第九章 浮力和升力
一、课标要求
1.通过实验探究,认识浮力。
解读:
关于“浮力”,《课标》既有过程性的要求:“探究”,又有终结性的要求:“认识”。要通过实验探究使学生认识到浸在液体或气体中的物体都受到浮力的作用,而不是直接给出浮力的定义,并让学生学会利用弹簧测力计测量物体所受浮力的大小(即“称重法”测浮力)。
2.经历探究浮力大小的过程。
解读:
关于“浮力大小”,《课标》对其学习过程做出了强制性的要求,即要求通过实验探究来学习,通过探究使学生感性地认识到:浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关,与浸没在水中的深度等无关。
3.知道阿基米德原理。
解读:
关于“阿基米德原理”,《课标》的要求是知道的层次,即要求能说出阿基米德原理的内容,并能用原理直接求出物体受到的浮力大小,不要求进行复杂的、综合性的计算。
4.知道物体浮沉的条件。知道潜水艇浮沉的原理。
解读:
关于“物体的浮沉条件”,《课标》只有终结性要求,让学生知道即可,不要进行复杂的、综合性的计算。浮力问题与日常生活联系非常紧密,所以要使学生认识到浮沉条件在生产、生活中的一些应用,如“知道潜水艇浮沉的原理”等。
5.通过实验探究,初步了解流体的压强与流速的关系。简单解释飞机的升力。
解读:
关于“流体的压强与流速的关系”,《课标》既有过程性要求,又有终结性要求,但这里的终结性要求不高,属于“初步了解”的层次,因此教学时可开展简便易行的探究、实践活动,使学生知道“流速越大的位置压强越小”即可,学习的重点要放在探究过程和解释实际问题上,《课标》要求“简单解释飞机的升力”就是这个目的。
二、本章教材分析
本章概述
本章学习与浮力和升力有关内容。主要有:浮力产生的原因、阿基米德原理、浮沉条件以及流体的压强和流速的关系等。
本章内容是在前两章弹力、重力、摩擦力、压力等知识的基础上展开的,是力学基础知识的进一步延伸,学习时需用到力的测量、二力平衡、力和运动的关系、密度、压强等重要知识,所以,本章知识也是初中力学知识的综合。浮力和升力与生产、生活的联系非常紧密,学习这些知识对人们的日常生活、生产技术和科学研究有着重要的现实意义。
本章教材是按照人们认知事物的一般规律编排的。第一节从生活经验出发,让学生通过活动感知浮力,建立浮力的初步概念,同时得出用“称重法”测量浮力的方法。接着让学生分析浮力的产生原因,猜想和探究浮力的大小与什么因素有关,为第二节探究阿基米德原理打下基础。第二节让学生经历比较完整的科学探究过程,得出阿基米德原理,并通过例题的处理,加深对阿基米德原理的理解。既然浸在液体中的物体都会受到向上的浮力,为什么有的物体浮、有的物体沉呢?物体的浮沉是日常生活中极为普遍的现象,且在生产生活中有广泛应用,因此,第三节在学习浮力和阿基米德原理的基础上进一步研究物体浮沉的问题,引导学生运用阿基米德原理、二力平衡、力和运动的关系等知识对浮沉现象进行分析,得出物体的浮沉条件,同时培养学生综合运用学过的知识分析问题的能力。考虑到升力和浮力有较多的共同点,如力的方向相同,力产生的原因都与压强差(压力差)有关等,在浮力的学习之后,第四节通过实验探究流体压强与流速的关系,并从理论上分析升力产生的原因,联系实际解释相关的现象,本章把“升力”和“浮力”放在一起,构成联系较为紧密的知识体系。
本章教学重点:阿基米德原理是解决浮力问题的重要规律,因此,阿基米德原理及其科学探究过程,是本章教学的重点。
本章教学的难点:浮力现象学生在生活中比较熟悉,但有不少生活经验干扰学习正确的知识,因此排除学生对浮力的一些错误认识,灵活运用阿基米德原理和浮沉条件解决有关问题是本章教学的难点。
编写特点
本章在编写上有以下特点:
⑴结构编排合理,逻辑性强。第一节先让学生感性地认识浮力,包括认识浮力的存在、浮力产生的原因、定性探究浮力的大小跟什么因素有关等;第二节定量研究浮力的大小,学习阿基米德原理;搞清了什么是浮力和浮力的大小,第三节研究物体浮沉的条件,将浮力与重力、运动和力等知识综合起来,分析解决实际问题。这样编排,三大知识点相对集中,便于学生掌握;另外,每节课的容量适中,且逻辑性强。例如:原教材把定性“探究浮力的大小跟哪些因素有关”与探究阿基米德原理放在同一节,容量大,头绪多,时间紧,实施起来效果往往不理想;本教材把“探究浮力的大小跟哪些因素有关”放在第一节,不仅及时巩固了“称重法”测量浮力的方法,丰富了学生对浮力的认识,也为第二节继续探究浮力的大小奠定了基础。这样安排,每节课的时间分配合理,使两个探究活动都能真正得到落实。而第三节则是在学习浮力和阿基米德原理的基础上研究浮沉现象,并让学生用阿基米德原理,结合二力平衡进行分析,使学生对浮沉现象能达到深入理解。整章教材由浅入深,环环相扣,易学便教。
⑵先感性后理性,符合认知规律。如第一节认识浮力,通过图9-1中的事例和“活动1”,先让学生认识浮力的存在,学生自然会产生疑问:为什么会有浮力?教材接下来分析浮力产生的原因,并进一步探究浮力的大小跟什么因素有关。又如第三节研究物体浮沉的条件时,先通过“活动1”,让学生感受漂浮、悬浮、下沉、上浮几种状态,然后提出两个问题,启发学生分析、思考,最后得出物体浮沉的条件。第四节研究压强与流速的关系,也是先让学生做三个有趣的实验,从中认识到流体的压强跟流速有关。
⑶教材的编写方法,有利于引导学生逐渐步入自主学习的轨道。教材的编写并不象以前的教材那样,将所有的知识都详尽地陈述给学生,许多内容采用“问题”的方式,引导学生思考讨论,自主获取知识。如:第一节定性探究浮力的大小跟什么因素有关和分析浮力产生的原因,都采用填空的方式,引导学生观察、分析;第三节在学生观察和认识漂浮、悬浮、下沉、上浮现象后,提出几个思考题引导学生运用学过的知识进行分析。这样就充分调动了学生自主探究的主动性;同时,教材的这种处理方式也为教师提供了范例,教给教师如何启发、引导,有效地避免满堂灌的现象。
课时安排
本章共4节,建议全章教学用7课时,具体安排如下:“9.1认识浮力”1课时,“9.2探究浮力的大小”2课时,“9.3研究物体的浮沉条件”2课时,“9.4神奇的升力”1课时,复习总结1课时。
9.1认识浮力(第1课时)
教学目标:
知识与技能:1、.通过观察,认识生活中的浮力现象,了解浮力是怎样产生的。
2.通过实验探究,知道漂浮和下沉物体受到浮力作用,学会利用弹簧测力计测量物体的浮力。
过程与方法:1、通过实验探究认识浮力.
2、通过实验探究,知道漂浮和下沉物体受到浮力作用,通过实验操作、培养学生的观察能力,分析概括能力
情感、态度与价值观: 1、初步认识科学技术对社会发展的影响.
2、 初步建立应用科学知识的意识.
3、培养严谨的科学态度和协作精神.
教学重点:浮力的概念
教学难点:浮力是怎样产生的。
教学方法:讨论、探究
教学用具:乒乓球、水、水槽、铁块、弹簧测力计、阿基米德原理实验装置等。
教学过程:
一、复习
1、力的测量工具是什么?
二力平衡条件是什么?
计算压强公式?计算液体压强公式?
4.如图容器中有水,请说出A、B、C、D四处的压强大小关系。
二、引入新课
不会游泳的人掉到河里将会怎样?但如果抱着救生圈就不会下沉。船、木块会浮在水面上;而潜水艇却可以浮在水面也可以沉入水中;等等的这些现象都与浮力有关,那么什么是浮力?浮力是怎样产生的?为什么有的物体沉下水底,却有的浮上水面?这节课我们就来学习浮力的知识。
三、新课教学
(一)研究什么是浮力
1、演示:把乒乓球放入水中的木块放手后,木块从水里浮上来,最后浮在水面上静止不动。
提问:在水里浮上来和浮在水面上的木块受几个力的作用?施力物体是什么?力的方向如何?
学生回答后小结:从水里浮上来的木块受到竖直向下的重力,施力物体是地球。还受到竖直向上的浮力,施力物体是水。上浮过程中木块受非平衡力的作用,浮力大于重力。木块浮在水面静止不动时,受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力。木块在平衡力的作用下保持静止状态。可见,从水里浮上来的物体和浮在水面上的物体都受到浮力。
2、演示:把石块放入水中,放手后石块在水中下沉,并且一直沉到水底。
提问:下沉的石块受浮力作用吗?
教师指出,为研究这个问题,同学们分组完成课本9—2的实验。(两人一组进行实验)
要求:①明确实验目的是判断浸没在水中和酒精中的石块是否受到浮力,以及浮力的大小和方向。
②石块要用细线挂牢。读取石块浸没在水中弹簧秤的读数时,石块不要触及杯底或杯壁。
学生实验时,教师巡回指导。
实验完毕,组织讨论,教师总结。
①挂在弹簧秤上的石块在空气中静止不动,受几个力的作用?方向如何?施力物体是什么?这几个力的关系是怎样的?说出石块在空气中重多少牛。
小结:石块受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力。重力的施力物体是地球,拉力的施力物体是细线。二力的关系是彼此平衡。此时弹簧秤的示数就是石块所受的重力。
②挂在弹簧秤上的石块浸没在水中的读数是多少牛?此时,浸没在水中的静止石块受到几个力的作用?各力的方向如何?施力物体是什么?这几个力的关系如何?两次弹簧秤的读数之差说明了什么?
小结:石块此时受到三个力的作用,一个是竖直向下的重力,施力物体是地球;一个是竖直向上的拉力,施力物体是细线;另一个是竖直向上的浮力,施力物体是水。石块静止不动说明:石块受到的重力一石块受到的拉力十石块在水中受到的浮力。由于石块浸没在水中时受到拉力的大小就是此时弹簧秤的读数。所以石块受到的重力一石块在水中秤的读数十浮力。弹簧秤两次读数的差就是浸没在水中的石块受到的浮力。浮力一石块重一石块在水中秤的读数(也可叫做石块在水中时的视重)。以上实验,说明浸入水中的
石块也受到浮力。
③、教师总结讲解时,
边讲边画出石块受力分析图
④、引导学生探究:下沉的物体是否受到浮力,得出浮力的概念 及测量方法。用弹簧测力计测出物体在空气中受到的重力记为G,再把此物体浸没在水中测它的重力,记为F,比较两次弹簧测力计的示数,发现了什么问题?据此,你能得出什么结论?
⑤、分析实验:示数变小了,说明物体受到了向上的力,这个力就是浮力。
F浮 = G — F 即弹簧测力计两次读数之差,这也是浮力的测量方法。 ⑥、练习
将一物体系在弹簧称上,称得其重为100牛顿,将它放入水中,弹簧称的读数为80牛顿。则物体受到的浮力是多少
(二)研究浮力产生的原因 物体受到向上向下的压力差。
①、演示:与容器底紧密接触的木块不受浮力
②、演示:如右图
③、教师引导学生分析得出
F浮=F向上-F向下
四.小结、这节课我们学习了浮力的概念,浮力产生的原因,以及求浮力的两个方法称量法和压力差法。浸在空气中的物体也受到空气对它的浮力。如气球
五.板书设计
浮力
(一)浮力
(1)浸在液体中的物体受到的液体向上托的力叫做浮力。
(2)一切浸在液体里的物体都受到竖直向上的浮力。
(3)浮力=物体重一物体在液体中的弹簧秤读数。F浮= G- F。”
方向:竖直向上
、浮力产生的原因
F浮=F向上-F向下
9.1认识浮力(第2课时)
教学目标:
知识与技能:1、进一步理解浮力产生的原因
2、通过实验探究知道浮力的大小与哪些因素有关
过程与方法 1、经历探究浮力大小的过程.
2、通过收集、交流关于浮力应用的资料,了解浮力应用的社会价值.
情感态度与价值观
1、初步认识科学技术对社会发展的影响.
2、初步建立应用科学知识的意识.
3、培养严谨的科学态度和协作精神.
教学重点:浮力产生的原因
教学难点:应用所学知识解决实际问题
教学方法:讨论
教学用具:水、水槽、铁块、弹簧测力计、
教学过程:
一、复习提问,引入新课
1、正在装货的货船,船的吃水深度有什么变化?
2、浮在水面上的大小轮船:比较它们谁受到的浮力大?
3、比较潜水员潜入水底与他部分身体露出水面,谁受到的浮力大?
4、为什么人可以休闲地躲在“死海”水面上读书、读报呢?
5、用弹簧测力计测出物体在空气中受到的重力记为G,再把此物体逐渐浸入在水中观察弹簧测力计的示数,发现了什么问题?
教师提问:浸在液体中的物体所受浮力的大小到底跟哪些因素有关呢?
二、新课教学:探究影响浮力大小的因素
1、猜想:请同学们就这个问题互相讨论,并进行猜想。(鼓励学生大胆猜想)老师将同学们的猜想写在黑板上,
同一物体所受浮力大小可能跟以下因素有关:(1)跟物体浸入液体中的体积有关;(2)跟物体浸入液体的深度有关;(3)跟液体的密度有关;……
2、指导学生上讲台设计实验。(1)、探究目的:了解浮力大小与那些因素有关。
(2)、器材:弹簧测力计、铁块、细线、水槽(增加实验可见度)、水、盐。 (3)、 实验设计:①在弹簧测力计下端挂一个铁块,依次将铁块浸入水中不同位置,如课本P26图11-10,观察比较弹簧测力计的示数变化情况,从而比较浮力大小;②再将铁块分别浸没在水和浓盐水中,观察比较弹簧测力计的示数变化情况,从而比较铁块在水和浓盐水中受到浮力的大小。根据F浮 = G – F’,G不变,F’变小,F浮变大。(请同学们填空P26)
3、进行实验
教师指导学生根据实验桌上的器材设计实验,对出现的问题加以纠正。师生共同评价,并加以鼓励。 学生充分讨论,设计实验方案,确立实验分工,进行小组实验。学生讨论分析实验数据,得出结论。
4、得出结论:(板书):浸在液体中的物体受到浮力的大小,跟物体浸入液体中的体积有关,跟液体的密度有关;跟物体浸入液体中的深度无关。师:游泳者感觉到潜入水中时比在水面游泳时受到的浮力大,其原因是什么?(学生回答,老师归纳)
5、应用
(1)、 请同学们观察课本图片,思考游泳者感觉到潜入水中时比在水面游泳时受到的浮力大,其原因是什么? 答:因为游泳者潜入水时浸入水中的体积(即排开水的体积)比在水面游泳时浸入水中的体积大,所以潜入水中时受到的浮力大。 (2)、设计实验探究浮力的大小与跟物体的密度有关、物体的重力有关、物体的形状有关无关。
小结:浸在液体中的物体受到浮力的大小,跟物体浸入液体中的体积有关,跟液体的密度有关
四.作业布置:
9.2阿基米德原理
教学目标:
知识与技能:1、经历浮力大小的探究过程,理解浮力的大小与被物体排开的液体(或气体)的重力之间的大小关系?
2、.知道阿基米德原理的内容,了解物体受到的浮力大小与哪些因素有关。
过程与方法:通过实验操作、培养学生的观察能力,分析概括能力提高动手动脑的能力
情感、态度与价值观:1、培养学生的学习兴趣和重视实验、实事求是的学习态度严谨的科学态度和协作精神。
2.学习阿基米德善于观察思考的精神。
教学重点:理解浮力的大小与被物体排开的液体(或气体)的重力之间的大小关系?
教学难点:物体受到的浮力大小与哪些因素有关。
突破难点的方法:把此探究实验做好,真正理解阿基米德原理。
教学设计理念:本节的重点和难点:通过探究影响浮力大小的因素的定性和定量实验过程,在合作与探究中知道浮力的大小与哪些因素有关,理解阿基米德原理。教学方法:以实验为主线,教师引导,学生积极参与的自主探究实验的综合课堂模式法。
教学准备:
教具:弹簧测力计、铁块、水槽、小烧杯、溢水杯、水、细线、盐等。
设计课件:将课本画面做成动态画面,分别突出影响浮力的相关因素,突破思维难点,展示活动相关内容及其他,提高课堂容量和教学效率。
教学过程:
一、复习提问,引入新课
1、浮力的概念及方向
2、浮力产生的原因
3、浮力的大小与哪些因素有关
二、新课教学
(一)、回顾探究浮力的大小与哪些因素有关的实验
1、提出问题:浮力的大小与哪些因素有关
2、猜想 :浮力的大小与物体浸入液体的深度、体积及液体的密度有关
3、设计实验:
4、进行实验
5、分析实验
6、得出结论:浮力的大小与物体浸入液体有关、与液体的密度有关。与浸入液体的深度无关。
引导提问:从活动中我们知道物体受到浮力的大小与排开液体的体积有关,还与液体的密度有关,排开液体的体积越大,液体的密度越大,物体受到的浮力也越大,这是一种定性的关系,下面让我们来探究活动浮力大小与这两个量的定量关系,即怎样测算浮力的大小?(二)、怎样测算浮力的大小?(提出问题)
1.请学生回答怎样测出浮力的大小,是否还有其它方法?
F浮 = G — F
F浮=F向上-F向下
2.故事:阿基米德与皇冠
3.研究浮力的大小(如图)
设计并进行实验(指导学生上讲台演示)
器材:弹簧测力计、铁块、溢水杯、小水杯、水、浓盐水。
实验探究过程:参照课本所示实验过程进行探究。研究物体受到的浮力跟被它排开的液体的重力大小的关系。步骤如下:
①用弹簧测力计测出铁块的重G,小空烧杯的重G杯;
②溢水杯装满水,小空烧杯放在溢水杯的溢水口下面,再将铁块缓慢地浸没在溢水杯的水中,记下这时弹簧测力计的示数F’,根据F浮 = G - F’求出F浮;
③用弹簧测力计测出小空烧杯和排出水的总重 G杯+排出水,G排 = G杯+排出水- G杯;④比较F浮和G排,得出其关系。
⑤再用浓盐水代替水,重复以上实验,可以得出相同的结论。(2)得出结论:浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于被物体排开的液体的重力。(这就是著名的“阿基米德原理”,它对于气体同样适用)。
阿基米德原理的公式表示:F浮 = G排
(三)、课堂练习
一只轮船在江面行驶,轮船排开水的体积为103m3,试求这只轮船所受的浮力是多大?(g取10N/kg)学生互相交流,上黑板写出解答过程。
学生在教师引导下由以上练习得出“阿基米德原理”公式:F浮=G排= m排g=ρ液g v排。
解题方法小结:为了更好地理解阿基米德原理,将公式F浮 = G排 展开,即F浮 = G排 = ρ液gV排 这样就为利用阿基米德原理解答实际问题提供方便。
三、小结:1.阿基米德原理:F浮 = G排
2.计算浮力的方法
F浮 = G — F
F浮=F向上-F向下
F浮 = G排
利用所学知识解决问题
1.把重为38N、体积为5×10-4m3的实心金属球浸没在盛满水的容器内,溢出水的重为多少N,金属球所受浮力的大小为多少N.
2.一名潜水员需到水下打捞体积为5×10-3米3的物体,当他潜入水下10米深处时,他所受水的压强为多少帕,物体受到水的浮力为多少牛,浮力的方向为竖直______。
3.一个铁块浸入一个装满水的烧杯中,溢出0.02kg的水,铁块受到的浮力是多少N.
4.一个物体所受的重力为10N,将其全部浸没在水中时,所排开的水所受的重力为20N,此时它所受的浮力为____ N,潜水艇潜水越深,受到水的压强_______ 。
三、作业布置:
9.3研究物体的浮沉条件
教学目标
知识与技能
⑴理解物体的浮沉条件。
⑵知道轮船、潜水艇、气球的浮沉原理。
⑶能应用浮沉条件解释一些简单的问题。
过程与方法
⑴经历探究浮沉条件的过程,培养学生应用力和运动的知识分析概括能力。
⑵通过对轮船、潜水艇、气球、飞艇和密度计浮沉原理的学习,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
(3)通过学生自己查阅轮船、潜水艇、气球、飞艇的资料,培养学生获取信息的能力。
情感、态度和价值观
⑴通过对轮船、潜水艇、气球和密度计的浮沉原理学习,让学生体验科学、技术、社会的紧密联系。
(2)通过学习阅读材料,培养学生的民族自豪感,培养学生热爱物理的情感。
教学重点和难点
重点:理解物体的浮沉条件和改变物体浮沉的方法。
难点:灵活利用浮力知识解决实际问题
教学用具
演示实验:三只乒乓球、大烧杯、水、模拟潜水艇实验器材、多媒体
分组实验:带盖的空瓶、牙膏盒、鸡蛋、盐、水、盐水、烧杯、弹簧测力计、量筒、酒精、木块、电脑
教学过程:
一.复习
1.重力的方向是怎样的?
2.什么样的力称之为平衡力?平衡力要满足什么条件?
3.请看右图,重50N的木箱放在水平台面上,请你画出木箱的受力示意图。
4、力的作用效果是什么?
二.新课教学
(演示1:)把盖上盖子的空瓶子浸没在水中,再松手
(演示2:)把装满沙子并盖上盖子的瓶子,浸没在水中,再松手
(演示3)把装满水并盖上盖子的瓶子,浸没在水中,再松手
提问:
既然一切浸入液体中的物体都受到液体对它竖直向上的浮力,为什么物体有的上浮、有的下沉、有的还可停留在液体中的任何地方?那么物体的浮尘取决于什么?
板书:9.3研究物体的浮沉条件
(一)物体的浮沉条件是什么
(演示4):把鸡蛋放在水中,然后慢慢的加进盐,改变水的密度,观察鸡蛋在不同密度的盐水中及及水中的状态
观察到的现象:
(1)鸡蛋放在水中时会慢慢的往下沉的过程(下沉)
(2)在水中加入少量的盐后,发现鸡蛋在盐水中既不沉下去又不浮起来(悬浮)
(3)继续往原有的盐水中加盐,鸡蛋有一部分露出液面,但有一部分仍浸在盐水中(浮)
(4)鸡蛋在从烧杯底慢慢往上升的过程(上浮)
提问:
(1)鸡蛋在下沉的过程中是否受到了力?分别是什么力?能否把此时鸡蛋受到的力用力的示意图表示出来。
(2)鸡蛋处于悬浮、漂浮、上浮的状态时,是否也受到了力,都分别是什么力?并把次三种状态的受力的力的示意图画出来。
教师分析:(出示小黑板)鸡蛋的四种状态力的示意图
总结:物体的浮沉取决于物体受到的重力和浮力的大小
板书:
F浮>G物,上浮
F浮<G物,下沉
F浮=G物,悬浮、漂浮
(二)浮沉条件在技术上的应用
1.提问:为什么我们看到潜水艇有时潜入水底,有时又浮出水面,它是如何改变浮力F与自身重力G的关系的呢?让学生阅读自觉课本“活动2”中的内容,并思考讨论其中的问题,再汇报。
学生课本P94图9-15潜水艇浮沉原理示意图分析潜水艇的浮沉
(分析):教师启发学生分析得出
冲水——F浮<G物,下沉
冲空气——F浮=G物,漂浮
2.引导学生阅读课本,了解人类是如何利用浮筒打捞沉船并请一位同学加以分析
利用浮筒打捞沉船时,先将浮筒装满水,沉在船旁,此时F浮G,浮筒在浮力的作用下带动沉船上升。
三、小结:物体的浮沉条件
当物体所受重力大于浮力时,物体下沉;当物体所受重力小于浮力时,物体上浮;当物体所受重力等于浮力时,物体悬浮。
9.4 神奇的升力
教学目标
1、知识与技能
(1)了解流体压强与流速的关系。
(2)了解飞机升力是怎样产生的。
(3)了解生活中跟流体的压强与流速相关的现象。
2、过程与方法
(1)通过观察,认识流体的压强跟流速有关的现象。
(2)体验由流体压强差异产生的力。
3、情感态度与价值观
(1)初步领略流体压强差异所产生现象的奥秘,获得对科学的热爱、亲近感。
(2)进一步认识学习物理知识是有用的。
教学重难点:
重点:流体的压强与流速的关系
难点:飞机升力产生的原因
教学过程:
一.新课引入:
[实验引入] 不会掉下的乒乓球
[提出问题] 吹气前,乒乓球为什么掉下来?
吹气后为什么它不掉下来了?吹气后它就不受重力了吗?
是不是空气流动后压强会发生变化呢?我们一起来探究一下。
明确流体概念
[引入探究内容] :流体的压强与流速的关系。
二.流体的压强与流速的关系
探究:
1、向两张下垂的纸中间吹气,你会发现什么现象? (比赛:看哪个同学可以把纸吹得张开得越宽———实际上吹不开)
多媒体分析白纸的受力情况得出初步结论:气体流速大的地方压强小
利用结论,分析问题
2、(分组实验,让学生亲身体验乒乓球吹不下的乐趣)并思考为什么对漏斗下的乒乓球吹气,乒乓球不会掉下来。
3、演示:简易喷雾器,学生解释它的工作原理。
练习:禁止行人在铁道边黄线内行走,为什么?
液体和气体一样具有流动性,是否也具有类似的特点呢?能否设计实验来证明呢?
演示:水槽里面的两艘小船,相隔一段距离,当用注射器往两小船中间喷射水流时,观察两船的运动状态如何变化。(投影展示)
结论:液体流速大的地方压强小
请阅读课本“奥林匹克”号与“豪克”号相撞故事,并用所学知识解释。
概括流体压强与流速关系:
板书:流体流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
指导学生实验:将纸条一端贴近下嘴唇,用力向纸条上方吹气;
观察现象,并解释原因。
过渡:往纸条上方吹气,纸条上方空气流速加快,压强减小,就可以向上运动。飞机也是往上运动,它们之间是不是有相似之处呢?
三.升力是怎样产生的。
观察播放飞机起飞的视频,引导学生思考:飞机周围的空气相对于飞机是否流动。
(投影出各种飞机的图片,说明飞机都有机翼,说明机翼有作用)
[PPT] 机翼的截面 ,有什么特点?
[提出问题] 这种机翼如何在气流的作用下上升的呢?。
[演示]:机翼模型的上升
[讨论] :机翼上升的原因
[PPT] 结论:
气流在机翼上下表面由于流速不同产生压力差,这就是向上的升力.
[提出问题]:
1、在相同时间内,机翼上方气流通过的路程与下方的是否相等?
2、机翼上方气流的速度与下方气流的速度是否相同?
3.若把飞机机翼模型的凸面向下,再向它吹风时,机翼还会上升吗
[演示实验]
机翼倒置,再向它吹风。
得出飞机升力产生的原因:
气流在机翼上下表面由于流速不同产生压力差,这就是向上的升力.
[提出问题]:你知道跑车尾部安装的气流偏导器是什么形状的?为什么?