实验:直观体现流体压强与流速的关系
①演示如图所示,引导学生观察玻璃管粗细和水柱的高低。
②投影:动画分析
③引导学生分析 A、B 管流速大小和 a、b 处的压强大小。
如图中所示的玻璃管,A 处的横截面比 B 处的大,在 A 和 B 处分别装有竖直玻璃管 a 和 b。当水在玻璃管中
流动时,可以看到 a 管中的液面比 b 管中的高,这说明 A 处的压强比 B 处的大,而在横截面较小的 B 处,水
流比较集中,水的流速显然比在 A 处的要大。这就是说:流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压
强较大。
4.联系生活实际:学生举例,并能用今天所学的知识解释现象。
例如:①“过堂风”会把居室侧面摆放的衣柜门吹开,这是为什么?
②为什么火车站台都有一条安全线,火车行驶时严禁人们进入安全线以内的区域?
③解释本节开头的“漏斗吹乒乓球”,球不走的实验。
5.飞机的升力
几十吨的飞机为什么能够在空中飞行呢?秘密在于机翼。
引导学生观看飞机起飞和飞机的机翼特点,思考以下几个问题:
1.飞机的机翼有什么特点?- 4 -
2.飞机飞行时升力是如何产生的?
演示飞机机翼上升,引导学生总结:
飞机的机翼通常都做成上凸下平的形状,其上方弯曲,下方近似于直线,因此,飞机飞行时,空气和机翼做相
对运动,由于机翼上方空气走过的路程较远,空气流动比下方要快,压强要小。与其相对,机翼下方空气流动
较慢,压强较大,上下的压力差使飞机产生一个向上的升力,并且,当飞机速度增大,升力也增大,当升力大
于飞机自重时,飞机便起飞了。
师:在生活中,不仅飞机利用了升力,水翼船也利用了升力来减小船体的阻力,水翼船的下部,也有类似于飞
机机翼的水翼,船在高速行驶时,水翼会获得升力,使船体与水的接触面积减小,从而减少水对船体的阻力,
进一步提高船速。
(三)课堂小结
通过本节课的学习你最大的收获是什么?
【板书设计】
第 4 节 流体压强与流速的关系
1.流体:具有流动性的液体和气体的统称。
2.流体压强与流速的关系:在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小。
3.飞机的升力
(1)机翼形状:上凸下平。
(2)产生原因:机翼上方空气流速快,压强小,机翼下方空气流速慢,压强大,机翼上下表面存在向上的压力
差。
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