共1学时
1教学目标
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知识与技能1、知道流体压强与流速的关系是怎样的。2、了解飞机升力是怎样产生的。3、会用流体压强与流速的关系简单分析生活中的相关现象。过程与方法1、通过实验探究,发现流体压强与流速的关系。2、体验由气体压强差异产生的现象。情感态度与价值观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学情分析
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     本节课内容为人民教育出版社初中物理教科书八年级下册第九章《压强》的第四节。本节知识属于《初中物理课程标准》中一级主题“运动和相互作用”下的二级主题“机械运动和力”,评价要求为“了解”。流体压强与流速的定量基本关系可以用伯努利方程来描述,而初中阶段的学习只要求学生知道流体压强与流速之间的简单定性关系即“流体中流速越大的位置压强越小”。    在前三节的学习中,学生已能理解压强的概念,知道液体和气体向各个方向都有压强,了解了液体压强与液体密度和深度有关,知道大气压强受海拔高度影响,为进一步学习液体和气体压强与另一个因素即流速之间的关系打下了知识基础。同时通过一个多学期的学习,学生对科学探究的流程也有了一定的体验和了解,这也确保了学生能在老师的引导下通过实验探究发现流体压强与流速之间的关系。
3重点难点
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【教学重点】通过探究得到流体压强与流速的关系【教学难点】利用流体压强与流速的关系分析生活中的现象。
4教学过程
4.1 第一学时
4.1.1教学活动
活动1【导入】新课导入
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     我们生活在空气当中,空气看不见摸不着,大家看见过空气动起来是什么样的吗?有一种技术叫“条纹摄影”,通过它,可以拍摄到我们看不见的各种气体。我们来看一段视频,看看空气动起来是什么样的。    播放视频:“运动的气体”。    从视频中我们可以发现,气体和固体有很大的不同,它们可以流动,具有流动性。除了气体外,液体也具有流动性。我们把具有流动性的物质叫做流体。    流体有一些奇妙的特点,可以产生许多神奇的现象。下面的例子就是其中的一个。    演示实验:让一个学生上台帮忙,教师握住一根洗衣机排水软管的中部,保持下半部分不动,靠近桌面上的一堆纸屑,学生抓住软管上半部,使其在空中快速转动,发现纸屑被撒向空中。    同学们想知道它背后的奥秘吗?今天我们就一起来揭开它。
活动2【活动】发现流体的压强与流速有关
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1、吹硬币比赛:    比赛设计:将一枚硬币放在离桌子边缘5cm处,在硬币前方约10cm处用直尺架高约2cm作为障碍。    比赛规则:将嘴巴靠近桌子边缘,向着硬币的方向吹气(注意气流方向与硬币上表面平行),使硬币翻越障碍。看谁能使硬币成功翻越障碍或是使硬币跳得最高。    学生进行比赛,活动结束后通过视频慢动作让没有成功的学生看清吹气的要领。2、现象分析    提问:硬币放在桌面上时,上表面受到了空气的压力吗,方向是向哪里?下表面呢?    画出两个力的示意图。​    提问:如果用P上和P下分别表示硬币上下表面的空气压强,用S表示硬币的底面积,这两个力的大小可以怎样表示?    提问:如果不考虑硬币的厚度,没有吹气的时候这两个力的大小关系是怎样的?为什么?    提问:吹气的时候硬币一下子“跳”了起来,这时硬币的受力关系是和原来一样呢还是变化了?    提问:根据前面写出的力的关系式,这个变化可能是式子中哪一个物理量(P还是S)的变化造成的呢?    我们吹气的时候改变了硬币周围的空气流速,但通过上面的分析我们发现气体的压强也发生了改变,从而发现了气体的压强可能与气体的流速有关。接下来,我们就进一步探究气体的压强与流速有什么样的关系。
活动3【活动】探究气体压强与流速的关系
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    1、提出问题:气体压强与流速有什么关系?    2、猜想与假设:“流速越大,压强越大?”或“流速越大,压强越小?”。    3、实验思路:    提问:既然是研究的气体流速大小是怎样影响压强的,实验中我们应该改变哪个物理量 ,来观察哪个物理量?    4、进行试验收集证据:    教师先介绍实验中的注意事项。    活动1:手拿两张纸,让纸自然下垂,往中间向下吹气,观察纸的运动情况。    活动2:用纸在做面上搭一座“小桥”,往桥洞中吹气,观察“小桥”的变化。    活动3:点燃蜡烛,用吸管靠近烛焰的一侧吹气,观察烛焰的变化,换一侧吹气,再观察烛焰的变化。    5、分析论证    组内学生先讨论交流,然后让3个组的学生汇报本组的实验情况,要求说清楚以下几个要点:    (1)自己在试验中增大了哪里的空气流速?    (2)实验的现象是什么?    (3)这个现象说明这个地方的压强发生了怎样的变化?    (4)从实验中得出了什么结论?    我们的结论是不是正确呢?用气压传感器来验证一下。    6、用气压传感器验证结论    (1)把气压传感器连接到计算机,屏幕上显示出当前教室里的气压。将传感器拿高或拿低,观察测得气压的变化,让学生感受传感器的精确程度。    (2)将传感器固定,让一名学生对着传感器吹气,其余学生观察测得气压的变化。    (3)用电吹风对着传感器吹气,观察测的气压的变化,调大电吹风的风速,再观察测得气压的变化。    7、得出结论:在气体中,流速越大的位置压强越小。
活动4【活动】究液体压强与流速的关系
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     液体的压强是否也有这样的特点呢?请你用桌上的器材设计一个实验来验证它。    1、学生利用桌面上的器材:水槽、两只小船、注射器,讨论设计出实验方案    2、分组探究:往装有水的水槽中放入两个小船,用注射器向两个小船之间的水面喷水,观察小船的运动情况。    3、请学生根据自己观察到的现象进行分析。    4、得出结论:在液体中,流速越大的位置压强越小。    5、结合气体和液体压强与流速的特点,得出流体压强与流速的关系:流体中流速越大的位置,压强越小。
活动5【活动】流体压强与流速关系的应用
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    生活中有很多装置都利用到了流体压强与流速关系的知识,极大地方便了我们的生活。    1、飞机是怎样获得升力的    展示几张飞机的照片和鸟儿翅膀的照片,让学生观察飞机它们有什么样的特点。    从侧面看,飞机机翼和鸟儿翅膀的上表面是凸起的流线型,下表面几乎是平的,这样的翼型叫做平凸翼型。为什么飞机会选用这样的翼型呢?    拿出一个两个面都是平面的机翼模型。    提问:你能利用前面刚学习的知识,用电吹风让这个机翼升起来吗?    演示:让一名学生用电吹风吹机翼模型的上表面,发现机翼模型上升。    提问:为什么用电吹风模型的上表面,模型会上升?    你知道吹硬币要吹硬币的哪里了吗?    提问:这样形状的机翼适合安装在飞机上吗?为什么?    演示:用电吹风对着它的前缘中间吹气,发现机翼不会上升。    演示:拿出一个平凸翼型的机翼模型,用电吹风对机翼模型的前缘中间吹气,观察看到的现象。    问题:请大家试着推测一下飞机机翼产生升力的原因。    课件展示并引导学生结合课件分析:    飞机向前飞行时,气流相对于飞机向后流动,气流在机翼前缘被分为上下两部分,而在机翼的后缘又重新汇合。这样,在相等的时间内,机翼上方的气流通过的路程长,因此流速较大,对机翼的压强较小;机翼下方的气流通过的路程短,因此流速较慢,对机翼的压强较大,机翼上下表面的压强差使飞机受到了向上的升力。    用三句话归纳:    (1)机翼上表面空气流速快,压强小,    (2)机翼下表面空气流速慢,压强大,    (3)形成了一个向上的压强差,也产生了压力差。    2、气压式喷壶是怎样喷水的    教师拿出一个家用的气压式喷壶做演示。    学生活动:将一根吸管竖直插入水中,用另外一根吸管水平放置,对准第一根吸管的上端,用力吹气,观察发生的现象。注意吹气时不要对着人。    学生结合实验现象分析气压式喷壶的原理(要求用三句话说清)。    3、草原犬鼠的空调系统    教师拿出“草原犬鼠的空调系统” 的模型,进行讲解。可不光我们人类才会利用流体压强和流速的关系来为我们服务哟。非洲有一种草原犬鼠,它们的洞穴有两个出口,一个是平的,而另一个则是隆起的土堆。你知道它们为什么这样设计自己的家园吗?学生思考:“草原犬鼠的空调系统”是怎样在炎热的夏天为犬鼠一家送去清凉的。当地面上有风吹过的时候,洞穴中的空气会往哪边流动呢?演示:用电吹风沿着水平方向在洞口外吹气,观察洞穴中空气的流向。虽然利用流体压强与流速的关系,给我们的生活带来了极大的便利,可有的时候,灾难的罪魁祸首也是它。    4、展示几张大风过后房屋损毁的照片,提问:为什么刮大风时屋顶容易被掀翻?
活动6【作业】作业布置
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    1、解释为什么火车站台要设置安全线    2、解释用洗衣机软管把纸屑撒向空中的实验。
活动7【讲授】小结
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    由于液体和气体都具有流动性,所以我们把它们称作流体。它们的压强也有一些相同的特点,比如液体和气体对各个方向都有压强。流体中流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大。正是利用了这个规律,飞机才能获得升力,飞向天空,实现了人类的飞天梦想。等大家掌握了更多的规律和知识以后,也一定能实现我们自己的梦想。