《流体压强与流速的关系》教学设计
2019-09-10黄守海
黄守海
【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711(2019)02-168-01
一、教材分析
流体(气体和液体)压强与流速的关系,是对液体压强和气体压强知识的拓展,是对教材中压强内容的升华,本节内容与实际生活联系密切,真正体现“从生活走向物理,从物理走向社会”的科学理念。
二、三维教学目标
1.知识与技能
(1)了解流体压强与流速的关系。
(2)了解飞机的升力产生的原因。
(3)会利用流体压强与流速的关系解释生活中的有关现象。
2.过程与方法
(1)通过实验,初步了解流体压强与流速的关系。
(2)体验由流体压强差异产生的力。
(3)通过解释现象,培养学生分析问题、解决问题能力。
3.情感与态度
(1)初步领略流体压强差异所产生现象的奥妙,获得对科学的热爱、亲近感。
(2)提高将科学技术应用于日常生活和社会的意识。
三、教学重点流体压强与流速的关系
四、教学难点 利用流体压强与流速的关系解释相关现象。
五、教学准备 乒乓球、漏斗、硬币、白纸、蜡烛、吸管、水槽、注射器、烧杯、火柴、流体压强与流速演示器等。
六、教学过程设计
(一)导入新课(2分钟)
1.猜一猜:用“漏斗”吹球,球能吹走吗?
漏斗朝下放置,把乒乓球放置于漏斗中间,往漏斗里吹气。事先让同学猜想球会不会掉下来,然后再实验。
2.小魔术:“听话”的乒乓球。
⑴水平轨道上的乒乓球,会跟着吸管走;
⑵并排靠近的两个乒乓球,用吸管向两球中间吹气,两球会向哪个方向运动?
物理学中把容易流动的液体和气体统称为流体。前面我们学习过的液体压强和气体压强都是流体静止时产生的。当流体流动起来以后对物体的压强会发生改变吗,那么流体产生的压强与流速有什么关系?
(二)流体压强与流速的关系(20分钟)
【小组合作探究】
1.提出问题:流体产生的压强与流速有什么关系?
2.猜想与假设:
猜想1:液体和气体流动速度越快,产生的压强越大。
猜想2:液体和气体流动速度越快,产生的压强越小。
猜想3:液体和气体流动速度越快,产生的压强不变。
3.设计进行实验
实验1:硬币“跳高”比赛
现象:硬币成功翻越直尺。
实验2:两张纸自然下垂,向两张纸中间吹气,看见了什么现象?
现象:两张纸向中间靠拢。
实验3:将两支蜡烛并排约5cm放置,点燃,用吸管向两烛焰中间吹气。
现象:烛焰向中间靠拢。
实验4:将两个乒乓球放入水槽,然后用注射器向乒乓球中间的水域冲水,它们将如何运动?
现象:两乒乓球将向中间靠拢。
实验5:将两根吸管口对口成直角,一根竖直插入水中,向另一根上快速吹气。
现象:竖直管中的水面升高,甚至喷出。
实验6:用手捏紧流体压强与流速关系演示器的胶管口,从最大开口端灌满水,再松开胶管口。
现象:离胶管最近的竖直玻璃管中的水柱最低。
4.交流与合作
请每小组派一个代表就刚才的实验,上讲台来演示,说说观察到的实验现象,并做出解释。
5.结论:流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大。
(三)飞机的升力(10分钟)
视频展示飞机的发明。
【小组合作探究】
思考:飞机的机翼形状是怎样的?
然后利用电吹风吹机翼模型演示飞机机翼上升与流速的关系。
交流讨论:飞机飞行时升力是如何产生的?
结论:机翼上表面是曲面,下表面是平面。飞机前进时,機翼与周围空气发生相对运动,相当于气流快速流过机翼。上方空气流速快,对机翼上表面的压强较小;下方空气流速慢,对机翼上表面的压强较大。机翼上、下表面存在压强差,因而有压力差。机翼上下表面产生的压力差就是飞机获得的升力。
(四)利用流体压强与流速的关系解释现象(5分钟)
1.在火车站或地铁站的站台上,离站台边缘1m左右的地方标有一条黄色的安全线,乘客必须站在安全线以外的地方候车,这是为什么?
原因:当列车驶过时,列车周围的空气流速增大,压强减小。此时如果人站在安全线以内,人身体前后有压强差,因而有压力差。这个压力差把人压向列车,非常危险。
2.杜甫在《茅屋为秋风所破歌》中写到“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅”,两句诗中所蕴含的物理道理是?
解释:风刮过屋顶,屋顶上方的空气流动速度大,压强小;屋内空气流动速度小,压强大,屋顶受到向上的压强大于向下的压强,受到的向上的压力大于向下的压力,产生一个向上的压力差,将茅草推开。
3. 1912年秋季的某一天,当时世界上最大的远洋海轮——“奥林匹克号”正航行在大海上。在离“奥林匹克号”100米远的地方,有一艘比它小得多的铁甲巡洋舰“豪克号”与它平行疾驶着。这时却发生了一件意外事情:小船好像被大船吸过去似的,完全失控。
解释:两船平行急速行驶时,两船间水流速度大,压强小,船内外侧存在压强差,因而有压力差,使得两船相撞。
(五)小结 让学生梳理本节课所探究的问题,并总结出结论。
七、板书设计
9.4流体压强与流速的关系
1. 实验结论
流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强大
2. 飞机的升力
机翼上、下表面存在压强差,因而有压力差。
3. 解释现象
八、教学反思
(一)本节课的教学有几个亮点
1.教师利用各种机会引导学生自己探究,并通过制作机翼模型锻炼学生动手能力。通过学生的探究活动,把科学探究的学习和科学内容的学习放到同等重要的地位。
2.课前让学生准备好几种常见的物品带到教室,如:1角的硬币、纸片、细线等。本节课中的实验器材大多来源于身边,能够让学生体验物理现象和物理规律就在身边。联系生活实际,通过解释“飞机是怎样升空的呢?”,“乘客为什么要站在安全线以外的地方候车?”体现“从生活走向物理,从物理走向社会”的理念。
(二)本节课的教学的不足之处
在讲授主要内容后,还可以再补充一些相关实验,如:用水管的水冲乒乓球的实验等,可更进一步启发学生思维,激发学生动手探究的欲望。在教学活动中,应进一步放开让学生自主探究、自主思考、自主总结,真正把学生的课堂还给学生。