人教版九年級物理教案第十四章第四節(jié) 流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系 教案

流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系【教學(xué)目標(biāo)】通過實(shí)驗(yàn)探究，初步了解流體的壓強(qiáng)與流速的關(guān)系。課程理念的滲透和學(xué)生個(gè)性的培養(yǎng)：通過參與從生活走向物理科學(xué)探究活動(dòng)，學(xué)習(xí)制訂簡單的科學(xué)探究計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)方案，觀察物理現(xiàn)象，能簡單描述所觀察物理現(xiàn)象的主要特征，歸納簡單的科學(xué)規(guī)律。讓學(xué)生真切地感受到科學(xué)的真實(shí)性，樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學(xué)道理，使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲，樂于參與觀察、實(shí)驗(yàn)等科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，初步體驗(yàn)探索問題時(shí)的喜悅，領(lǐng)略它的美妙與和諧。【教學(xué)方式】小組合作實(shí)驗(yàn)探究、班級師生交流?！窘虒W(xué)用具】1.教師用具教師自制的如圖（1）所示的演示器、漏斗、乒乓球、自制的CAI課件2.學(xué)生用具乒乓球兩個(gè)、小木條兩根、飲料吸管一支、大號注射器一支、水槽一個(gè)、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、兩張紙?！窘虒W(xué)過程】一、新課引入科學(xué)探究要素：提出問題并對問題的成因提出猜想學(xué)習(xí)方法：從實(shí)驗(yàn)觀察中發(fā)現(xiàn)與物理學(xué)有關(guān)的問題，嘗試根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對問題的成因提出猜想。圖1師：同學(xué)們，請先看一個(gè)實(shí)驗(yàn)，如圖1所示，我打開閥門A，關(guān)閉閥門B，讓紅色的水流入管徑粗細(xì)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？學(xué)生回答。師：請看如果我打開閥門B，可以看到什么現(xiàn)象？學(xué)生回答。師：這時(shí)請看三支小豎管中水柱的高度是否相同？學(xué)生回答。師：你看高度發(fā)現(xiàn)什么特點(diǎn)呢？學(xué)生回答。師：根據(jù)學(xué)過的連通器原理，當(dāng)水不流動(dòng)時(shí)，各容器的液面總保持相平。如今當(dāng)水流動(dòng)時(shí)，小管中水柱的高度卻不相同，說明水平管中的深度也就不相同。根據(jù)液體的壓強(qiáng)公式p=ρgh，也就是說各個(gè)粗細(xì)管中水的壓強(qiáng)就不相同。同學(xué)們猜一猜，想一想，這個(gè)不相同可能會(huì)跟什么有關(guān)系呢？學(xué)生回答。師：同學(xué)們，請繼續(xù)看另一個(gè)實(shí)驗(yàn)，如圖2所示，我把乒乓球放在伸平的手掌上，并把乒乓球放在翻轉(zhuǎn)的漏斗中，請看（說完，松開手掌），看到了什么現(xiàn)象？圖2學(xué)生回答。師：我用嘴通過漏斗向下吹氣，同時(shí)放開手。又看到了什么現(xiàn)象？學(xué)生回答。師：乒乓球?yàn)槭裁丛诼┒废路讲粫?huì)掉下來，我們分析看看，乒乓球能在漏斗下方不會(huì)掉下來，由物體的平衡條件可知，豎直方向除了受到重力以外，一定還受到一個(gè)向上的壓力。未吹氣時(shí)沒有這個(gè)現(xiàn)象，當(dāng)吹氣之后才產(chǎn)生這種現(xiàn)象，同學(xué)們再猜一猜，想一想，這個(gè)壓力可能會(huì)跟什么有關(guān)系呢？學(xué)生回答。師：吹氣就是氣體在流動(dòng)，那么你們認(rèn)為與氣體的流動(dòng)有關(guān)，是吧？學(xué)生回答。師：液體和氣體，它們一個(gè)共同的特點(diǎn)是：都具有流動(dòng)性，統(tǒng)稱為流體。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的共同之處是，流體在運(yùn)動(dòng)時(shí)才導(dǎo)致現(xiàn)象的產(chǎn)生。且我們已猜測流體流動(dòng)可能與流體的壓強(qiáng)存在有某種關(guān)系。那么，這可能是什么關(guān)系呢？學(xué)生回答。師：我們猜想這種關(guān)系無非存在兩種情況：一種是流體在流速大的地方壓強(qiáng)大，在流速小的地方壓強(qiáng)小；另一種是流體在流速大的地方壓強(qiáng)反而小，在流速小的地方壓強(qiáng)反而大。究竟哪一種猜想是正確的呢？下面我們將通過實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行探究。二、新課教學(xué)科學(xué)探究要素：制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方法：明確探究目的，給定一些器材，由學(xué)生選擇并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)的過程，來探究流體的流速與壓強(qiáng)的關(guān)系。師：好，我們今天就來研究流體的流動(dòng)速度與壓強(qiáng)的關(guān)系。同學(xué)們的桌子上有乒乓球兩個(gè)，小木條兩根，飲料吸管一支，大號注射器一支，裝滿水的水槽一個(gè)，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，兩張紙等器材。自由選擇器材，做一到二組實(shí)驗(yàn)。這里提示你們，我們可以用嘴吹氣產(chǎn)生氣流，用注射器噴射水產(chǎn)生水流，通過一些物體的運(yùn)動(dòng)狀況來分析判斷壓強(qiáng)大小的變化。這里提供幾個(gè)參考實(shí)驗(yàn)裝置，請看大屏幕，如圖3所示。同學(xué)也可以自己設(shè)計(jì)別的實(shí)驗(yàn)方案。圖3科學(xué)探究要素：進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)學(xué)習(xí)方法：通過觀察和實(shí)驗(yàn)，記錄有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。師：現(xiàn)在我們的研究活動(dòng)以小組進(jìn)行，請大家在小組內(nèi)積極地討論、研究方案，積極地用眼睛去觀察、用大腦去思考，并把你們發(fā)現(xiàn)的問題記錄下來，然后全班交流?？纯丛趯?shí)驗(yàn)中能發(fā)現(xiàn)些什么？集體的力量是巨大的，看看哪一小組做得最好？（學(xué)生開始實(shí)驗(yàn)、探究、討論，教師巡視各組的實(shí)驗(yàn)情況）科學(xué)探究要素：分析與論證學(xué)習(xí)方法：分析物理現(xiàn)象，進(jìn)行簡單的推斷，歸納出科學(xué)的規(guī)律。師：你們的實(shí)驗(yàn)完成了嗎？學(xué)生回答。師：下面我們進(jìn)行全班交流，把你所看到的，所想的說出來與大家交流，就按順序來進(jìn)行，好不好？聲音要大些，那么，第一組開始吧。估計(jì)學(xué)生會(huì)回答到的幾個(gè)情況：（1）我們這一小組選擇老師提供的實(shí)驗(yàn)裝置第三個(gè)圖，選擇用大號注射器一支，裝滿水的水槽一個(gè)，兩只塑料小船，作為實(shí)驗(yàn)器材，用注射器向漂浮在水面上的兩只小船間噴射水流，可觀察到兩只船向中間靠近。（2）我們這一小組選擇老師提供的實(shí)驗(yàn)裝置第一個(gè)圖，把兩個(gè)乒乓球放在兩根小木條上，相對靠近一些，用一支飲料吸管向它們中間吹氣，兩個(gè)乒乓球互相靠近。（3）我們這一小組選擇老師提供的實(shí)驗(yàn)裝置第二個(gè)圖，我們選擇在兩張紙中間吹氣，結(jié)果看到兩張紙不但沒有被吹開反而互向中間靠近。（4）我們這一小組選擇老師提供的實(shí)驗(yàn)裝置第四個(gè)圖，我們把一根中間切開（未斷）折成直角的飲料吸管，一端插入水中，向管中間吹氣，我們可看到水霧從切口處噴出。我們認(rèn)為管中間被我們吹氣，因此切口處壓力變小，底下的大氣壓就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)力把水往中間壓。因此，我們也認(rèn)為：流體在流速大的地方壓強(qiáng)反而小，在流速小的地方壓強(qiáng)反而大。……師：好，非常好！還有沒有不按照大屏幕上的實(shí)驗(yàn)方案，而設(shè)計(jì)其他實(shí)驗(yàn)方案呢？師：好，因氣流具有不可見性，并且流體不容易任意控制，我們結(jié)合同學(xué)分析的現(xiàn)象，采用CAI課件對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析。（操作CAI課件）師：綜上所述，我們可以得出結(jié)論：流體在流速大的地方壓強(qiáng)小，在流速小的地方壓強(qiáng)大?？茖W(xué)探究要素：評估、交流師：我們一起對上述實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評估和交流。第一、看看實(shí)驗(yàn)方法是否存在缺陷，是否需要改進(jìn)；第二、是否還有其他實(shí)驗(yàn)方案也可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；第三、利用其他比較簡單的實(shí)驗(yàn)器材是否也能說明問題等。并作為同學(xué)們的家庭作業(yè)。教學(xué)鏈接師：同學(xué)們想一想，我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)、生活中的哪些物理現(xiàn)象，能用我們實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論來解釋呢？并請同學(xué)們查閱相關(guān)網(wǎng)站、網(wǎng)頁，獲得有關(guān)的知識。1.飛機(jī)的飛行原理簡介2.模擬軍校/飛行指南，飛行物理學(xué)3.中國科普博覽/航空常識4.水翼船5.為什么水翼船的速度特別快？氣體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系【教學(xué)設(shè)計(jì)理念】1.本節(jié)知識技能要求是初步了解，所以大量的實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)象是學(xué)習(xí)成功的關(guān)鍵，課堂中我設(shè)計(jì)了十幾個(gè)實(shí)驗(yàn)和生活現(xiàn)象，使學(xué)生在“興中啟”、在“趣中探”，做到在興趣中尋找規(guī)律，理解規(guī)律。2.為了讓學(xué)生自然輕松地得出“氣體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系”的研究課題，我設(shè)計(jì)了7個(gè)小實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生歸納總結(jié)。然后回過頭來再讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)解釋生活現(xiàn)象，體現(xiàn)出從生活走向物理，從物理走向生活的學(xué)習(xí)理念。3.對“液體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系”這個(gè)知識點(diǎn)的處理，主要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，采用與氣體類比的方法，運(yùn)用“討論·實(shí)驗(yàn)·探究·創(chuàng)造·反思”五位一體的教學(xué)模式，以“提出問題—進(jìn)行類比—形成假說—實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)—得出結(jié)論—生活應(yīng)用”為主線的思維程序讓學(xué)生自己探究，利于培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力和歸納總結(jié)的能力。4.為了使學(xué)生的學(xué)習(xí)得到進(jìn)一步的升華，在最后的創(chuàng)造活動(dòng)中，先通過閱讀步步深入，引導(dǎo)學(xué)生利用“機(jī)翼”進(jìn)行逆向思維的創(chuàng)造方法，解決跑車“飄”起來的實(shí)際問題?！窘滩姆治觥俊窘虒W(xué)過程設(shè)計(jì)】一、情景引入課件展示三個(gè)生活情景1.一陣秋風(fēng)吹過，地上的落葉像長了翅膀一樣飛舞起來。2.冬天，風(fēng)越刮越大，帶煙囪的爐子里的火越著越旺，火苗越躥越高。3.居室前后兩面的窗子都打開著，過堂風(fēng)吹過，居室側(cè)面擺放的衣柜的門被吹開了。這些都是生活中司空見慣的生活現(xiàn)象，同學(xué)們思考過其中的奧妙嗎？科學(xué)往往就藏在我們身邊，今天這節(jié)課我們就要通過實(shí)驗(yàn)揭示這個(gè)小秘密。二、學(xué)生實(shí)驗(yàn)、確立研究課題（一）學(xué)生實(shí)驗(yàn)教師布置給學(xué)生以下七個(gè)實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生在15分鐘內(nèi)，選擇其中一部分，根據(jù)要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（選擇的實(shí)驗(yàn)越多越好），提醒學(xué)生注意認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。1.紙條一端貼近下嘴唇，用力向紙條上方吹氣，觀察現(xiàn)象（圖1）。圖12.將一張紙折成∩形（圖2）平放在桌子上，用力向∩形紙的下方與桌面之間的空間吹氣，觀察現(xiàn)象。

圖23.用手握著兩張紙，讓紙自由下垂，在兩張紙的中間向下吹氣（圖3），觀察兩張紙?jiān)鯓舆\(yùn)動(dòng)。圖34.在倒置的漏斗里放一個(gè)乒乓球，用手指托住乒乓球，然后從漏斗口向下用力吹氣（圖4），并將手指移開，觀察現(xiàn)象。圖45.兩個(gè)乒乓球用繩拴好，手提繩將兩個(gè)球平行放置，向兩個(gè)球中間用力吹氣，觀察現(xiàn)象。（圖5）

圖56.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。（圖6）圖67.輕輕捏著一個(gè)輕質(zhì)小勺的勺柄，能使小勺在手指間晃動(dòng)自如，打開水龍頭，讓水穩(wěn)定的往下流，把勺子的凸面靠近水流，觀察現(xiàn)象。（圖7）圖7（二）現(xiàn)象匯總實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，組織學(xué)生分組匯報(bào)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。引導(dǎo)學(xué)生分析這些實(shí)驗(yàn)：1.實(shí)驗(yàn)中的研究對象為什么會(huì)運(yùn)動(dòng)？（研究對象的兩面存在壓強(qiáng)差）2.什么原因造成了壓強(qiáng)差的存在？3.這些實(shí)驗(yàn)共同說明了一個(gè)什么問題？（三）確立課題、得出結(jié)論學(xué)生小組討論總結(jié)出：這些實(shí)驗(yàn)都是研究了氣體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象歸納出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在氣體中，流速越大的位置壓強(qiáng)越小。三、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、解釋現(xiàn)象放手讓學(xué)生運(yùn)用結(jié)論，利用身邊的器材再自行設(shè)計(jì)一兩個(gè)小實(shí)驗(yàn)。比如，“吹硬幣”、乒乓球被水流吸住、電吹風(fēng)向上對著乒乓球吹、越吹越不跑等實(shí)驗(yàn)。（這個(gè)實(shí)驗(yàn)也可演示，由學(xué)生解釋現(xiàn)象）實(shí)驗(yàn)后討論分析下列問題：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(biāo)有一條安全線，乘客必須站在安全線以外的地方候車，這是為什么？2.為什么風(fēng)暴常常會(huì)把房子的頂部掀掉？3.觀察課題引入的三個(gè)場景，解釋現(xiàn)象。四、應(yīng)用類比、深入課題利用類比的方法，把研究課題從“氣體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系”轉(zhuǎn)移到“液體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系”上來，引導(dǎo)學(xué)生沿著這樣一種思維程序進(jìn)行探究。甚至于思維程序的每一環(huán)節(jié)都可以引導(dǎo)學(xué)生自己得出。提出問題：氣體壓強(qiáng)和流速有這樣的關(guān)系，那么液體呢？進(jìn)行類比：氣體和液體有許多相似性，可以類比的猜想。形成假說：在液體中，流速越大的地方壓強(qiáng)越小。實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)：請同學(xué)們以小組為單位設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。比如兩只塑料泡沫小船并列放入水中，加快中間水的流速，觀察現(xiàn)象。得出結(jié)論：驗(yàn)證了假說的正確性。生活應(yīng)用：熱水器中冷熱水的混合（可以進(jìn)行課堂演示）。當(dāng)水平管中不斷有冷水通過時(shí)，管內(nèi)壓強(qiáng)減小，熱水會(huì)沿豎直管上升與橫管中的冷水混合。圖8五、拓展創(chuàng)造1.閱讀教科書80頁“飛機(jī)的升力”，根據(jù)圖制作的機(jī)翼模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。分析現(xiàn)象原因。2.與飛機(jī)的機(jī)翼相似，鳥的翅膀上方也呈弧形。由于鳥的翅膀的柔韌性好，它們拍動(dòng)翅膀時(shí)不僅產(chǎn)生升力，而且還會(huì)帶著鳥兒往前飛。3.像機(jī)翼、鳥的翅膀的這種形狀的應(yīng)用