教学设计与案例第四节 流体的压强与流速的关系(浙江省宁波市)

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流体的压强与流速的关系
谢华玲 慈溪市彭桥初级中学 315318
课型
小组合作实验探究、班级师生交流
教材分析
《流体的压强与流速的关系》选自义务教育课程标准实验教科书《科学》（华师大版）八年级上册。
本节是在学生初步了解气体压强和液体压强特点的基础上，继续通过探究让学生体会流体的压强与流速的关系，以及由此去解释日常生活中常见的一些流体的压强与流速有关的现象。
教学目标
1．让学生通过实验感知流体压强与流速的定性关系。
2．了解流体的压强与流速的关系。
3．能对有关现象作初步解释。
4.通过实验使学生加强动手能力，并通过小组讨论培养学生的语言表达能力。
教具准备
1. 教师用具：两只一次性塑料杯、一只乒乓球、自制CAI课件
2. 学生用具：每一小组一只乒乓球、漏斗一只、A4纸两张、盛水烧杯一只、饮料吸管一支、剪刀一把、10ml注射器一只、小纸船两只、盛水水槽一个 。
教学流程
一、激趣引入。
师：今天我给大家变个魔术——会飞的球。
演示：左右两侧相隔一定距离(10cm左右)各放一只一次性塑料杯，并把一只乒乓球放于其中一只杯子中，用力向两杯子中间吹气，观察到现象后再用力吹气，描述所观察到的现象。
生：观察后描述并感到很奇怪。
师：当我们不断吹气时，球会在两只杯子间飞来飞去，为什么会出现这么奇怪的现象呢？
[演示学生司空见惯但又极易造成错觉的现象，激发学生兴趣，为后面的探究做准备。]
生：活动1：乒乓球放在漏斗中，漏斗口朝上，用嘴在下方漏斗尖端向上用劲吹气，乒乓球会吹离球吗？如果把漏斗倒置，乒乓球用手托住放在漏斗内，用嘴在上方漏斗尖端向下用劲吹气，吹气时手松开，乒乓球会掉在地上吗？
生： 漏斗口朝上，用嘴在下方漏斗尖端向上用劲吹气，乒乓球不会吹离球；把漏斗倒置，乒乓球用手托住放在漏斗内，用嘴在上方漏斗尖端向下用劲吹气，吹气时手松开，乒乓球不会掉在地上。
[实验现象与学生的猜想不一致，再一次激发学生疑惑和强烈好奇心，然后引入今天的课题“流体的压强与流速的关系”]
二、合作交流，探究新知
师：那么什么是流体？液体和气体都具有流动性，统称为流体。如：空气、水等。流体流动时的压强称作流体压强，流体流动时有快有慢，那么流体流动时，流体的压强是否变化？如何变化？下面我们来探究它们之间的关系。
科学探究活动——研究流体的压强与流速的关系。
A:提出问题：
师：流体压强与流速有什么关系？
B:猜想与假设：
学生猜测1.流体流速大，压强小。 2.流体流速大，压强大。 3.流体的流速与压强无关。
[目的培养学生的猜测能力。]
C:实验探究:
师：如何来检验我们的假设呢？
生：活动2：用两手平拿一张纸，让大半张纸自由下垂，在纸的上方沿水平方向吹一口气，这张纸将怎样运动呢？记录所观察到的现象并思考为什么会出现你所观察到的现象。
生：观察到纸会向上运动。
师： 当我们用劲在纸的上方用力吹气时，纸的上方气流速度大，气体压强变小，而纸的下方气流速度不变，故气体压强不变，既纸上方流动气体的压强比纸下方静止气体的压强要小，所以观察到纸会向上运动。
生：活动3：用手提两张纸，使两张纸自由地平行下垂，向两张纸间用劲吹气，这两张纸间的距离会有什么变化？为什么会有这种变化？
生：能观察到这两张纸会相互靠拢。
师：当向两张纸间用劲吹气，两张纸的内侧气体流速大，外侧气体流速不变，两纸条的内侧气体压强小，外侧的气体压强不变，所以能观察到这两张纸会相互靠拢。
生：活动4：吸管喷雾器
取饮料吸管一支，在离吸管三分之一处剪一个水平切口，从切口处折弯成直角，取一杯水（水面离杯口2—3cm），把吸管短的一端放入水中，切口离水面2—3cm，然后用嘴从长的那端用劲吹，猜测一下，会发生什么现象，为什么会产生这样的现象？
（此活动有趣，但学生方法不对或用力不足会使实验不成功，因此教师应巡视，帮助学生解决在探究过程中遇到的困难。）
（实验中学生气氛活跃，踊跃发言）
生： 当用嘴从长的那端用劲吹时，吸管切口处的气体流速大，压强小，杯内水面上的压强等于大气压，压强较大，杯子中的水会在大气压的作用下会从切口喷洒而出。
结论：当气体稳定流动时，在流速越大的地方，压强越小；在流速越小的地方，压强越大。
师：动画演示 液体压强与流速的关系如下图：
思考：液体不流动时图中ab两管中液面为什么相平？ 液体流动时ab两管中液面的变化如何，为什么会这样？
（学生思考、讨论。）
师小结：液体流动时由于两玻璃管的粗细不同，液体流过粗玻璃管时流速大，液体压强小，与之相连的玻璃管的液面高，液体流过细玻璃管时流速小，液体压强大，与之相连的玻璃管的液面低。
结论： 当液体稳定流动时，在流速越大的地方，压强越小；在流速越小的地方，压强越大。
D:得出结论：
进一步的实验和理论研究表明：流体压强与流速有一定的关系，当流体稳定流动时，在流速越大的地方压强越小；在流速越小的地方压强越大。
三、巩固知识、应用知识；
1．飞机机翼的升力
师：飞机是现代交通的重要工具，自从1903年莱特兄弟用他们自己制造的飞机试飞以来，飞机已有了很大的发展。支持飞机在空中飞行，主要是飞机的机翼产生升力。机翼为什么能产生升力呢？
（引导学生仔细分析，大胆想象，并学为所用）
师课件展示：分析机翼为什么能产生升力？ 气流流过机翼上缘的路程长，流速大，压强小，气流流过下缘的路程短，流速小，压强大，两个表面的压强差产生向上的升力。
2．水翼船
课件展示水翼船并师生共同解释水翼船快速的原理。
思考1912年秋季的一天，当时世界上最大的远洋轮之一，“奥林匹克号”正在大海中航行，突然在100米左右的地方与它平行疾驶的一艘比它小的多的“豪克号”铁甲巡洋舰，一个劲地向“奥林匹克号”冲去结果发生碰撞事件。解释为什么会这样呢？请用桌上的仪器做一做，在水槽中并列放两只已准备的纸船，用注射器把水注入两船之间，你看到了什么现象？并予以解释。
现象 两船向中间靠拢，因为两船中间水流速度大，压强小，船外侧的压强大于内侧的压强，所以两船向中间靠拢。
思考 请大家解释上课开始时老师的小魔术——球为什么会飞呢？
思考 在火车和地铁站台上，在离台口1m距离的地方，都要用漆划一道安全线，等候乘车的旅客都应站在这条安全线后面才能确保安全。这是为什么？
（学生们都积极举手发言，以获取的知识解决实际问题，并体验到了成功的喜悦）
四、总结扩展
说一说 通过本节的学习你最大的收获是什么？
五、课外延伸，体会规律
活动1.在家从不同侧面去吹点燃的蜡烛，你发现了什么，并与同学交流。
活动2.试一试，找一个大塑料袋，你能用什么方法（不借助其它工具）很快的把气体收集满。
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