流體壓強與流速的關(guān)系 (5)

1、第4節(jié) 流體壓強與流速的關(guān)系三維目標(biāo) 知識與技能 1了解流體的壓強與流速的關(guān)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(guān)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(guān)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(guān)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(lǐng)略由氣體壓強差異產(chǎn)生現(xiàn)象的奧妙，獲得對科學(xué)的熱愛和親近感。教學(xué)重點：通過探究得到流體壓強與流速的關(guān)系并解釋相關(guān)的現(xiàn)象。教學(xué)難點：利用流體壓強與流速的關(guān)系分析生活中的實例。課時安排： 1課時教學(xué)準(zhǔn)備 漏斗、乒乓球、兩張16開的白紙、一張5 cm寬，20 cm長的白紙條、一

2、枚一角的鋁質(zhì)硬幣、一把學(xué)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。導(dǎo)入新課 故事情景導(dǎo)入 故事情景1:1912年秋，當(dāng)時世界上最大的輪船之一“奧林匹克”號郵輪，以25 km/h的速度在海上航行時，英國鐵甲巡洋艦“霍克”號以34 km/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100 m，當(dāng)“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，“奧

3、林匹克”號的右舷撞了一個大洞。這是當(dāng)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(xué)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千干凈凈，身著筆挺的新制服，率領(lǐng)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(fēng)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

4、前撲倒下去結(jié)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(fù)調(diào)查毫無結(jié)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(xué)家齊秋奧爾科夫斯基知道這一“判決”結(jié)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(dǎo)入 在離桌邊23 cm處放一鋁質(zhì)的硬幣，在硬幣前10 cm左右放一高約為2 cm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

5、的方向用力吹一口氣，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(dāng)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(guān)系？有什么樣的關(guān)系呢？ 帶著這些疑問，讓

6、我們一起來走進流體壓強與流速的關(guān)系，相信同學(xué)們學(xué)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(guān)系 (1)提出問題：流體壓強與流速有什么關(guān)系？ (2)猜想與假設(shè)： 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(shè)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

7、，用手指托住乒乓球，然后從漏斗口向下用力吹氣，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10 cm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(xué)們要注意觀察哪里的流體流速快，哪里的壓強大。 引導(dǎo)學(xué)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)

8、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結(jié)論說出來進行交流。 (5)得出結(jié)論：在流體中，流速越大的位置壓強越小。 引導(dǎo)學(xué)生分析流體壓強與流速的關(guān)系，得出結(jié)論：在液體中，流速越大的位置壓強越小。 歸納總結(jié)：在氣體和液體中，流速越大的位置壓強越小。 學(xué)以致用 1在火車站或地鐵站的站臺上，離站臺邊緣Im左右的地方標(biāo)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(dāng)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(cè)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

9、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。兩船并列航行時，兩船之間的水相對船的流速大，壓強??；兩船外側(cè)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(fēng)所破歌中寫道：“八月秋高風(fēng)怒號，卷我屋上三重茅?！闭埬銖奈锢韺W(xué)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(fēng)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

10、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(cè)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(cè)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(cè)面打開的窗戶飄出窗外。 2.落有樹葉的

11、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(fēng)吹過，居室側(cè)面擺放的衣柜的門被吹開了。 4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。 二、飛機的升力問題：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(xué)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(dǎo)學(xué)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(dāng)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