9.5流体压强与流速的关系（教案）--人教版八年级物理下册同步（新教材）

第5节　流体压强与流速的关系
1.物理观念：
（1）明确流体的概念，知道流体压强与流速的关系。
（2）知道飞机的升力是如何产生的。
2.科学思维：
（1）通过“吹纸条”等实验，培养“从现象推导规律”的逻辑思维。
（2）能利用流体压强与流速的关系解释有关的现象，培养学生观察、比较、分析的能力。
3.科学探究：能根据生活现象提出“流体流速是否影响压强”的探究问题，设计实验方案。
4.科学态度与责任：
（1）通过趣味小实验和数字化探究，感受物理知识的趣味性，激发学习兴趣。
（2）结合“火车站安全线”等案例，树立“用物理知识规避危险”的责任意识，将知识与生命安全结合。
1.教学重点：流体压强与流速的关系。
2.教学难点：利用流体压强与流速的关系解释有关现象。
［演示］将竖直纸条放在嘴边，向纸条上方吹气，纸条向上飘动。
［提问］为什么向纸条上方吹气，纸条会向上飘而不是向下落？这与“流体压强与流速的关系”有关，今天我们就通过实验和探究，揭开这一规律的奥秘。
　任务一　流体压强与流速的关系
教师活动 学生活动
［过渡］物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。如空气、水，它们都是流体。 ［过渡提问］纸条在重力的作用下，会自然下垂，朝水平方向吹气时，纸条会向上运动，这说明什么？ ［追问］是什么力发生了变化？ ［提问］空气流动起来的压强比静止时的压强小，气体的压强是不是跟其流速有关系？我们再通过几个小实验来看一看。 ［展示］视频播放吹乒乓球或吹硬币的实验。由这些实验和现象，你能得出什么结论？ ［追问］液体也能流动，是否也具有这样的特点呢？如图，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？ ［追问］结合气体和液体的实验现象，我们能总结出流体压强与流速的普遍关系吗？请大家阅读教材中关于流体压强与流速关系的核心内容，相互讨论后用简洁的语言概括。 ［追问］生活中有哪些现象能验证这一规律？比如“窗外有风时，窗帘飘向窗外”，请结合规律解释这一现象。 ［小结］ 1.通过气体和液体的实验，我们验证了“流体流速越大，压强越小”的普遍规律。 2.生活中很多现象都能体现这一规律，解释时需紧扣“流速差异——压强差——物体运动”三步骤。 ［回答］说明纸条上下表面的受力情况发生了变化。 ［回答］大气压力，吹气后，纸条上方空气流速变大，下方空气流速基本不变，空气对纸条下方的压力比上方的压力大，托举纸条向上运动。 ［讨论回答］气体流速越大，压强越小。 ［讨论回答］用水管向两船中间冲水，两只小纸船会靠拢。液体是流体，也存在“液体流速越大，压强越小”的结论。 ［阅读教材、讨论回答］阅读教材后总结：无论是气体还是液体，都遵循“流速越大的位置，压强越小”的规律。 ［交流回答］解释现象：窗外有风时，窗帘外侧空气流速大、压强小；内侧空气流速小、压强大（接近大气压）；内侧压强大于外侧压强，将窗帘推向窗外，验证“流速越大，压强越小”的规律。
　任务二　飞机的升力
教师活动 学生活动
［展示］播放飞机起飞时的视频。大型运输飞机装上百吨的物资也能够在空中飞行，其中一个重要的因素就是机翼的形状，它使飞机在水平飞行时能获得向上的升力。接下来我们就来学习升力的产生。 ［提问］观察飞机机翼的结构示意图，思考：飞机在跑道上前进时，空气会沿着机翼的哪两条路径流动？这两条路径的长度有什么差异？ ［追问］空气同时到达机翼的后端（尾端），结合“s=vt”，机翼上下表面的空气流速有什么差异？这种流速差异会导致怎样的压强差异？ ［追问］这个向上的压强差会产生什么效果？会怎样影响飞机的受力情况？ ［小结］飞机机翼横截面的大致形状是上表面弯曲，下表面比较平。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，机翼上方气流的速度较大，对机翼上表面的压强较小；下方气流的速度较小，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，产生了升力。此外，飞机的飞行姿态等也会影响升力的大小。 ［追问］除了飞机机翼，如图甲所示的“风筝升空”的设计中也利用了“流速差异产生压强差”的原理，请结合原理解释。 ［提问］生活中一些物体也是应用流体压强的特点来工作的，如常见的“喷雾器”（杀虫剂、香水等），请大家观察喷雾器的结构示意图（如图乙），结合流体压强与流速的关系分析并讨论它的工作原理。 ［追问］交通场景中，“火车站或地铁站的安全线”是重要的安全设施，为什么乘客必须站在安全线外候车？ ［拓展阅读］请大家阅读教材P60~61的“拓展实验”，了解用传感器研究气体压强与流速关系的方法和过程。 ［回答］观察示意图后回答：空气会沿着机翼的上表面和下表面两条路径流动；上表面因凸起，路径长度较长；下表面平直，路径长度较短。 ［讨论回答］讨论推导：空气从机翼前端到后端的时间相同，上表面路程长，根据v=可知，上表面空气流速大；下表面路程短，流速小；结合流体压强与流速的关系，上表面流速大、压强小，下表面流速小、压强大，形成向上的压强差。 ［阅读教材回答］向上的压强差会对机翼产生向上的压力，这个压力就是飞机的升力；当飞机前进速度足够快，升力大于飞机的重力时，飞机就能离开地面，腾空而起。 ［讨论回答］解释风筝升空：风筝的迎风面设计成“上凸下平”，风吹过时，上表面空气流速大、压强小，下表面流速小、压强大，产生向上的升力；同时风筝线的拉力改变风筝的运动方向，使风筝能稳定升空。 ［回答］分析喷雾器原理：①结构作用：按压活塞时，空气快速通过喷嘴（细管），流速增大；吸管一端插入液体，另一端靠近喷嘴；②压强变化：喷嘴处空气流速大、压强小，吸管内液体表面受大气压作用（压强大）；③喷雾过程：大气压将吸管内的液体压入喷嘴，快速流动的空气将液体吹散成雾状，实现喷雾，本质是利用“流速大、压强小”的规律。 ［讨论回答］当列车驶过时，列车周围的空气流速增大，压强减小。此时如果人站在安全线以内，人身体前、后有压强差，因而有压力差。这个压力差会把人压向列车，非常危险。所以人必须站在安全线以外的区域候车。
教师活动 学生活动
［任务］请以思维导图的形式，总结本节课的核心知识体系。 ［总结］本节课我们从生活现象入手，通过传统实验定性验证了“流体流速越大，压强越小”的规律，用传感器实验定量分析了两者的非线性关系，还理解了飞机升力的原理和规律在多领域的应用。整个过程中，我们不仅掌握了物理知识，还体会了“定性与定量结合”“理论与实践结合”的科学探究思路。课后我们要善于观察生活，用今天所学的规律解释更多现象，同时尝试用简易材料制作小发明，让物理知识真正服务于生活。 ［小组合作］总结本节课知识，绘制思维导图。
第5节　流体压强与流速的关系
1.流体压强与流速的关系：在流体中，流速越大的位置，压强越小。
2.飞机的升力：机翼上、下表面产生的压力差。
3.应用实例：飞机机翼、火车站站台安全线等。