第四节 流体压强与流速的关系（教学设计）物理沪科版2024八年级全一册

8.4 流体压强与流速的关系（教学设计） 【学业要求】 1.物理观念： （1） 知道流体的压强与流速的关系。 （2） 了解飞机的升力是怎样产生的。 2.科学思维： 流体静止和运动压强具有不同特征。 3.科学探究： （1）通过实验探究，认识气体的压强跟流速有关的现象。 （2） 通过想想做做，认识飞机的升力。 4.科学态度与责任： 通过制作飞机机翼模型，感受自然界的奇妙和人类的伟大。 【重点难点】 学习重点：流体压强与流速的关系。 学习难点：设计机翼模型，认识“升力”。 【器材准备】 1.压强计、烧杯、谁、盐水、酒精、连通器等。 2.和《液体压强》相关的视频、挂图、课件等。 【课时安排】 1课时（45分钟） 【教学过程】 一、新课引入： 高铁站台上为什么要画出安全警戒线？水翼船为什么会飞速前进？若想揭开这些奥秘，则需了解流体压强与流速的关系。 通过本节学习，你便能找出答案。 二、自主学习：阅读课本，思考并尝试完成以下问题： 1．什么是流体？ 液体和气体，统称为流体。 2.流体压强与流速的关系？ 流体在流速大的地方压强较小，在流速小的地方压强较大。 3．你能尝试完成书上的几个小实验吗？ 参照课本要求完成。 4．飞机的升力是怎样产生的？ 飞机的机翼通常都做成上表面凸起、下表面平直的形状。当飞机在机场跑道上滑行（或空中飞行）时，由于机翼的特殊形状，流过机翼上方的空气速度大，流过机翼下方的空气速度小，因此，机翼上方空气对机翼上表面的压强较小，下方空气对机翼下表面的压强较大。机翼上下方所受压力差形成向上托举的力，是飞机升力的一个来源。 5．生活中还要哪些实例与流体压强和流速的关系有关？ 水翼船、风筝小鸟升天、站台安全线等。 三、合作探究： 探究一、探究流体压强与流速的关系 1. 流体 液体和气体，统称为流体。 流体流动时的压强与静止时的压强是否相同？其压强与它们的流速有关吗？下面，我们通过实验进行探究。 2.做中学：探究流体压强与流速的关系。 方法：（1）如图所示，在两根筷子上放两个乒乓球，用吸管向两乒乓球中间吹气，你观察到了什么现象？为什么会产生这种现象？ （2）如图所示，在水面上放两只小纸船，用水管向两船中间冲水，你观察到了什么现象？为什么会产生这种现象？ 现象： （1）用吸管向两乒乓球中间吹气时，乒乓球并没有被吹开，反而更加靠拢； （2）用水管向两船中间冲水，两只小纸船也会靠拢。 分析论证： 这表明流体压强与流速有关。 大量实验表明： 流体在流速大的地方压强较小，在流速小的地方压强较大。 3.试一试： 实验1：用力从纸条上方吹气，会看到什么现象？ 实验2：用力两页纸中间吹气，会看到什么现象？ 实验3：在漏斗上方向下吹气，会看到什么现象？ 4.迷你实验室：自制简易喷雾器 方法：如图所示，将一根吸管弯成直角，在弯折处剪开一个口，插入水中，用力向管内吹气，你观察到了什么现象？说说这是为什么？操作时应注意哪些细节，才能使实验更容易成功？ 现象：杯中水会喷出。 分析：竖立细管上方气体流速大压强小，在大气压的作用下水喷出来。 探究二、流体压强与流速关系的应用 1.飞机的升力： （1）机翼形状：上表面凸起、下表面平直的形状。 （2）分析：当飞机在机场跑道上滑行（或空中飞行）时，由于机翼的特殊形状，流过机翼上方的空气速度大，流过机翼下方的空气速度小，因此，机翼上方空气对机翼上表面的压强较小，下方空气对机翼下表面的压强较大。机翼上下方所受压力差形成向上托举的力，是飞机升力的一个来源，这与有些鸟儿利用翅膀形状通过滑翔获得升力有些类似。 （3）试一试：用吹风机正对着机翼模型，快速吹气，看看有什么现象发生？ 2.水翼船： 水翼船在船身底下装有类似于飞机机翼的水翼，你能解释水翼船能高速行驶的原因吗？ 3.站台上的白色安全线： 在火车站或地铁站的站台，都会标注一条白色的安全线，以此提醒旅客，当列车驶过时不能超越安全线。这是为什么呢？ 当列车行驶时，会带动其周围空气流动更快，形成压强差。若旅客离列车太近，这个压强差会把人“推”向列车，造成事故。因此，我们要提高安全意识，遵守交通规则，珍爱生命。 4.跑车车尾设计一种“气流偏导器： 水它的上表面平直，底部呈弧形凸起，相当于一个倒置的翅膀，这主要是为了让跑车高速行驶时，车能更好的抓紧地面。 5.草原犬鼠空调系统： 如图是非洲草原犬鼠洞穴的横截面示意图。洞穴有两个出口，一个是平的，而另一个则有隆起的圆形土堆。请问犬鼠为什么要在一个洞口堆上土包呢？ 四、课堂小结： 五、当堂检测： 要求：合上课本，像考试一样独立完成。（时间：5分钟；分值：100分） 1.（10分）科技兴趣小组利用盛有水的烧杯和A、B两根吸管组成如图所示的实验装置，用于证明流体压强和流速的关系。沿着B管水平吹气，观察到A管液面________（选填“上升”或“下降”），说明了________。 【答案】 ①. 上升 ②. 流体中，流速越大的位置压强越小 【解析】 [1][2]当向B管吹气时，A管上方的空气流动速度增大，压强减小，A管下方压强不变，A管内的液体受到向上的压强大，液面上升。这说明在流体中，流速越大的位置压强越小。 2．（15分）在学校科技社团活动中，小赵同学所在的团队利用3D打印机制作了如图所示的飞机模型。飞机模型的机翼设计成上凸下平。试飞时，手将飞机模型向前推出，是力改变了飞机模型的 ；飞机模型在空中水平飞行过程中，机翼上方的空气流速较快，压强较 ；飞机模型着地后，能够沿水平地面继续向前滑行一段距离，是由于飞机模型具有 。 【答案】 运动状态 小 惯性 【解析】[1]试飞时，手将飞机模型向前推出，手对飞机模型施加了作用力，使它由静止变为运动，是力改变了飞机模型的运动状态。 [2]飞机模型在空中水平飞行过程中，机翼上方的空气流速较快，压强较小，下方空气流速较小、压强较大，从而形成向上的升力。 [3]飞机模型着地后，能够沿水平地面继续向前滑行一段距离，是由于飞机模型具有惯性，要保持原来的运动状态，继续向前运动。 3. （15分）铁桶内放少量的水，用火加热，水沸腾之后把桶口堵住，然后浇上冷水，如图甲所示。在 作用下，铁桶被压扁了；让自来水流过如图乙所示的装置，当水流稳定后，最后喷出的是 （选填“冷水”“热水”或“温水”），这是利用了 。 【答案】 大气压 温水 流体流速大的位置压强小 【详解】[1]在铁桶内放少量的水，用火加热，水沸腾之后把桶口堵住，然后浇上冷水，铁桶内的水蒸气遇冷液化成小水珠，气压减小，桶内的压强小于外界大气压，在大气压的作用下，铁桶被压扁了。 [2][3]当冷水未流出时，热水瓶中管的上端和下端受到压强相等，当冷水流出时，热水瓶中管的上端的导管较细，水的流速增大，因为流体流速大的位置压强小，则热水管上端的压强减小，所以热水在大气压的作用下升入出水管中和冷水混合成温水。 4．（20分）（2024·四川成都）物理与日常生活、工程实践密切相关，下列分析正确的是（　　） A．用久的菜刀需要磨一磨，是为了减小压强 B．人行盲道有凸起，是为了增大受力面积，减小压强 C．有风吹过，窗帘飘向窗外，是因为窗外大气压变大 D．飞机受到升力，是因为机翼上下表面空气的流速不同 【答案】D 【解析】A．用久的菜刀需要磨一磨，是通过减小受力面积，来增大压强，故A错误； B．人行盲道有凸起，是通过减小受力面积，增大压强，故B错误； C．有风吹过，窗帘飘向窗外，是因为窗外空气流速大，气压变小，故C错误； D．飞机受到升力，是因为机翼上凸下平，所以上下表面空气的流速不同，造成上下表面受到的压强不同，故D正确。 故选D。 5．（20分）以下所示事例中，不能作为支持证据验证“流体的压强与流速的关系”的是（    ） A．中间喷水，纸船相互靠拢 B．水平吹气，水从玻璃管上端喷出 C．飞机机翼做成图示形状 D．用吸管将饮料吸入口中 【答案】D 【详解】A．向两纸船中间中间喷水使水流速大，压强小，两纸船的外部水流速小，压强大，两船受到两边向内的压力差，所以纸船相互靠拢，故A不合题意； B．从横管左端向管内吹气时，竖管上端的空气流速快、压强小，而竖管下端的大气压较大，从而形成了向上的压强差，所以水从竖管上端喷出，故B不合题意； C．飞机的机翼做呈上凸下平的形状，飞机飞行时，机翼上方气流比下方气流的流速快，下方空气的压强大于上方空气的压强，从而使机翼获得了向上的升力，故C不合题意； D．用吸管将饮料吸入口中，先将吸管内空气吸走，吸管内的气压小于外界大气压强，于是饮料在大气压强的作用下被压入口中，故D符合题意。 故选D。 6.（20分）如图所示，盛有水的容器，当活塞K关闭时，A、B两处的液面相平。当打开活塞K时，A、B两处液面的变化情况是（　　） A．A液面高于B液面 B．A与B液面相平 C．A液面低于B液面 D．A、B液面不发生变化 【答案】A 【详解】当水的流量相同时，管子越细，水流速度越快，因为B管底部比A管底部细，所以B管底部水流速度快；因为流体流速越大的地方压强越小，所以B管底部的水的压强小于A管底部水的压强；根据液体压强公式p=ρgh可知，B管水的压强小，B管里的水面高度就小，A管中水面较高。 故选A。 六、板书设计： 见课堂小结 七、课后反思： 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的有哪些？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 8.4 流体压强与流速的关系（教学设计） 【学业要求】 1.物理观念： （1） 知道流体的压强与流速的关系。 （2） 了解飞机的升力是怎样产生的。 2.科学思维： 流体静止和运动压强具有不同特征。 3.科学探究： （1）通过实验探究，认识气体的压强跟流速有关的现象。 （2） 通过想想做做，认识飞机的升力。 4.科学态度与责任： 通过制作飞机机翼模型，感受自然界的奇妙和人类的伟大。 【重点难点】 学习重点：流体压强与流速的关系。 学习难点：设计机翼模型，认识“升力”。 【器材准备】 1.压强计、烧杯、谁、盐水、酒精、连通器等。 2.和《液体压强》相关的视频、挂图、课件等。 【课时安排】 1课时（45分钟） 【教学过程】 一、新课引入： 高铁站台上为什么要画出安全警戒线？水翼船为什么会飞速前进？若想揭开这些奥秘，则需了解流体压强与流速的关系。 通过本节学习，你便能找出答案。 二、自主学习：阅读课本，思考并尝试完成以下问题： 1．什么是流体？ 2.流体压强与流速的关系？ 3．你能尝试完成书上的几个小实验吗？ 4．飞机的升力是怎样产生的？ 5．生活中还要哪些实例与流体压强和流速的关系有关？ 三、合作探究： 探究一、探究流体压强与流速的关系 1. 流体 液体和气体，统称为流体。 流体流动时的压强与静止时的压强是否相同？其压强与它们的流速有关吗？下面，我们通过实验进行探究。 2.做中学：探究流体压强与流速的关系。 方法：（1）如图所示，在两根筷子上放两个乒乓球，用吸管向两乒乓球中间吹气，你观察到了什么现象？为什么会产生这种现象？ （2）如图所示，在水面上放两只小纸船，用水管向两船中间冲水，你观察到了什么现象？为什么会产生这种现象？ 现象： （1）用吸管向两乒乓球中间吹气时，乒乓球并没有被吹开，反而更加靠拢； （2）用水管向两船中间冲水，两只小纸船也会靠拢。 分析论证： 这表明流体压强与流速有关。 大量实验表明： 流体在流速大的地方压强较小，在流速小的地方压强较大。 3.试一试： 实验1：用力从纸条上方吹气，会看到什么现象？ 实验2：用力两页纸中间吹气，会看到什么现象？ 实验3：在漏斗上方向下吹气，会看到什么现象？ 4.迷你实验室：自制简易喷雾器 方法：如图所示，将一根吸管弯成直角，在弯折处剪开一个口，插入水中，用力向管内吹气，你观察到了什么现象？说说这是为什么？操作时应注意哪些细节，才能使实验更容易成功？ 现象：杯中水会喷出。 分析：竖立细管上方气体流速大压强小，在大气压的作用下水喷出来。 探究二、流体压强与流速关系的应用 1.飞机的升力： （1）机翼形状：上表面凸起、下表面平直的形状。 （2）分析：当飞机在机场跑道上滑行（或空中飞行）时，由于机翼的特殊形状，流过机翼上方的空气速度大，流过机翼下方的空气速度小，因此，机翼上方空气对机翼上表面的压强较小，下方空气对机翼下表面的压强较大。机翼上下方所受压力差形成向上托举的力，是飞机升力的一个来源，这与有些鸟儿利用翅膀形状通过滑翔获得升力有些类似。 （3）试一试：用吹风机正对着机翼模型，快速吹气，看看有什么现象发生？ 2.水翼船： 水翼船在船身底下装有类似于飞机机翼的水翼，你能解释水翼船能高速行驶的原因吗？ 3.站台上的白色安全线： 在火车站或地铁站的站台，都会标注一条白色的安全线，以此提醒旅客，当列车驶过时不能超越安全线。这是为什么呢？ 当列车行驶时，会带动其周围空气流动更快，形成压强差。若旅客离列车太近，这个压强差会把人“推”向列车，造成事故。因此，我们要提高安全意识，遵守交通规则，珍爱生命。 4.跑车车尾设计一种“气流偏导器： 水它的上表面平直，底部呈弧形凸起，相当于一个倒置的翅膀，这主要是为了让跑车高速行驶时，车能更好的抓紧地面。 5.草原犬鼠空调系统： 如图是非洲草原犬鼠洞穴的横截面示意图。洞穴有两个出口，一个是平的，而另一个则有隆起的圆形土堆。请问犬鼠为什么要在一个洞口堆上土包呢？ 四、课堂小结： 五、当堂检测： 要求：合上课本，像考试一样独立完成。（时间：5分钟；分值：100分） 1.（10分）科技兴趣小组利用盛有水的烧杯和A、B两根吸管组成如图所示的实验装置，用于证明流体压强和流速的关系。沿着B管水平吹气，观察到A管液面________（选填“上升”或“下降”），说明了________。 2．（15分）在学校科技社团活动中，小赵同学所在的团队利用3D打印机制作了如图所示的飞机模型。飞机模型的机翼设计成上凸下平。试飞时，手将飞机模型向前推出，是力改变了飞机模型的 ；飞机模型在空中水平飞行过程中，机翼上方的空气流速较快，压强较 ；飞机模型着地后，能够沿水平地面继续向前滑行一段距离，是由于飞机模型具有 。 3. （15分）铁桶内放少量的水，用火加热，水沸腾之后把桶口堵住，然后浇上冷水，如图甲所示。在 作用下，铁桶被压扁了；让自来水流过如图乙所示的装置，当水流稳定后，最后喷出的是 （选填“冷水”“热水”或“温水”），这是利用了 。 4．（20分）（2024·四川成都）物理与日常生活、工程实践密切相关，下列分析正确的是（　　） A．用久的菜刀需要磨一磨，是为了减小压强 B．人行盲道有凸起，是为了增大受力面积，减小压强 C．有风吹过，窗帘飘向窗外，是因为窗外大气压变大 D．飞机受到升力，是因为机翼上下表面空气的流速不同 【答案】D 5．（20分）以下所示事例中，不能作为支持证据验证“流体的压强与流速的关系”的是（    ） A．中间喷水，纸船相互靠拢 B．水平吹气，水从玻璃管上端喷出 C．飞机机翼做成图示形状 D．用吸管将饮料吸入口中 6.（20分）如图所示，盛有水的容器，当活塞K关闭时，A、B两处的液面相平。当打开活塞K时，A、B两处液面的变化情况是（　　） A．A液面高于B液面 B．A与B液面相平 C．A液面低于B液面 D．A、B液面不发生变化 六、板书设计： 见课堂小结 七、课后反思： 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的有哪些？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$