9.5流体压强与流速的关系教学设计-2024-2025学年人教版物理八年级下册

教学设计 案例名称 流体压强与流速的关系 提供者 - 教材分析 （1）本节课的主要教学内容是探究流体的压强与其流速之间的关系。 （2）本节课主要介绍了流体压强的基本概念、流体压强与流速的关系，以及这一关系在自然界和日常生活中的应用，例如飞机升力的产生原理。 （3）通过学习本节课，学生能够认识到流体的流动状态对压强的影响，学会用流体压强与流速的关系来解释一些常见的物理现象，比如火车旁的安全线设置原因、飞机如何起飞等。此外，本课还旨在激发学生对自然科学的好奇心和求知欲，培养他们的观察、实验和逻辑思维能力，以及团队合作精神。 教学目标 （1）物理观念：通过观察和实验，理解流体压强与流速的关系，并能运用这一关系解释生活中的物理现象，如飞机的升力产生原理。 （2）科学思维：通过实验探究，培养学生分析现象、归纳结论的逻辑思维能力，能够运用流体压强与流速的关系解决实际问题。 （3）科学探究：通过小组合作实验，提升学生的实验设计能力、观察能力和数据收集能力，培养科学探究的兴趣和习惯。 （4）科学态度与责任：通过探究流体压强与流速的关系，激发学生对自然现象的好奇心和求知欲，培养严谨的科学态度和团队协作精神。 教学重难点 （1）理解流体压强与流速的关系，并能够解释相关现象。 （2）运用流体压强与流速的关系分析生活中的实际问题，如飞机升力的产生。 教学方法 实验法、探究法、讨论法、案例分析法、多媒体展示法 教学环境及资源准备 （1）多媒体投影仪、电脑、相关物理实验视频及动画演示软件。 （2）实验器材套装，包括但不限于：乒乓球、塑料小船、饮料吸管、大号注射器、水槽、纸张、飞机机翼模型、托盘测力计、电风扇。 （3）互动式白板及配套软件，用于实时记录学生的实验数据和讨论结果。 教学过程 一、情景引入 教师：今天，我们将请四位同学来进行两项有趣的比赛。 项目一：硬币 “跳高” 比赛。（学生进行实验，将硬币放在一个平面上，用嘴吹气使硬币跳起来。） 教师提问：是什么力量让硬币向上 “跳” 起来的呢？（学生：是气流产生的升力） 项目二：“漏斗吹球” 比赛。（学生用手掌托着乒乓球，把乒乓球放在翻转的漏斗中，用嘴通过漏斗向下吹气，同时放开手。） 教师提问：为什么乒乓球在漏斗下方不会掉下来呢？（学生：可能是因为气流给乒乓球一个向上的力） 教师讲述：通过这两个小实验，我们已经初步感受到了流体的一些奇妙性质。接下来，让我们带着这些问题一起进入今天的物理课堂。 二、新课教学 探究点一：流体压强与流速的关系 教师：物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。今天我们来探究流体的流动速度与压强之间的关系。大家的桌子上准备了各种实验器材，包括两个乒乓球、两根小木条、一支饮料吸管、一个大号注射器、一个装满水的水槽、两只塑料小船、一杯水以及一根中间切开但未断且折成直角的饮料吸管。大家可以自由选择合适的器材，设计一到两组实验。可以利用嘴吹气产生气流，或者用注射器喷射水产生水流，通过观察物体的运动状态来分析压强的变化。这里提供几个参考实验装置，请看大屏幕如图所示。大家也可以发挥创意，设计自己的实验方案。 制定计划与设计实验 学生开始分组讨论，选择实验器材并设计实验方案。（教师巡视指导） 进行实验与收集证据 学生开始实验、探究、讨论，教师巡视各组的实验情况，并适时给予提示和帮助。 分析与论证 教师：下面请大家进行全班交流，分享你们所看到的现象和思考的结果。 估计学生会回答的情况： 学生 1：我们这一小组选择老师提供的实验装置丙，用大号注射器一支，装满水的水槽一个，两只塑料小船作为实验器材。我们用注射器向漂浮在水面上的两只小船间喷射水流，观察到两只船向中间靠拢。 学生 2：我们这一小组选择老师提供的实验装置甲，把两个乒乓球放在两根小木条上，相对靠近一些，用一支饮料吸管向它们中间吹气，两个乒乓球互相靠拢。 学生 3：我们这一小组选择老师提供的实验装置乙，我们在两张纸中间吹气，结果看到两张纸不但没有被吹开反而互相向中间靠近。 学生 4：我们这一小组选择老师提供的实验装置丁，我们用一根中间切开 (未断) 折成直角的饮料吸管，一端插入水中，向管中吹气，可以看到水雾从切口处喷出。我们认为管中被我们吹气后，切口处压力变小，水面的大气压就会把水往管上面压。因此，我们认为流体在流速大的地方压强小，在流速小的地方压强大。 教师：非常好！由于气流的不可见性和流体的难以控制性，我们结合同学们的实验现象，用多媒体课件进行进一步分析。 教师：综上所述，我们可以得出结论：流体在流速大的地方压强小，在流速小的地方压强大。 多媒体展示：火车的安全线，龙卷风吹翻屋顶，汽车的 “气流偏导器”。 教师讲解： 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安全线，为什么乘客必须站在安全线以外的地方候车？ 解释：当人靠近高速行驶的列车时，会出现被吸入列车的现象，这是由于被列车带动的空气流速变大，压强变小，使人的两侧存在压强差造成的。所以乘客候车时，必须站在安全线以外，否则是非常危险的。 在航海中，船只在行驶过程中不允许两船并肩前进，如果并肩行驶，会出现什么情况？并分析说明其原因。 解释：如果两船并肩行驶会出现两船逐渐靠拢而发生相撞事故。这是因为在流体中，流速大的位置压强小。两船并列航行时，两船之间的水相对船的流速大，压强小；两船外侧的水流速小，压强大，产生向内的压强差，使它们逐渐靠拢。 杜甫在《茅屋为秋风所破歌》中写道：“八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅。” 请你从物理学的角度分析这两句诗所描写的物理现象。 解释：这是因为刮大风时，茅屋上面的空气流动快，茅屋里面的空气流速慢。根据流体中流速大的地方压强小的原理，茅屋上面的空气压强小，而里面的压强大，对茅草产生向上的升力使它飞走了。 交流讨论：生活中你注意过以下现象吗？ 大巴车在行驶时，司机吸的烟会从侧面打开的窗户飘出窗外。 落有树叶的马路上，汽车快速驶过后可以看到树叶、尘土被卷起。 居室前后两面的窗子都打开着，过堂风吹过，居室侧面摆放的衣柜的门被吹开了。 冬天，风越刮越大，带烟囱的炉子里的火越着越旺，火苗越蹿越高。 探究点二：飞机的升力 教师：我们经常在电视上看到飞机起飞的画面，可是沉重的飞机不是像鸟一样扇动翅膀飞行的，它的 “翅膀” 不能扇动，是什么原因使得飞机能够飞起来的呢？ 学生活动：取一个飞机机翼模型放在托盘测力计上，把电风扇置于模型的正前方，当电风扇通电运转时，观察测力计示数的变化。 教师讲解：观察图中的机翼形状，机翼的上方呈弧形，当气流从机翼经过时，上方的流速比下方大，根据流速与压强的关系，机翼上方的空气压强比下方处小，于是就产生了使机翼上升的力，这就是升力。 学生看图：观察图，分析鸟类展开双翅，即使不扑打，也能在空中滑翔而不会跌下来的原因。 教师分析：鸟翅如同机翼，鸟翅的上方是曲面，下方近似于平面，气流通过上方的速度大于下方气流的速度。因此上方的压强小于下方的压强，产生向上的升力，所以鸟在空中滑翔不会掉下来。 教师介绍：水翼船的水翼的作用。水翼船利用水翼产生的升力，使船体部分离开水面，大大减少了水的阻力，提高了航行速度。 三、课堂小结 教师：通过这节课的学习，我们了解了流体压强与流速的关系，即流体在流速大的地方压强小，在流速小的地方压强大。我们还通过实验和实际现象体会了这一原理，并且理解了飞机升力产生的原因。希望大家在今后的学习和生活中，能够运用这些知识解释和解决更多的实际问题。 学生：回顾本节课的主要内容，总结学到的知识点。（学生：我们学习了流体压强与流速的关系，知道了流体在流速大的地方压强小，在流速小的地方压强大的原理，并且了解了飞机升力产生的原因。） 作业布置 （1）请学生设计一个小实验，利用家中的常见物品，验证流体压强与流速关系的现象，并记录实验过程和结果。 （2）结合课堂所学的飞机升力原理，撰写一篇短文，解释为什么飞机的机翼上方是弧形的，并阐述这一设计如何帮助飞机产生升力。 学科网（北京）股份有限公司 $$