8.4 流体压强与流速的关系

第四节 流体压强与流速的关系
【教学目标】
1．知识与技能
（1）了解流体压强与流速的关系，并能用其解释某些生活现象。
（2）了解飞机的升力是怎样产生的。
2．过程与方法
（1）通过观察和实验，学会运用归纳、类比、逆向思维等研究方法，培养学生的观察和分析概括信息的能力。
（2）体验由气体压强差异产生的力。
3．情感、态度与价值观
领略气体压强差异所产生现象的奥妙，获得对科学的热爱和亲近感．培养学生敢于表达自己的想法，随时关注周围的人和事以及有关现象。
【重点和难点】
1．教学重点 ：了解流体压强与流速的关系，并能解释生活现象。
2．教学难点 ：对流体压强与流速关系的探究活动。
【教学准备】
器材准备：硬币、漏斗、小电风扇、乒乓球、吸管、纸、水槽、机翼模型。
课前准备：（1）硬币“跳高”比赛。（2）制作机翼模型。
【教学方法】
小组合作实验探究、讨论交流等。
【课时安排】
1课时
【教学过程】
一、引入新课
由学生实验导入：把乒乓球放置于漏斗中间，漏斗口朝下，往漏斗里吹气。事先让同学猜想，球会不会掉下来，然后实验。实验现象与学生猜想不一致，激发学生疑惑和强烈的好奇心，引入课题“流体压强与流速的关系”。
二、进行新课
那么什么是流体？
气体和液体都可以流动，我们把有流动性的气体和液体统称为流体。如：空气、水等。前面我们已经学过液体内部的压强和大气压强，知道浸在液体和气体中的物体，各个方向都要受到液体和气体对它的压强。那都是流体不流动时的压强。流体流动时的压强称作流体压强。空气和水流动时有快有慢，那流速变化，流体压强是否变化，如何变化，下面我们来探究他们之间的关系。
首先我们来探究流动的气体的压强与流速的关系。
（一）流体压强与流速的关系
课前同学们进行了硬币“跳高”比赛。现在请做得最好的同学上讲台表演。
学生表演，引导学生思考：是什么力使硬币向上“跳”起来？
[提示 ] 硬币向上“飞”的过程中，谁与硬币接触了？吹气造成了硬币的上下表面的气体发生了什么变化？猜想硬币上下表面的压强如何变化才能使得它飞起来？
分析：在刚才的实验里，硬币向上“飞”的过程中，只有空气跟它接触，只能是空气给了硬币向上的力。空气是怎么对硬币产生向上的力的？
　　硬币与桌面间总有一定的缝隙，这样硬币的下方和上方都有空气，没有吹气时，硬币上面的空气对硬币向下的压强与下面的空气产生的向上的压强相等，这两个压强的作用效果互相抵消。当在硬币上方沿着与桌面平行的方向吹气时，硬币上方气体的流速大于下方气体的流速，请同学们思考并猜想：这时硬币上、下方的空气产生的压强大小关系怎样才能使硬币跳起来？流动空气的压强跟流速有什么关系？
学生讨论，提出自己的猜想。教师把同学们不同的猜想板书在黑板上。
猜想与假设
猜想1：气体流动越快，它的压强越大。 猜想2：气体流动越快，它的压强越小。
猜想3：气体流动越快，它的压强不变。 猜想4：…… …… ……
　　到底流动的气体的压强与流速是不是有那样的关系呢？我们再做几个实验来探究并验证同学们的猜想。请同学们先根据自己刚才的结论，先猜想会发生什么现象，再观察实验现象。
纸条一端贴近下嘴唇， 用手握着两张纸， 点燃蜡烛，
用力向纸条上方吹气， 让纸自由下垂， 用吸管向两个烛焰
观察现象。 在两张纸的中间向下吹气， 中间用力吹气，
观察两张纸怎样运动。 观察现象。
引导学生讨论、分析实验现象：
[提示]
1、实验中的研究对象为什么会运动？（研究对象的两面存在压强差）
2、什么原因造成了压强差的存在？（研究对象两面空气的流速不同）
3、这些实验共同说明了一个什么问题？
由实验现象归纳出实验结论：在气体中，流速越大的位置压强越小。
其实这个结论在液体中也是成立的。所以在气体和液体中，流速越大的位置压强越小。
学生解释刚才的实验现象。
示例：不吹气时，纸张两侧的空气相对静止，致使空气对纸作用的压强相同，气体压强不会引起纸张运动，而吹气时，纸张内侧空气流动快，压强变小，内外造成压强差，空气将纸张压在了一起。
【其他生活中的现象】大风吹过走廊时，开着的门会怎么样，为什么？为什么火车站台都有一条安全线，火车行驶时严禁人们进入安全线以内的区域？一阵秋风吹过，地上的落叶像长了翅膀一样飞舞起来。冬天，风越刮越大，带烟囱的炉子里的火越烧越旺，火苗越蹿越高。居室前后两面的窗子都打开着，过堂风吹过，居室侧面摆放的衣柜的门被吹开了。大海中航行时，两艘船为何不能靠得太近？……
（二）飞机的升力
生活中很多现象与流体压强有关，最重要的应用之一就是飞机。几十吨重的飞机为什么能腾空而起？秘密在于机翼。你观察过飞机的机翼吗？它的截面是什么形状的？
机翼的形状起了很重要的作用。指导学生动手制作，教师检查完学生按要求制作完后，请学生操作：把细绳拉平绷紧，用嘴对着“机翼”前端细绳的位置，用力水平吹气，可以看到机翼在吹力的作用下向上翘起，这是什么原因？
[提示] 飞机机翼上凸下平，其上方弯曲，下方近似于直线。飞机飞行时，迎面吹来的风被机翼分成两部分，在相同的时间里机翼上方空气通过的路程长，空气流动速度比下方要快，压强要小；机翼下方空气流动较慢，压强较大。因此在机翼上下表面由于空气流速不同存在压力差，这就产生了向上的升力。
三、巩固小结
从以上所有实验中我们可以得到什么结论？
气体和液体中，流速较大的位置，压强较小。
四、布置作业
1、实践活动：制作一个飞机模型，在操场上进行表演，比一比谁的模型飞机在空中飞行的时间长。
2、有兴趣的同学可以查阅资料了解飞机的机翼有几种，它们的升力是如何产生的？
五、板书设计
第四节 流体压强与流速的关系
1、流体压强与流速的关系 2、飞机的升力
在气体和液体中，流速越大的位置压强越小。 机翼上下表面由于空气流速不同存在压力差。
【教学反思】
流速大，压强小
流速小，压强大
流速小
压强大
流速大，压强小
流速小
压强大
流速小，压强大
流速大，压强小
流速小，压强大