流體流速與流體壓強(qiáng)

PAGE1課題9.4流體流速與流體壓強(qiáng)課時1授課時間2024年6月6日教學(xué)目標(biāo)1．通過觀察實驗現(xiàn)象，分析歸納出“流體流速大的位置壓強(qiáng)小”的結(jié)論；通過聯(lián)系生活實際，舉出實際生產(chǎn)和生活中與“流體流速大的位置壓強(qiáng)小”這一結(jié)論有關(guān)的現(xiàn)象或應(yīng)用；通過觀察機(jī)翼模型，分析推理出飛機(jī)升力的原因是“流體流速大的位置壓強(qiáng)小”。2．通過改變流體的流速，并運(yùn)用轉(zhuǎn)換法，了解相應(yīng)的流體壓強(qiáng)大小關(guān)系，對比分析，推理出流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系；通過對比分析機(jī)翼上下表面的形狀，推理出機(jī)翼上下表面流體流速和流體壓強(qiáng)的差異，推理出飛機(jī)獲得升力的原因。3.通過觀看演示實驗，猜想成因并做出假設(shè)，再通過設(shè)計實驗、收集證據(jù)，進(jìn)行解釋與交流，從而實驗探究出“流體流速大的位置壓強(qiáng)小”。4．通過觀察和討論，體會物理知識、規(guī)律源于生活實際，并能為生活服務(wù)，樹立勇于探究的科學(xué)態(tài)度。通過飛機(jī)升力原因等的分析討論，體會科技在日常生活的應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)通過實驗探究，初步了解流體的壓強(qiáng)與流速的關(guān)系。教學(xué)難點(diǎn)啟發(fā)學(xué)生自主設(shè)計實驗方案，掌握改變流體流速的方法和巧妙地利用轉(zhuǎn)換法判斷流體壓強(qiáng)大小關(guān)系；引導(dǎo)學(xué)生理解改變橫截面積可以改變流體的流速；引導(dǎo)學(xué)生理解飛機(jī)機(jī)翼上下表面的流體流速不同；教學(xué)方法實驗探究法：有效的創(chuàng)設(shè)情境，以問題為導(dǎo)向的啟發(fā)式教學(xué)：以生活中的物體作為實驗器材，創(chuàng)造探究情境，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗方案，經(jīng)歷探究過程；演示法；講授法；演示法教學(xué)準(zhǔn)備流速與壓強(qiáng)教學(xué)器材硬幣漏斗乒乓球白紙吸管玻璃杯注射器等教學(xué)流程教師活動學(xué)生活動反思改進(jìn)一、新課引入二、教學(xué)過程三、教學(xué)練習(xí)四、課堂小結(jié)和布置作業(yè)同學(xué)們請看，這是乒乓球，通過漏斗對著乒乓球用力吹氣，乒乓球會怎么樣呢？（大多同學(xué)會猜想被吹跑）乒乓球竟然沒有被吹跑，反而貼著漏斗口穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。為什么乒乓球沒有被吹跑，反而貼著漏斗口穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)？由此進(jìn)入流體壓強(qiáng)和流速的關(guān)系這節(jié)課的學(xué)習(xí)。（一）介紹流體的概念（由標(biāo)題思考本節(jié)課的研究對象——流體；什么是流體)物理學(xué)中把液體和氣體這樣具有流動性的物體稱為流體，比如空氣和水。前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過液體內(nèi)部的壓強(qiáng)和大氣壓，為什么還要進(jìn)一步學(xué)習(xí)呢？因為之前所學(xué)內(nèi)容是空氣和水在特殊情況，即靜止時的壓強(qiáng)規(guī)律，當(dāng)液體和氣體處于流動狀態(tài)時，其壓強(qiáng)又會怎樣呢？（二）通過小實驗提出問題拿兩張紙，使其自由下垂，向紙中間吹氣，請同學(xué)們猜想會出現(xiàn)什么現(xiàn)象。老師操作，請同學(xué)回答觀察到的現(xiàn)象。老師再用更大的力吹氣，請同學(xué)們回答觀察到的現(xiàn)象。請同學(xué)們再嘗試這個小實驗。接下來分析實驗，吹氣使兩張紙中間的空氣流速加快，且吹氣后紙并沒有像原來一樣自然下垂，而是向中間靠攏，（說明對于任意一張紙來說，兩側(cè)空氣對其壓力大小相等嗎？——不相等；即存在著壓力差，Q5壓力差方向是？——向內(nèi)；即兩張紙內(nèi)側(cè)所受大氣壓力小于外側(cè)所受大氣壓力，即內(nèi)側(cè)氣壓小于外側(cè)氣壓；而且紙外側(cè)氣壓吹氣前后不變）兩張紙內(nèi)側(cè)的氣壓是不變、還是變大、還是變??？——變小綜上所述：吹氣后，紙中間的空氣流動速度變快；空氣流速變快，氣壓減小。那么該結(jié)論具有具有普遍性嗎？對于液體也有這樣的規(guī)律嗎？請同學(xué)們帶著這個問題，自選器材，完成探究實驗。在同學(xué)們自主探究之前，我們對演示的實驗設(shè)計方案的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)交流，做到舉一反三。請思考以下問題①演示實驗中的研究對象是哪種流體？②如何改變研究對象的流速③通過什么物體的相關(guān)現(xiàn)象判斷研究對象壓強(qiáng)的變化，體現(xiàn)了什么物理研究方法。（二）小組合作探究自選器材，教師指導(dǎo)，完成改進(jìn)實驗，使實驗結(jié)論具有普遍性8個學(xué)習(xí)小組，開展組內(nèi)合作，自選器材，思考實驗方案，進(jìn)行探究實驗，教師發(fā)揮輔助作用，進(jìn)行方法引導(dǎo)，分析實驗現(xiàn)象，得出實驗結(jié)論。1.拿一張紙條的一端，使另一端自然下垂，順著紙條的上方吹氣，觀察現(xiàn)象；在紙條上方用更大的力吹氣，再次觀察現(xiàn)象。2.把乒乓球放置于漏斗里，從漏斗尖端朝下用力吹，松手觀察現(xiàn)象；從漏斗尖端朝下，用更大力氣吹氣，再次松手觀察現(xiàn)象。3.把乒乓球放置于玻璃杯里，用吸管在乒乓球上面用力吹氣，觀察現(xiàn)象；用吸管在乒乓球上方用更大力氣吹氣，再次觀察現(xiàn)象。4.吸管對準(zhǔn)瓶子的細(xì)玻璃管上端，用力吹氣，觀察管內(nèi)液面如何變化；再次用更大的力吹氣，觀察現(xiàn)象。5.把乒乓球放置于水槽里，把水澆在乒乓球上，并左右移動水流，觀察乒乓球的變化6.硬幣前10厘米左右有2㎝厚的書本，在硬幣上方沿水平方向用力吹一口氣，觀察硬幣的變化；在硬幣上方再次用更大力氣吹氣，再次觀察；7把兩個瓶蓋放置于水槽里，用注射器在兩個紙船間噴水，觀察瓶蓋的變化；用更大力推注射器，增大水流速度，觀察瓶蓋的變化；把折疊后的硬紙片立在桌上，在其下方吹氣觀察硬紙片的變化；用更大力吹氣，再次觀察硬紙片的變化。（三）小組展示實驗方案、實驗數(shù)據(jù)和結(jié)論選派1名同學(xué)代表，作為小記者采訪實驗小組，隨機(jī)請4個實驗小組展示實驗現(xiàn)象，分析實驗現(xiàn)象和得出的結(jié)論。采訪結(jié)束，請主持人總結(jié)采訪內(nèi)容。（四）老師進(jìn)行演示實驗器材：流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系演示器介紹演示器的構(gòu)造；指出閥門打開前水面相平，說明橫管內(nèi)液體壓強(qiáng)相等。接下來打開閥門，探究流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系；實驗前，請同學(xué)們思考，水流經(jīng)水平橫管的粗中細(xì)三段時，流速相同嗎？如果不相同哪一段的水流速度更快？請同學(xué)們分析原因并討論，觀看橫截面積不同時，流速差異的相關(guān)視頻。水平管內(nèi)流體的壓強(qiáng)變化情況及大小關(guān)系可以通過什么現(xiàn)象進(jìn)行反映？接下來開始演示實驗，打開閥門，請同學(xué)觀察并陳述實驗現(xiàn)象。水平橫管內(nèi)水流動起來后，各豎直玻璃管內(nèi)水面均明顯下降，且最細(xì)的水平橫管相連的豎直玻璃管水面最低，對應(yīng)管道內(nèi)的流體壓強(qiáng)最??；與最粗的水平橫管相連的豎直玻璃管水面最高，對應(yīng)管道內(nèi)的流體壓強(qiáng)最大，由此可知水平橫管內(nèi)的流體壓強(qiáng)關(guān)系是：P細(xì)<P中<P粗請同學(xué)總結(jié)結(jié)論：水平管道的細(xì)管部分流速最大，流體壓強(qiáng)最?。凰焦艿赖拇止懿糠至魉僮畲?，流體壓強(qiáng)最大；介紹演示器的構(gòu)造；指出吹風(fēng)前，U形管兩側(cè)液面相平，說明橫管內(nèi)氣體壓強(qiáng)相等。接下來用鼓風(fēng)機(jī)從進(jìn)風(fēng)口吹氣，探究流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系；在上面實驗的基礎(chǔ)上，請同學(xué)們判斷哪一段水平橫管內(nèi)的空氣流動最快？水平管內(nèi)流體的壓強(qiáng)變化情況及大小關(guān)系可以通過什么現(xiàn)象進(jìn)行反映？接下來開始演示實驗，從進(jìn)氣口吹風(fēng)，請同學(xué)觀察現(xiàn)象，出現(xiàn)什么現(xiàn)象，原因是什么？請同學(xué)們討論分析。各U形管均出現(xiàn)高度差，且與水平橫管相連的u形管一側(cè)水面升高，說明水平橫管內(nèi)的流體小于大氣壓，P細(xì)<p0，P中<p0，P粗<p0，且與最細(xì)的水平橫管相連的U形管水面上升最多，與最粗的水平橫管相連的U形管水面上升最少，由此可知P細(xì)<P中<P粗總結(jié)結(jié)論：流體流速大的地方壓強(qiáng)小，流體流速小的地方壓強(qiáng)大。【回顧導(dǎo)課實驗】用漏斗對著乒乓球吹氣，氣流從乒乓球與漏斗內(nèi)壁的間隙中流過，間隙中氣流流速大壓強(qiáng)小

，乒乓球外側(cè)氣流速度小壓強(qiáng)大，乒乓球被壓向漏斗。小組合作，理論聯(lián)系實際，思考生活中哪些現(xiàn)象和應(yīng)用可以用“流體流速大的地方壓強(qiáng)小”來解釋？二、飛機(jī)的升力問題：客機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)、預(yù)警機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、轟炸機(jī)等不同的機(jī)型，有的重達(dá)幾十噸，為什么能在空中飛行？奧秘在哪里？先觀看飛機(jī)模型的機(jī)翼，發(fā)現(xiàn)其特點(diǎn)是什么？——上凸下平的特點(diǎn)。飛機(jī)模型也具有機(jī)翼上凸下平的特點(diǎn)，同學(xué)們先來觀看氣流吹過機(jī)翼時，飛機(jī)模型會發(fā)生什么現(xiàn)象。觀看之后，同學(xué)們一起根據(jù)提示思考原因。觀察思考：（1）觀察飛機(jī)的機(jī)翼截面形狀發(fā)現(xiàn)，機(jī)翼上部和下部不對稱，上表面______，下表面______；（2）飛機(jī)飛行時，空氣相對飛機(jī)向后運(yùn)動，氣流被機(jī)翼分成上下兩部分；穩(wěn)定時，氣流從機(jī)翼前端分開，同時到后端匯合，時間相同但路程不同，呈現(xiàn)出不同的流速，即機(jī)翼上方氣流速度______，下方氣流速度______。（3）根據(jù)流體流速大的位置壓強(qiáng)______，機(jī)翼上下表面存在著______，因而存在壓力差，使飛機(jī)獲得向上的升力。1.如圖所示，在水平的兩根筷子中間放上兩只乒乓球，通過空心塑料管向兩球間用力吹氣，會發(fā)現(xiàn)兩只乒乓球（）A.相互靠近B.相互遠(yuǎn)離C.靜止不動D.向同一方向運(yùn)動2.下面四幅圖片中，其中一幅用到的力學(xué)原理與其他三幅不同的是？3在火車站或地鐵站，離站臺邊緣一定距離的地方標(biāo)有一條安全線，人必須站在安全線以外的區(qū)域候車。請分析，為什么當(dāng)列車駛過時，如果人站在安全線以內(nèi)，即使與車輛保持一定的距離，也是非常危險的。同學(xué)自主進(jìn)行課堂小結(jié)：1.流體在流速大的地方壓強(qiáng)較小，在流速小的地方壓強(qiáng)較大。2.機(jī)翼上下表面的壓強(qiáng)差是產(chǎn)生升力的原因。課堂感悟：本節(jié)課我們通過大量實驗得知：流體流速大的地方壓強(qiáng)?。粚W(xué)習(xí)生活中我也有另一個類似的感悟，當(dāng)我們行動起來，用心追求目標(biāo)，忘我努力的時候，內(nèi)心感受到的壓力會比猶豫彷徨、停滯不前時小得多，行動起來是減壓的良方。課后作業(yè)：A作業(yè)：完成練習(xí)案的基礎(chǔ)題和強(qiáng)化題B作業(yè)：從生活走向物理，從物理走向社會。平頂山姚電公司是華中電網(wǎng)的主力火力發(fā)電企業(yè)之一，是中國第一座全部由\t"/item/%E5%B9%B3%E9%A1%B6%E5%B1%B1%E5%A7%9A%E5%AD%9F%E5%8F%91%E7%94%B5%E6%9C%89%E9%99%90%E8%B4%A3%E4%BB%BB%E5%85%AC%E5%8F%B8/_blank"亞臨界參數(shù)機(jī)組裝備起來的百萬級火力發(fā)電企業(yè)，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高提供了可靠的電力支撐和供熱保障。

姚孟發(fā)電主動適應(yīng)國家“3060”碳目標(biāo)政策，以清潔能源開發(fā)為導(dǎo)向，在“十四五”期間，新能源裝機(jī)規(guī)模達(dá)到現(xiàn)有火電裝機(jī)水平，全力實現(xiàn)再造一個以新能源為主體的新姚電。如圖所示是電廠的“大煙囪”和小煙囪，“大煙囪”實際不是煙囪而是水冷卻塔，冷卻塔是中間較細(xì)的雙曲線形，煙囪是下粗上細(xì)結(jié)構(gòu)，請同學(xué)們結(jié)合日常觀察和本節(jié)課所學(xué)知識分析這樣設(shè)計的原因。學(xué)生認(rèn)真聽講，積極的舉手，踴躍參與和發(fā)言認(rèn)真觀察器材，交流合作，使實驗過程更加合理。小組討論、交流。各抒己見，分析現(xiàn)象，歸納結(jié)論。學(xué)生興趣濃厚，自信展示其他同學(xué)認(rèn)真聽他們的設(shè)計同學(xué)們認(rèn)真思索實例和應(yīng)用，并積極發(fā)言同學(xué)們根據(jù)提問內(nèi)容認(rèn)真思索，并積極發(fā)言第1題和第2題與學(xué)生互動，學(xué)生分析選擇原因同學(xué)自主進(jìn)行課堂小結(jié)激發(fā)興趣，進(jìn)入新課學(xué)習(xí)演示實驗，啟發(fā)學(xué)生思考流體壓強(qiáng)與流體流速的關(guān)系，并引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會掌握設(shè)計實驗的關(guān)鍵思路學(xué)生自主選擇器材，自主設(shè)計實驗，歸納結(jié)論學(xué)生展示實驗方案，鍛煉學(xué)生的思維能力和表達(dá)能力教師用專門的器材探究流體壓強(qiáng)和流體流速的關(guān)系，更直觀和更精確，再次說明實驗結(jié)論的普遍性呼應(yīng)導(dǎo)課實驗，解答疑惑理