9.5流体压强与流速的关系（教学设计）初中物理人教版（2024）八下

人教版八年级物理（下册）第九章 压强
第4节 流体压强与流速的关系（教学设计）
课题 9.4 流体压强与流速的关系
教材分析 本节由“流体压强与流速的关系“和”飞机的升力”两部分构成。本节内容与实际生活联系密切，真正体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的科学理念。在教学中应牢牢把握“物理源于生活，用于生活”的理念，引用大量的生活实例和物理实验进行探究式教学。
教学目标 物理观念：了解流体的压强与流速的关系及其在生活中的现象和应用；了解飞机的升力是怎样产生的。 物理思维：能用流体压强与流速的关系简单解释生活中的一些现象。 科学探究：经历探究实验，通过分析现象得出流体压强与流速的关系。 科学态度与责任：通过实验和生活中有趣的现象，领略流体压强差异所产生的奇妙现象，感受物理学的魅力，激发对物理学的兴趣，养成对身边现象关注、思考的习惯，并强化学生的安全意识。
教学重难点 教学重点：了解流体流动时压强的特点 教学难点：能用流体压强与流速的关系简单解释生活中的一些现象
教学方法 实验法、讨论法、归纳法、讲授法
教学准备 彩纸、直尺、硬币、乒乓球、矿泉水瓶、注射器、自制机翼模型、飞机升力演示器、大软管、彩纸屑、吸管、吹风机、烧杯、多媒体课件
教学过程
教师活动 学生活动 设计意图
趣味实验，导入新课 实验1：“漏斗吹球”比赛：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。看到了什么现象？ 提出疑问：为什么我们明明对乒乓球吹气，但是乒乓球却没有掉下去呢？ 这样奇妙的现象中有什么奥秘呢？让我们一起走进第九章第四节《流体压强与流速的关系》。 合作探究，推进新课 学习任务一：探究流体压强与流速的关系 教师介绍流体：物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。前面我们学习过的液体压强和气体压强都是流体静止时产生的。 当流体流动起来以后对物体的压强会发生改变，那么流体产生的压强与流速有什么关系？ 【学生活动】以小组为单位，利用桌上提供的实验器材和物品，完成探究活动：气体压强与流速的关系 【实验器材】有乒乓球两个，小木条两根，饮料吸管一支，大号注射器一支，装满水的水槽一个，两只塑料小船，一杯水，一根中间切开(未断)折成直角的饮料吸管，两张纸等器材。自由选择器材，做一到二组实验。 【设计实验】以小组为单位，选择合适的器材，设计实验方案。 【进行实验】根据所设计的实验方案进行实验，记录现象。 【分析归纳】分析实验现象，得出结论。 小组展示：小组展示实验方案，分享实验现象，交流实验结论。 【演示实验】液体压强与流速的关系 教师演示，让水流过粗细不同的一水平管，观察与水平管相连的竖直玻璃管中的液面是不是相平？ 学生观察，进一步说明，液体压强与流速之间的关系。 教师小结： 1、流体压强与流速的关系：流体在流速大的地方压强小，在流速小的地方压强大。 学习任务二：解释生活中的现象 【过渡】在我们生活中有很多流体压强与流速的关系的现象和应用，你能举出几个例子吗？（解释这些现象的产生原因） 提出问题： 1、为什么火车站或地铁站的站台上要画一条黄线或者装防护网防护门？ 2、航海规则为什么规定两艘轮船不能近距离同向航行？ 3、说一说喷雾器的工作原理。 4、这是非洲草原犬鼠洞穴的横截面示意图：犬鼠的洞穴有两个出口，一个是平的，另一个则是隆起的土堆。这是为什么呢？ 5、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。 小组交流讨论，最后代表发言，其他小组点评。 小结：解释如下： 问题1：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。 问题2：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，而使它们逐渐靠拢。 问题3：喷雾器的小孔处比较细，当有气体流出时，空气流速快，压 强小，容器里液面上方的空气压强大，液体就沿着细管上升，从管口流出后，受气流的冲击，被喷成雾状。 问题4：实际上，两个洞口的形状不同，决定了洞穴中空气流动的方 向。吹过平坦表面的风运动速度小，压强大;吹过隆起表面的风速度大，压强小。因此，地面上的风吹进了犬鼠的洞穴，给犬鼠带去了习习凉风。 问题5：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。 学习任务三：飞机的升力 【过渡】在古代人们就有了飞天的梦想。明朝的万户可谓中国飞天第一人，虽然他最后失败了，仍给后人带来了深远的影响，开辟了一种新的思想和道路。那么重达几十吨的飞机是如何飞起来的呢？秘密在于飞机的哪个结构？ （引导学生回答：机翼） 【动手】制作一个机翼，展示机翼模型，介绍其结构。 并将机翼正放、倒放，分别对着机翼吹气，观察机翼的运动状态。 小结： 1、飞机机翼结构特点：上凸下平 2、正放机翼吹气，机翼可以翘起来；倒放时机翼不会向上翘。 【播放视频】飞机产生升力的原因 机翼的形状基本是上凸下平。飞机起飞之前，先得在跑道上跑一段距离。飞机向前跑，空气就相对地向后移动。因为机翼的形状基本是上凸下平，所以上方空气流速加大，压强减小，机翼上方与下方存在压强差，因而有压力差，这就形成向上的升力。 提出问题：赛车的尾部装有一个装置“气流偏导器”，也就是俗话所说的“尾翼”，请同学们思考以下，这个装置的作用是什么？结构又有怎样的特点？ 【解释】在高速行驶的汽车尾部安装有水平尾翼，水平尾翼下部气流速度快，压强小，上部压强大，将车压向地面，使汽车行驶稳、安全。 回忆课堂，进行小结 结合板书，进行本节课小结，最后进行课堂检测 观察现象， 思考原理 小组讨论，设计实验、进行实验、思考交流。得出结论 观察现象，并与自己的小实验现象对比 做笔记 思考生活中有关的现象与应用，并小组内讨论交流 思考、交流、回答问题 动手制作机翼 聆听讲解，知道飞机产生升力是机翼上下方产生压强差而产生的。 有趣的实验现象引入新课，激发学生的学习兴趣 小组合作探究，培养团结协作意识，养成从实验现象中发现问题和分析问题的能力 联系生活实际，发现生活中有趣的物理现象，激发学习兴趣，养成善于观察、思考生活的好习惯。 锻炼动手能力，加深对机翼模型结构的认识，体验飞机升力的产生。
课堂检测 1．如图所示的四个实例中，不能用“流体压强与流速的关系”来解释的是（　　） A．自制简易喷雾器 B．孔明灯飘在空中 C．飞机机翼上面凸起 D．站台边设置的安全线 【解答】解：A、当向管中快速打气时，空气从喷筒快速流出，致使喷筒中的压强小；吸管下方还受到大气压的作用，液体在大气压作用下升高而喷出，是因为流速大的地方压强小，故A不符合题意； B、孔明灯是利用浮力升空的，浮力大于重力，孔明灯才能升空，故B符合题意； C、飞机的机翼上面凸起，故飞机在运动时，其机翼上方的空气流速快，压强小，而机翼下方的空气流速慢，压强大，故机翼受到一个向上的升力，所以飞机能起飞，故C不符合题意； D、当火车驶过车站时，安全线以内的地方空气流速增大压强减小。人外侧受到的压强大于内侧受到的压强，人被压向列车，容易发生交通事故，所以火车站的站台设置安全线，故D不符合题意。 故选：B。 2．2018年5月14日，川航重庆至拉萨3U8633航班在飞行期间出现挡风玻璃碎裂，导致驾驶舱处于高空低温失压的状态，在空管和机组人员的冷静处理下，飞机安全迫降于成都双流机场。关于飞机的飞行，下列说法正确的是（　　） A．飞机正常飞行时，机翼上方空气流速大，压强小 B．飞机正常飞行时，乘客系上安全带是为了消除自身的惯性 C．挡风玻璃碎裂后，驾驶舱内的气压突然变为零 D．飞机在迫降过程中运动状态始终保持不变 【解答】解：A、根据流体压强和流速的关系可知，飞机正常飞行时机翼上方空气流速大压强小，故A正确； B、飞机的速度很快，挡风玻璃碎裂后，舱外的空气流速很大，压强变小，舱内的空气流速较小，压强较大，在内外压强差的作用下，乘客很容易被吸出舱外，所以系安全带，主要是为了防止被“吸出”舱外，同时也是为了减小惯性带来的危害，故B错误； C、根据挡风玻璃碎裂，导致驾驶舱处于高空低温失压的状态可知，挡风玻璃碎裂后，驾驶舱内的气压会突然减小，但不会为零，故C错误； D、飞机在迫降过程中速度大小和运动方向都在发生变化，所以运动状态始终保持在变，故D错误。 故选：A。 3．如图所示，步行在雨中，我们会打一把伞，一阵大风吹来，雨伞会被向上“吸”起来，原因是伞面上方空气流速_________伞面下方空气流速，伞面上方受到的气体压强_________伞面下方受到的气体压强（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 答案：大于 小于 4．下面是小明同学实验探究过程： 【探究目的】初步了解流体的压强与流速的关系。 【提出问题】气体的压强是不是与气体的流速有关系？有什么关系？ 【设计实验和进行实验】 （1）如图1所示，取两张白纸，让其平行地自然下垂，向两纸中间用力吹气； （2）你观察到的现象是 　两张纸（向中间）靠拢　； 【分析和论证】你通过本实验可以得出的初步结论是：　流体中流速大的地方，压强小　； 【评估与交流】 （1）下列事例中运用该知识点工作的是 　A　（填字母）； A.风筝升上天空 B.潜水艇浮出水面 （2）图2是喷雾器的原理示意图，请你分析：当空气从小孔迅速流出，小孔附近空气的流速较大，压强 　较小　，在 　大气压强　的作用下，液体就会沿着细管上升。 【解答】解：【设计实验和进行实验】 （2）向两纸中间用力吹气，两纸中间气体的流速大，压强小，两张纸在大气压的作用下，向中间靠拢。 【分析和论证】 通过本实验可以得出的初步结论是：空气流速大的地方压强小。 【评估与交流】 （1）A.风筝升上天空利用了流体压强与流速的关系； B.潜水艇浮出水面利用了浮沉条件。 故选A。 （2）在图2喷雾器的原理示意图中，当空气从小孔迅速流出，小孔附近空气的流速较大，压强变小，在大气压的作用下，瓶内液体就会沿着细管上升，进而喷出。 故答案为：两张纸（向中间）靠拢；流体中流速大的地方，压强小；A；较小；大气压强。 5．狂风发作时，经常会揭起屋顶的瓦片，这是为什么？ 答：狂风发作时，屋顶上方流速大，压强小，而屋内流速小，压强大，产生向上的压强差，所以瓦片会被揭起。
板书设计 第4节 流体压强与流速的关系 一、流体：具有流动性的液体和气体。 二、流体压强与流速的关系：在液体和气体中，流速越大的位置，压强越小。 三、飞机升力产生的原因：机翼上下表面存在压强差，因而有压力差。
教学反思 流体的压强与流速的关系这一节与生活中许多现象有着密切的联系，因此在实验的设计上，我努力找学生熟悉的又感兴趣的例子和实验。教学中，让学生亲手进行流体压强与流速关系的实验，让学生自己发现流体压强与流速的关系。在解释应用方面，通过展示生活中与流体压强与流速的关系相关的图片，与学生一起分析想象产生的原因，丙引导学生关注生活中的安全，德育得以渗透。