2018年人教版八年級物理下冊第4節(jié)流體壓強與流速的關系教學設計

1、教學設計第4節(jié)流體壓強與流速的關系整體設計本節(jié)內(nèi)容介紹了具有流動性的氣體和液體的壓強與流速的關系，是屬于流體動力學的知識，該知識在日常生活和生產(chǎn)中有較廣泛的應用。教材先通過實驗得出流體壓強與流速的關系，然后又通過實驗并結合飛機機翼的橫截面圖分析飛機機翼產(chǎn)生升力的原因。流體壓強與流速的關系這一知識點的內(nèi)容較為抽象，我們一般不易看見，所以對于初中生學習起來就更為困難。在本節(jié)課的教學過程中可適當讓學生動手做些實驗，來觀察流體運動而產(chǎn)生的一些現(xiàn)象，這樣更有助于學生對這一知識的理解。為了讓學生自然輕松地得出“氣體壓強與流速的關系”，通過設計一些小實驗，讓學生歸納總結。然后回過頭來再讓學生設計實驗解釋生活

2、現(xiàn)象，體現(xiàn)出從生活走向物理，從物理走向生活的學習理念。因此這堂課的主導思想以學生分組合作f自主設計實驗f觀察解釋的流程進行教學，從真正意義上把課堂交給學生，學生自主探究學習，相互協(xié)作，在實驗過程中體會科學態(tài)度和探索精神，在體驗的過程中完成本節(jié)的三維教學目標?，F(xiàn)實生活中有關現(xiàn)象和應用，學生可能想不到，可以以練習的形式給出，讓學生去分析。飛機升力的獲得也是探究實驗結論的應用，機翼模型的制作可以留作課下作業(yè)，制作竹蜻蜓或飛來飛去器，學生可能更感興趣。為了使學生的學習得到進一步升華，在最后的創(chuàng)造活動中，通過閱讀步步深入，引導學生利用“機翼”進行逆向思維的方法，解決生活中的實際問題。整個課堂教學過程要求

3、氣氛寬松，師生交流互動融洽，讓學生通過有趣的活動，在“玩”中學到知識。三維目標知識與技能1了解流體的壓強與流速的關系；2了解飛機的升力是怎樣產(chǎn)生的；3了解生活中跟流體的壓強與流速相關的現(xiàn)象。過程與方法1通過觀察與探究，認識流體的壓強與流速的關系；2體驗由氣體壓強差異產(chǎn)生的力；3嘗試用流體壓強與流速關系的知識去解決一些實際問題。情感、態(tài)度與價值觀初步領略由氣體壓強差異產(chǎn)生現(xiàn)象的奧妙，獲得對科學的熱愛和親近感。教學重點通過探究得到流體壓強與流速的關系并解釋相關的現(xiàn)象。教學難點利用流體壓強與流速的關系分析生活中的實例。課時安排1課時學準備漏斗、乒乓球、兩張16開的白紙、一張5cm寬，20cm長的白紙

4、條、一枚一角的鋁質(zhì)硬幣、一把學生尺、小木條兩根、飲料吸管一支、大號注射器一個、水槽一個、兩只塑料小船、一杯水、一根中間切開（未斷）折成直角的飲料吸管、模型飛機、自制的課件等。教學過程導入新課故事情景導入故事情景1：1912年秋，當時世界上最大的輪船之一“奧林匹克”號郵輪，以25km/h的速度在海上航行時，英國鐵甲巡洋艦“霍克”號以34km/h的速度沿著與它的航線幾乎平行的方向疾駛著，兩船橫向距離很小，只有不足100m，當“霍克”號剛剛追上“奧林匹克”號，船首與郵輪的船尾并列后，巡洋艦好像突然被一只看不見的巨手推動，不再順從舵手的操縱，竟自動扭轉(zhuǎn)船頭，幾乎筆直地向郵輪沖去，隨著“咔嚓”一聲巨響，

5、“奧林匹克”號的右舷撞了一個大洞。這是當時發(fā)生的奇怪的海上事故，很長一段時間無人能解釋。同學們，你們想知道這里的原因嗎？思考交流討論：為什么行駛的兩只船不能平行行駛且彼此靠得太近？故事情景2：1905年冬天的一個早晨，俄國沙皇派往西伯利亞的一位欽差大臣，將要乘火車經(jīng)過一個名叫鄂洛多克的小站。站長沃爾倫斯基，一大早就讓部下把車站打掃得干干凈凈，身著筆挺的新制服，率領全站職工，手捧花束，排列在鐵道兩旁，恭候欽差大臣的到來。不多久，列車在汽笛聲中風馳電掣般地沖進了由38名鐵路員工組成的“人巷”。離列車很近的人們剛要舉起手中的花束歡呼時，突然，所有的歡迎者都像是被人從背后猛推了一下，紛紛不由自主地向前

6、撲倒下去結果，這“魔鬼般的黑手”，造成了4人終身殘疾，而包括站長在內(nèi)的其余34人全都成了滾滾車輪下的冤魂！奇特的慘案發(fā)生后，地方法院開始調(diào)查案件真相。然而，機車狀況良好，司機和員工都沒有違章操作。反復調(diào)查毫無結果，法官只好在判決書上寫下了圣經(jīng)上的一句話：“每個人都是上帝的羔羊，遲早要回到上帝的跟前！”著名的俄國科學家齊秋奧爾科夫斯基知道這一“判決”結果后，哀嘆道：“可惜法官不懂伯努利定理”交流討論：那么這個幕后的兇手到底是誰？什么是伯努利定律呢？游戲活動導入在離桌邊23cm處放一鋁質(zhì)的硬幣，在硬幣前10cm左右放一高約為2cm的直尺或用鋼筆支起一個欄桿，在硬幣上方沿著與桌面平行的方向用力吹一口

7、氣，硬幣就可能跳過欄桿，比比看誰能使硬幣跳得最高。同時思考，向硬幣上方吹氣，硬幣反而可以向上跳過尺子，是什么力使得硬幣向上“跳”起來的？思考探究：1.怎樣吹硬幣才會跳起來？2.硬幣為什么會跳起來？3.怎樣才能使硬幣跳得更高？交流討論：硬幣與桌面間總有一定的縫隙，這樣硬幣的下方和上方都有空氣。沒有吹氣時，硬幣上面的空氣與下面的空氣可看做靜止，這時硬幣上面的空氣對硬幣向下的壓強等于下面的空氣產(chǎn)生的向上的壓強，硬幣受力平衡而靜止。當在硬幣上方沿著與桌面平行的方向吹氣時，硬幣上方氣體的流速大于下方氣體的流速。問題：是不是氣體的壓強與氣體的流速有關系？有什么樣的關系呢？帶著這些疑問，讓我們一起來走進流體

8、壓強與流速的關系，相信同學們學好了這些知識后一定會揭開謎底！推進新課一、流體壓強與流速的關系(1)提出問題：流體壓強與流速有什么關系？(2)猜想與假設：猜想1液體或氣體的流速越快，它的壓強就越大；猜想2液體或氣體的流速越快，它的壓強就越??；猜想3液體或氣體的流速越快，它的壓強不變。(3)制定計劃與設計實驗：利用提供的兩個乒乓球、紙條、兩張紙、塑料吸管、盛水的水槽、兩只紙船等器材，自主探究。實驗1紙條一端貼近下嘴唇，用力向紙條上方吹氣，觀察現(xiàn)象。實驗2用手握著兩張紙，讓紙自由下垂，在兩張紙的中間向下吹氣，觀察兩張紙怎樣運動。實驗3在倒置的漏斗里放一個乒乓球，用手指托住乒乓球，然后從漏斗口向下用力

9、吹氣，并將手指移開，觀察現(xiàn)象。實驗4兩個乒乓球用繩拴好，手提繩將兩個球平行放置，向兩個球中間用力吹氣，觀察現(xiàn)象。實驗5把一根長10cm左右的飲料吸管A插在盛水的杯子里，另一根吸管B的管口貼靠在A管的上端。往B中用力吹氣，觀察現(xiàn)象。實驗6事先折好的兩只小船放入盆中，用注射器向漂浮在水面上的兩只小船間噴水，觀察兩只船如何運動。教師提示：在做實驗時，同學們要注意觀察哪里的流體流速快，哪里的壓強大。引導學生分析這些實驗：實驗中的研究對象為什么會運動？（研究對象的兩面存在壓強差）什么原因造成了壓強差的存在？這些實驗共同說明了一個什么問題？（4）交流與合作：各小組把實驗方法、看到的實驗現(xiàn)象和對實驗的解釋及

10、結論說出來進行交流。（5）得出結論：在流體中，流速越大的位置壓強越小。（教學說明：提倡用身邊的物體進行實驗，也可以采用其他方法。小組之間可以放置不同的器材，進行不同的實驗，最后交流各自的實驗方法和現(xiàn)象，促進小組之間的合作。）演示實驗：（教室內(nèi)有條件的可以演示）輕輕捏著一個輕質(zhì)小勺的勺柄，能使小勺在手指間晃動自如，打開水龍頭，讓水穩(wěn)定地往下流，把勺子的凸面靠近水流，觀察現(xiàn)象。教師展示流體壓強與流速關系演示器。老師演示，學生認真觀察現(xiàn)象。問題：（如上圖）1當兩側的閥門都關閉時，這是什么裝置？當里面的水不流動時，有什么特點？2同一水平面上的A、B、C三點的壓強有什么關系？為什么？學生活動：回憶知識并

11、回答。兩側閥門都關閉時這是連通器，三個豎直管中的液面都相平，因為同一水平面上的A、B、C三點的深度都相同，所以壓強都相等。如右上圖所示，打開閥門讓水流入管徑粗細不同的透明塑料管，請注意觀察三支小豎管中水柱的高度。你觀察到什么？問題：1三個豎直管中的液面還相平嗎？2同一水平面上的A、B、C三點的壓強有什么關系？3A、B、C三處的水流速度相同嗎？有什么關系？4通過觀察，你能得到什么結論？學生活動：觀察現(xiàn)象，并回答。三個豎直管中的液面不再相平，依次降低。同一水平面上的A、B、C三點的深度發(fā)生了變化，壓強依次減小。由于A、B、C三段管子依次變細，所以三處的水流速度依次增大。引導學生分析流體壓強與流速的

12、關系，得出結論：在液體中，流速越大的位置壓強越小。歸納總結：在氣體和液體中，流速越大的位置壓強越小。學以致用1在火車站或地鐵站的站臺上，離站臺邊緣1m左右的地方標有一條安全線，為什么乘客必須站在安全線以外的地方候車？解釋：當人靠近高速行駛的列車時，會出現(xiàn)被吸入列車的現(xiàn)象，這是由于被列車帶動的空氣流速變大，壓強變小，使人的兩側存在壓強差造成的。所以乘客候車時，必須站在安全線以外，否則是非常危險的。2在航海中，船只在行駛過程中不允許兩船并肩前進，如果并肩行駛，會出現(xiàn)什么情況？并分析說明其原因。解釋：如果兩船并肩行駛會出現(xiàn)兩船逐漸靠攏而發(fā)生相碰事故。這是因為在流體中，流速大的位置壓強小。兩船并列航行

13、時，兩船之間的水相對船的流速大，壓強??；兩船外側的水流速小，壓強大，產(chǎn)生向內(nèi)的壓強差，而使它們逐漸靠攏。3杜甫在茅屋為秋風所破歌中寫道：“八月秋高風怒號，卷我屋上三重茅?！闭埬銖奈锢韺W的角度分析這兩句詩所描寫的物理現(xiàn)象。解釋：這是因為刮大風時，茅草上面的空氣流動快，茅草下面的空氣基本是靜止的。根據(jù)流體中，流速大的地方壓強小的原理，茅草上面的空氣壓強小，而下面的壓強大，對茅草產(chǎn)生了向上的升力使它飛走了。4你一定見過足球比賽的罰前場直接任意球。通常是防守方五六個球員在球門前組成一道“人墻”，擋住進球路線。進攻方的主罰隊員，起腳一記勁射，球繞過了“人墻”，眼看要偏離球門飛出，卻又沿弧線拐過彎來直入球

14、門，讓守門員措手不及，眼睜睜地看著球進了大門。這就是頗為神奇的“香蕉球”。請你解釋它的原因。解釋：由于氣體的流速越大，壓強越小。罰“香蕉球”的時候，足球一邊向前飛行一邊不斷地旋轉(zhuǎn)，兩側空氣的流動速度不一樣，它們對足球所產(chǎn)生的壓強也不一樣，于是，足球在空氣壓力的作用下，被迫向空氣流速大的一側轉(zhuǎn)彎了。交流討論：生活中你注意過以下現(xiàn)象嗎？1大巴車在行駛時，司機吸的煙會從側面打開的窗戶飄出窗外。2落有樹葉的馬路上，汽車快速駛過后可以看到樹葉、塵土被卷起。3居室前后兩面的窗子都打開著，過堂風吹過，居室側面擺放的衣柜的門被吹開了。4冬天，風越刮越大，帶煙囪的爐子里的火越著越旺，火苗越躥越高。二、飛機的升力

15、問題：我們經(jīng)常在電視上看到飛機起飛的畫面，可是，沉重的飛機并不是像鳥一樣扇動翅膀飛行的，它的“翅膀”不能扇動，是什么原因使飛機飛起來的呢？學生活動：用手將一張紙的下端靠近嘴唇，另一端自然下垂，用嘴對著紙的上方，用力水平吹氣，可以看到什么現(xiàn)象？可以看到紙在吹力的作用下向上翹，這是什么原因？引導學生分析：上方氣體流速大、壓強小，下方氣體流速小、壓強大，上下壓強差使紙片翹起來。教師補充：飛機升力的產(chǎn)生是否也是這樣？秘密在于機翼。飛機前進時，機翼與周圍的空氣發(fā)生相對運動，相當于有氣流迎面流過機翼。氣流被機翼分成上下兩部分，由于機翼橫截面的形狀上下不對稱，在相同時間內(nèi)，機翼上方氣流通過的路程較長，因而速

16、度較大，它對機翼的壓強較小；下方氣流通過的路程較短，因而速度較小，它對機翼的壓強較大。飛機的升力：由于機翼的形狀上凸下平，在空氣中運動時，飛機機翼上面氣流的速度大，氣體的壓強??；下面的氣流速度小，氣體的壓強大。流過機翼的上下表面的空氣流速不同而存在壓強差，產(chǎn)生了向上的升力。生活中還有很多這方面的應用。不僅飛機利用了升力，水翼船也利用了升力來減小船體的阻力，水翼船的下部，也有類似于飛機機翼的水翼，船在高速行駛時，水翼會獲得升力，使船體與水的接觸面積減小，從而減少水對船體的阻力，進一步提高船速。交流討論：據(jù)你的了解，以下各種飛行器，升空的原理是什么？觀察鳥類翅膀的形狀，解釋為什么鳥在空中展翅滑翔時

17、不會墜落下來。鳥翅如同機翼，鳥翅的上方是曲面，下方近似于平面，氣流通過上方的速度大于下方氣流的速度，因此上方的壓強小于下方的壓強，產(chǎn)生向上的升力，所以鳥在空中滑翔不會掉下來。同步訓練1如圖所示，一把太陽傘固定在地面上，一陣大風吹來，傘面被“吸”，嚴重變形。下列有關這一現(xiàn)象及其解釋，正確的是()。A.傘面被向下"吸”，傘上方的空氣流速大于下方B傘面被向上“吸”，傘上方的空氣流速大于下方C.傘面被向下“吸”，傘上方的空氣流速小于下方D傘面被向上“吸”，傘上方的空氣流速小于下方答案：B22019年5月22日，一場大規(guī)模龍卷風襲擊美國密蘇里州喬普林心臟地帶，造成上百人死亡，數(shù)百座房屋和大量車

18、輛被毀。龍卷風的實質(zhì)是高速旋轉(zhuǎn)的氣流，它能把地面上的物體或人畜“吸”起卷入空中(如圖所示)，龍卷風能“吸”起物體的主要原因是()。A.龍卷風使物體受到重力變小B龍卷風增大了空氣對物體的浮力C.龍卷風內(nèi)部的氣體流速大，壓強小D龍卷風產(chǎn)生了強大的靜電，將物體吸上天空答案：C3刮大風的天氣，我們在上學的路上如果迎風走路或騎車，一陣大風刮來時，我們無法用嘴或鼻子吸進空氣，但可以向外吐氣，當一陣風過去又恢復了正常呼吸，其原因是()。A.風大時，臉上空氣壓強變大，壓得人難以吸氣B風大時，臉上空氣壓強變小，使人難以吸氣C.與氣壓沒關系，是人缺乏鍛煉D風大時，臉前氣壓大，所以容易向外吐氣答案：B4為探究液體壓

19、強的規(guī)律，某中學課外學習小組的同學設計制作了如圖所示的裝置。他們首先向一個大水槽里灌滿水，水深為h=0.2m,此時水對水槽底部的壓強是Pa。然后松開鐵夾，水流入a、b兩管，穩(wěn)定后，a管中水面的高度為hi,b管中水面的高度為h2,則hih2(選填“>”“<”或“="，取g=10N/kg)。答案：2X103=5氣體的流速越大，壓強越小。下列現(xiàn)象的產(chǎn)生與此相關的是()。答案：A6李老師經(jīng)常引導學生利用身邊的生活用品做實驗，通過動手動腦，學習物理知識，揭示物理規(guī)律。下面圖的實驗中不是揭示流體壓強與流速關系的是()。答案：C規(guī)律總結：由于液體和氣體都具有流動性，它們的壓強還有一些相同的特點，比如在液體和氣體中向各個方向都有壓強等。還知道液體和氣體的壓強還與流速有關：流速越大的位置壓強越小，流速越小的位置壓強越大。正是利用了這個規(guī)律，飛機才獲得了向上的升力。分析流體現(xiàn)象的方法：先弄清流速關系，再分析壓強關系，最后得出可能發(fā)生的現(xiàn)象。流體流速變快的原因：(1)外力所致，如吹氣問題。(2)外力帶動，如火車的安全線問題。(3)一定的流體