流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系教學(xué)設(shè)計(jì)

1、流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系辛樂軍【教學(xué)目標(biāo)】通過實(shí)驗(yàn)探究，初步了解流體的壓強(qiáng)與流速的關(guān)系?！窘虒W(xué)方式】小組合作實(shí)驗(yàn)探究、班級(jí)師生交流?！窘虒W(xué)用具】自制的如圖（1）所示的演示器、漏斗、乒乓球兩個(gè)、小木條兩根、飲料吸管一支、大號(hào)注射器一支、水槽一個(gè)、兩只塑料小船、一杯水、一根中間切開（未斷）折成直角的飲料吸管、兩張紙?！窘虒W(xué)過程】一、新課引入提出問題并對(duì)問題的成因提出猜想學(xué)習(xí)方法：從實(shí)驗(yàn)觀察中發(fā)現(xiàn)與物理學(xué)有關(guān)的問題，嘗試根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)問題的成因提出猜想。圖1師：同學(xué)們，請(qǐng)先看一個(gè)實(shí)驗(yàn)，如圖1所示，我打開閥門A，關(guān)閉閥門B，讓紅色的水流入管徑粗細(xì)不同的透明塑料管，請(qǐng)注意觀察三支小豎管中水柱的高度。你觀察到什么

2、？學(xué)生：三支豎管中水位相平。師：請(qǐng)看如果我打開閥門B，可以看到什么現(xiàn)象？學(xué)生：三支豎管中水位不相平。師：這時(shí)看到三支小豎管中水柱的高度不相同，你發(fā)現(xiàn)高度什么特點(diǎn)呢？學(xué)生：水管越粗水柱越高，水管越細(xì)水柱越低。師：根據(jù)學(xué)過的連通器原理，當(dāng)水不流動(dòng)時(shí)，各容器的液面總保持相平。如今當(dāng)水流動(dòng)時(shí)，小管中水柱的高度卻不相同，說明各豎管中的壓強(qiáng)也就不相同。根據(jù)液體的壓強(qiáng)公式p=gh ，也就是說各個(gè)粗細(xì)管中水的壓強(qiáng)就不相同。同學(xué)們猜一猜，想一想，這個(gè)不相同可能會(huì)跟什么有關(guān)系呢？學(xué)生討論與猜測(cè)：1、與管的粗細(xì)有關(guān)。2、與水的流動(dòng)有關(guān)。3、跟距水源的遠(yuǎn)近有關(guān)。師：同學(xué)們，請(qǐng)繼續(xù)看另一個(gè)實(shí)驗(yàn)，如圖2所示，我把乒乓球放

3、在伸平的手掌上，并把乒乓球放在翻轉(zhuǎn)的漏斗中，請(qǐng)看（說完，松開手掌），看到了什么現(xiàn)象？圖2學(xué)生：掉下來(lái)了。師：我用嘴通過漏斗向下吹氣，同時(shí)放開手。又看到了什么現(xiàn)象？學(xué)生：吸住了。師：乒乓球?yàn)槭裁丛诼┒废路讲粫?huì)掉下來(lái)，我們分析看看，乒乓球能在漏斗下方不會(huì)掉下來(lái)，由物體的平衡條件可知，豎直方向除了受到重力以外，一定還受到一個(gè)向上的壓力。未吹氣時(shí)沒有這個(gè)現(xiàn)象，當(dāng)吹氣之后才產(chǎn)生這種現(xiàn)象，同學(xué)們?cè)俨乱徊?，想一想，這個(gè)壓力可能會(huì)跟什么有關(guān)系呢？學(xué)生討論與猜測(cè)：1、浮力。2、大氣壓強(qiáng)。3、空氣流動(dòng)的快。師：通過這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，我們發(fā)現(xiàn)它們都與液體或者氣體的流動(dòng)有關(guān) 。液體和氣體，它們一個(gè)共同的特點(diǎn)是：都具有流

4、動(dòng)性，統(tǒng)稱為流體。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的共同之處是，流體在運(yùn)動(dòng)時(shí)才導(dǎo)致現(xiàn)象的產(chǎn)生。且我們已猜測(cè)流體流動(dòng)可能與流體的壓強(qiáng)存在有某種關(guān)系。那么，這可能是什么關(guān)系呢？學(xué)生猜想歸納為兩種：1、 流體在流速大的地方壓強(qiáng)大，在流速小的地方壓強(qiáng)小； 2、流體在流速大的地方壓強(qiáng)反而小，在流速小的地方壓強(qiáng)反而大。師：究竟哪一種猜想是正確的呢？下面我們將通過實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行探究。二、新課教學(xué)制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方法：明確探究目的，給定一些器材，由學(xué)生選擇并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)的過程，來(lái)探究流體的流速與壓強(qiáng)的關(guān)系。師：好，我們今天就來(lái)研究流體的流動(dòng)速度與壓強(qiáng)的關(guān)系。同學(xué)們的桌子上有乒乓球兩個(gè)，小木條兩根，飲料吸管一支，大號(hào)注

5、射器一支，裝滿水的水槽一個(gè)，兩只塑料小船，一杯水，一根中間切開（未斷）折成直角的飲料吸管，兩張紙等器材。自由選擇器材，做一到二組實(shí)驗(yàn)。這里提示你們，我們可以用嘴吹氣產(chǎn)生氣流，用注射器噴射水產(chǎn)生水流，通過一些物體的運(yùn)動(dòng)狀況來(lái)分析判斷壓強(qiáng)大小的變化。這里提供幾個(gè)參考實(shí)驗(yàn)裝置，請(qǐng)看大屏幕，如圖3所示。同學(xué)也可以自己設(shè)計(jì)別的實(shí)驗(yàn)方案。圖3進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)學(xué)習(xí)方法：通過觀察和實(shí)驗(yàn)，記錄有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。師：現(xiàn)在我們的研究活動(dòng)以小組進(jìn)行，請(qǐng)大家在小組內(nèi)積極地討論、研究方案，積極地用眼睛去觀察、用大腦去思考，并把你們發(fā)現(xiàn)的問題記錄下來(lái)，然后全班交流?？纯丛趯?shí)驗(yàn)中能發(fā)現(xiàn)些什么？集體的力量是巨大的，看看哪一小組做

6、得最好？（學(xué)生開始實(shí)驗(yàn)、探究、討論，教師巡視各組的實(shí)驗(yàn)情況）分析與論證學(xué)習(xí)方法：分析物理現(xiàn)象，進(jìn)行簡(jiǎn)單的推斷，歸納出科學(xué)的規(guī)律。師：你們的實(shí)驗(yàn)完成了嗎？學(xué)生回答。師：下面我們進(jìn)行全班交流，把你所看到的，所想的說出來(lái)與大家交流，就按順序來(lái)進(jìn)行，好不好？聲音要大些，那么，第一組開始吧。估計(jì)學(xué)生會(huì)回答到的幾個(gè)情況：（1）我們這一小組選擇老師提供的實(shí)驗(yàn)裝置第三個(gè)圖，選擇用大號(hào)注射器一支，裝滿水的水槽一個(gè)，兩只塑料小船，作為實(shí)驗(yàn)器材，用注射器向漂浮在水面上的兩只小船間噴射水流，可觀察到兩只船向中間靠近。（2）我們這一小組選擇老師提供的實(shí)驗(yàn)裝置第一個(gè)圖，把兩個(gè)乒乓球放在兩根小木條上，相對(duì)靠近一些，用一支飲

7、料吸管向它們中間吹氣，兩個(gè)乒乓球互相靠近。（3）我們這一小組選擇老師提供的實(shí)驗(yàn)裝置第二個(gè)圖，我們選擇在兩張紙中間吹氣，結(jié)果看到兩張紙不但沒有被吹開反而互向中間靠近。（4）我們這一小組選擇老師提供的實(shí)驗(yàn)裝置第四個(gè)圖，我們把一根中間切開（未斷）折成直角的飲料吸管，一端插入水中，向管中間吹氣，我們可看到水霧從切口處噴出。我們認(rèn)為管中間被我們吹氣，因此切口處壓力變小，底下的大氣壓就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)力把水往中間壓。師：好，非常好！還有沒有不按照大屏幕上的實(shí)驗(yàn)方案，而設(shè)計(jì)其他實(shí)驗(yàn)方案呢？如果沒有，那么看以下實(shí)驗(yàn)步驟有沒有不恰當(dāng)?shù)牡胤?。評(píng)估、交流師：我們一起對(duì)上述實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)估和交流。第一、看看實(shí)驗(yàn)方法是否存在

8、缺陷，是否需要改進(jìn)；第二、是否還有其他實(shí)驗(yàn)方案也可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；第三、利用其他比較簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)器材是否也能說明問題等。學(xué)生對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行分析、歸納總結(jié)：流體在流速大的地方壓強(qiáng)反而小，在流速小的地方壓強(qiáng)反而大。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)例分析：飛機(jī)飛行時(shí)，機(jī)翼的形狀決定了機(jī)翼上下表面空氣流動(dòng)的速度是不同的，如圖表示機(jī)翼周圍空氣的流向，從機(jī)翼橫截面的形狀可知，其上方彎曲，下方近似于直線，因此，飛機(jī)飛行時(shí)，空氣和飛機(jī)做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由于上方的空氣比下方的空氣走的距離要長(zhǎng)，所以機(jī)翼上方空氣流動(dòng)比下方要快，壓強(qiáng)變小。與其相對(duì)，機(jī)翼下方空氣流動(dòng)較慢，壓強(qiáng)較大，上下的壓強(qiáng)差造成了對(duì)飛機(jī)一個(gè)向上的升力，并且，當(dāng)飛機(jī)速度增大，升力也增大，當(dāng)升力大于飛機(jī)自重時(shí)，飛機(jī)便起飛了。師：在生活中，不僅飛機(jī)利用了升力，水翼船也利用了升力來(lái)減小船體的阻力，提高船速。 形成性測(cè)試：1 噴霧器是如何噴霧的？2 為什么狂風(fēng)常常掀起屋頂？3 輪船為什么會(huì)相互吸引？作業(yè)：同學(xué)們想一想，我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)、生活中的哪些物理現(xiàn)象，能用我們實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論來(lái)解釋呢？并請(qǐng)同學(xué)們