人教版八年级物理下册9.4流体压强与流速的关系
流体压强与流速的关系 教材分析: 本节内容是在学习了液体压强和气体压强知识的基础上,了解液体压强、气体压强与流速 的关系,以及它们在实际生产生活中的应用。 学情分析: 教学过程力求气氛宽松,师生互动融洽,让学生通过有趣的活动,在玩中学到知识。 教学目标 知识与技能 (1) 了解流体压强与流速的关系,并能用其解释某些生活现象。 (2) 了解飞机的升力是怎样产生的。 过程与方法 (1) 通过观察和实验,学会运用归纳、类比、逆向思维等研究方法,培养学生的观察和分析 概括信息的能力。 (2) 体验由气体压强差异产生的力。 情感、态度与价值观 领略气体压强差异所产生现象的奥妙,获得对科学的热爱和亲近感.培养学生敢于表达 自己的想法,随时关注周围的人和事以及有关现象。 重点和难点 重点:了解流体压强与流速的关系,并能解释生活现象。 难点:对流体压强与流速关系的探究活动。 教学准备 硬币、漏斗、乒乓球、吸管、纸、水槽、纸杯、纸船。 教学方法 小组合作实验探究、讨论交流等。 课时安排:1课时 教学过程 一、引入新课(5分钟)[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……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?什么是伯努利定律呢?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! 二、进行新课(30分钟) 那么什么是流体? 气体和液体都可以流动,我们把有流动性的气体和液体统称为流体。如:空气、水等。前面 我们已经学过液体内部的压强和大气压强,知道浸在液体和气体中的物体,各个方向都要受 到液体和气体对它的压强。那都是流体不流动时的压强。流体流动时的压强称作流体压强。 空气和水流动时有快有慢,那流速变化,流体压强是否变化,如何变化,下面我们来探究他 们之间的关系。 首先我们来探究流动的气体的压强与流速的关系。 (-)流体压强与流速的关系 课前同学们进行了硬币“跳高”比赛。现在请做得最好的同学上讲台表演。 学生表演,引导学生思考:是什么力使硬币向上“跳”起来? [提示]硬币向上“飞”的过程中,谁与硬币接触了?吹气造成了硬币的上下表面的气 体发生了什么变化?猜想硬币上下表面的压强如何变化才能使得它飞起来? 分析:在刚才的实验里,硬币向上“飞”的过程中,只有空气跟它接触,只能是空气给了硬 币向上的力。空气是怎么对硬币产生向上的力的? 硬币与桌面间总有一定的缝隙,这样硬币的下方和上方都有空气,没有吹气时,硬币上 面的空气对硬币向下的压强与下面的空气产生的向上的压强相等,这两个压强的作用效果互 相抵消。当在硬币上方沿着与桌面平行的方向吹气时,硬币上方气体的流速大于下方气体的 流速,请同学们思考并猜想:这时硬币上、下方的空气产生的压强大小关系怎样才能使硬币 跳起来?流动空气的压强跟流速有什么关系? 学生讨论,提出自己的猜想。教师把同学们不同的猜想板书在黑板上。 猜想与假设 猜想1:气体流动越快,它的压强越大。猜想2:气体流动越快,它的压强越小。 猜想3:气体流动越快,它的压强不变。猜想4: 到底流动的气体的压强与流速是不是有那样的关系呢?我们再做几个实验来探究并验证 同学们的猜想。请同学们先根据自己刚才的结论,先猜想会发生什么现象,再观察实验现象。 引导学生讨论、分析实验现象: [提示] 1、实验中的研究对象为什么会运动?(研究对象的两面存在压强差) 2、什么原因造成了压强差的存在?(研究对象两面空气的流速不同) 3、这些实验共同说明了一个什么问题? 由实验现象归纳出实验结论:在气体中,流速越大的位置压强越小。 其实这个结论在液体中也是成立的。所以在气体和液体中,流速越大的位置压强越小。 学生解释刚才的实验现象。 示例: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,空气将纸张 压在了一起。 【其他生活中的现象】大风吹过走廊时,开着的门会怎么样,为什么?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? 一阵秋风吹过,地上的落叶像长了翅膀一样飞舞起来。冬天,风越刮越大,带烟囱的炉子里的火越烧越旺,火苗越蹿越高。 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。大海中航 行时,两艘船为何不能靠得太近?…… 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? (二)飞机的升力 生活中很多现象与流体压强有关,最重要的应用之一就是飞机。几十吨重的飞机为什么能腾 空而起?秘密在于机翼。你观察过飞机的机翼吗?它的截面是什么形状的? 机翼的形状起了很重要的作用。指导学生动手制作,教师检查完学生按要求制作完后,请学 生操作:把细绳拉平绷紧,用嘴对着“机翼”前端细绳的位置,用力水平吹气,可以看到机 翼在吹力的作用下向上翘起,这是什么原因? [提示]飞机机翼上凸下平,其上方弯曲,下方近似于直线。飞机飞行时,I 迎面吹来的风被机翼分成两部分,在相同的时间里机翼上方空气通过的路 程长,空气流动速度比下方要快,压强要小;机翼下方空气流动较慢,压: 强较大。因此在机翼上下表面由于空气流速不同存在压力差,这就产生了 二二“: 向上的升力。 三、巩固小结(3分钟) 从以上所有实验中我们可以得到什么结论? 气体和液体中,流速较大的位置,压强较小。 四、布置作业 1、实践活动:制作一个飞机模型,在操场上进行表演,比一比谁的模型飞机在空中飞行的时 间长。 2、有兴趣的同学可以查阅资料了解飞机的机翼有几种,它们的升力是如何产生的? 五、板书设计 第四节流体压强与流速的关系 2、飞机的升力 机翼上下表面由于空气流速不同存 1、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。 在压力差。 吹气。 流速小,压艮