9.4流体压强与流速的关系（教案） --2023-2024学年人教版物理八年级下学期

9.4流体压强与流速的关系 【学习目标】 1．初步知道流体具有流动性特点。 2．初步了解流体的压强与流速的关系。 3．初步了解机翼升力产生的原因。 4．教学设计立足于实验探究，通过实验观察、分析与总结，使学生获得较多的感性认识。 【教学重难点】 重点：探究验证气体压强与流速的关系的过程。 难点：用流速与压强的关系来分析生活中的实际问题。 【教学方法】 启发诱导法、实验探究法、讨论法、观察对比法。 【教学过程】 新课导入： 动手做一做：使劲吹气，乒乓球会怎样运动？ 学生动手实验，引起学生学习兴趣，激发学生的学习热情。 新课讲授： 探究点一、流体压强与流速的关系 活动1：物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。前面我们已经学过液体内部的压强和大气压，它们都是流体静止时的压强。当液体和气体处于流动状态时其压强又会怎样？ 活动2：想想做做 如图，在离桌边20-30 cm的地方放一枚铝质硬币，在硬币前10 cm左右放置一个高度约2 cm的木块，在硬币后放置一本与硬币厚度当的笔记本。请在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气，硬币就可能跳过木块。 是什么力使得硬币向上“跳”起来了？ 解释： 硬币与桌面间总有一定的缝隙，这样硬币的下方和上方都有空气。没有吹气时，硬币上面的空气与下面的空气可看做静止，这时硬币上面的空气对硬币向下的压强等于下面的空气产生的向上的压强，硬币受力平衡而静止。 吹气时硬币向上“跳”，说明它上面空气向下的压力比较小，下面空气向上的压力比较大。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，硬币上面空气的流速变大了。 由此我们猜想：是不是气体的压强跟气体的流速有关系？ 活动3：实验探究：气体压强与气体流速有关 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？ 结论：气体压强与气体流速有关，气体在流速大的地方压强较小；反之，在流速小的地方压强较大。 活动4：实验探究：液体压强与液体流速有关 ( A B C D ) 记录实验现象 液体流速 上方液柱 分析流体压强 粗管 小 较高 细管 大 较低 分析实验现象 每秒流经管子不同截面的液体体积相等。 横截面积大的位置流速小，横截面积小的位置流速大。液体流速越大的位置，压强越小；流速越小的位置，压强越大。 更多的实验结果表明，在气体和液体中，流速越大的位置，压强越小。 探究点二、飞机的升力 活动1：思考与讨论： 几十吨的飞机为什么能够在空中飞行？秘密在于机翼。你观察过飞机的机翼吗？ 活动2：动手做一个机翼模型 把纸按图甲的尺寸剪下，折成图乙的形状，并用小段胶带固定，这就是飞机机翼的模型。MN是固定在“机翼”前端的细线。把细线拉平绷紧，用嘴对着“机翼”前端细线的位置用力沿水平方向吹气，可以看到“机翼”在气流的作用下向上翘起。这是什么原因？ 活动3：观察并思考总结： 借助图，我们可以看到机翼横截面的大致形状，其上表面呈弯曲的流线型，下表面则比较平。飞机前进时，机翼与周围的空气发生相对运动，相当于气流迎面流过机翼。气流被机翼分成上、下两部分，由于机翼横截面的形状上、下不对称，在相同时间内，机翼上方气流通过的路程较长，因而速度较大，它对机翼上表面的压强较小；下方气流通过的路程较短，速度较小，它对机翼下表面的压强较大。这样，机翼上、下表面就存在着压强差，因而有压力差，这就是产生升力的原因。 活动4：生活中有关流体压强与流速关系的现象 草原犬鼠的“空调”洞穴 铁路旁有防护网 地铁站台安装屏蔽门 课堂练习： 1．下列关于压强的说法正确的是　　 A．马德堡半球实验首次测出大气压强值 B．菜刀的刀刃薄，是通过减小受力面积来减小压强 C．栏河坝设计成下宽上窄，利用了液体压强大小随深度增加而减小的特点 D．飞机升力是由于机翼上下表面的空气流速不同造成压强差所引起的 【答案】D 【解析】．马德堡半球实验首次证明大气压的存在，托里拆利实验第一次测出了大气压的数值，故错误； ．菜刀的刀刃薄，在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故错误； ．拦河坝设计成下宽上窄，利用了液体压强大小随深度增加而增大，故错误； ．飞机机翼为流线型，即上方为凸型，下方是平的；等质量的空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面，由于上表面弯曲，下表面平直，所以空气通过机翼上表面的流速大，通过下表面的流速较小。因为机翼上方的空气流速大，压强较小；机翼下方的空气流速小，压强大，所以机翼受到一个向上的压强差，飞机受到向上的升力，故正确。 故选：。 2．下列现象不能用流体压强与流速的关系来解释的是　　 A．飞机的机翼受到升力 B．并列行驶的军舰不能“靠的太近” C．树上的苹果落向地面 D．乒