内容正文:
9.4 流体压强与流速的关系(教学设计)
年级
八年级
授课时间
课题
9.4 流体压强与流速的关系
教学
目标
1. 通过实验,能总结出流体压强与流速的关系。
2. 能利用流体压强与流速的关系解释升力产生的原因,进而解释飞机在空中飞行的原因。
3. 能利用流体压强与流速的关系解释生活中的有关现象。
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特点的拓展。本节由“流体压强与流速的关系”和“飞机的升力”两部分内容构成。教学的重点是流体压强与流速的关系,难点是利用流体压强与流速的关系解释相关现象。
流体压强与流速有关,学生这方面的生活经验并不多。因此,在教学过程中应尽量选取操作简单、现象明显、直观且生动有趣的小实验,引导学生把压力、压强跟流速联系起来,了解流体的压强与流速的关系及其在生活中的应用。
另外,可以通过制作小小的机翼模型并进行分析,进一步说明气体压强与流速的关系,让学生体会科学原理的价值。
教学
器材
硬币、纸条、纸张、漏斗、乒乓球等。
多媒体ppt,包含视频:《中央电视台节目——是真的吗?》、《用传感器研究气体的流速与压强的关系》、《飞机升力的产生》、《流体压强与流速的关系》、《“霍克号”撞击“奥林匹克号”相撞原因》等。
教学过程
教师活动
学生活动
导入新课
(1)播放视频并提问
中央电视台“是真的吗”节目中曾验证过:“无需吸气就能将球吸入水管”的说法,你相信吗?请同学们欣赏。
想一想:小球为什么会被吸入管内呢?
(2)做一做
手握两张纸,让纸自然下垂,在两张纸中间向下吹气。猜想两张纸将怎样运动?是什么力使得两张纸靠拢?
我们已经学习了液体内部的压强及大气压强,都是流体静止时的压强,那么液体、气体处于流动状态时压强如何?
今天一起学习——《9.4流体压强与流速的关系》。
观看视频或进行实验,思考问题,进入情景.
学习新课 一、流体压强与流速的关系
1 . 流体压强与流速的关系
(1)流体
液体和气体都具有流动性,统称为流体。如空气、水等。流体流动时产生的压强称作流体压强。
(2)实验探究:流体压强与流速的关系
【提出问题】流体产生的压强与流速有什么关系?
【猜想与假设】
流体流动速度越快,产生的压强越大;流体流动速度越快,产生的压强越小;流体的压强与流动速度无关。
①探究一:分不开的纸
如图所示,手握两张纸,让纸自然下垂,在两张纸中间向下吹气。
【实验现象】发现两张纸不但不分开,反而会靠拢。
【实验分析】吹气时,两张纸条内侧空气流动快,压强变小,而纸条外侧空气的流速基本不变,大气压强相对较大,存在压强差,因而有压力差,是这个压力差把两纸条压到了一起。
【实验结论】在气体中,流速越大的位置,压强越小。
②探究二:口吹硬币跳跃木块
如图所示,在离桌边20~30cm的地方放一枚铝制硬币,在硬币前10cm左右放置一个高度约2cm的木块,在硬币后放置一本与硬币厚度相当的笔记本。在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气,观察现象。
【实验现象】硬币会跳过木块。
【现象分析】实验中的硬币,上面只有空气与它接触。吹气时硬币向上“跳”,说明它下面空气向上的压力较大。硬币上下两面的面积相同,因此一定是下面空气向上的压强比较大。由于吹气,硬币上面的流速变大,压强变小;硬币下方空气流速小,压强大。
【实验结论】在气体中,流速越大的位置,压强越小。
【播放视频】——《口吹硬币跳跃木块》
③探究三:吹不开的乒乓球
如图所示,在盛水的浅容器中放入两个乒乓球,使两球间隔一定的距离且静止。现用一细纸管向两乒乓球中间吹气,观察现象。
【实验现象】两乒乓球会靠拢。
【实验分析】两个乒乓球向中间靠拢,说明两球内侧受到液体的压强变小,吹气前后两球外侧受到液体压强不变,球内外存在压强差,因而存在压力差,两球在压力差作用下向中间靠拢。
【实验结论】在液体中,流速越大的位置,压强越小。
【播放视频】——《吹不开的乒乓球》
④探究四:玻璃管中水柱的高度为何不同?
如图所示是一粗细不同的玻璃管,在粗细不同的位置上分别有竖直玻璃细管与其连通;让水流过玻璃管,观察现象。
【实验现象】三个竖直玻璃管中的水柱高度不相同。与粗管处连接的管子,水柱最高,与细管处连接的管子,水柱最低。
【实验分析】水平管的粗细不同,水流动时,流量是相同的,故三段水平管中水的流速是不同的,粗管中的水流速小,细管中的水流速大。水流动时,小竖管中水柱的高度不相同,根据液体的压强公式p=ρgh可知,各段水平管中水的压强不相同,粗管中水的压强大,细管中水的压强小。
【实验结论】
在液体中,流速大的位置,压强小;流速小的位置,压强大。
【播放视频】——《玻璃管中水柱的高度为何不同?》
(3)探究归纳