《物理（醫(yī)藥衛(wèi)生類）》教案 高職 6.6 伯努利原理及其應(yīng)用

教案名稱：6.6伯努利原理及其應(yīng)用教學(xué)目標(biāo)：１．了解理想液體做定常流動(dòng)時(shí)的連續(xù)性方程，了解流量的概念。了解理想液體做定常流動(dòng)時(shí)的伯努利方程，能從做功和能量轉(zhuǎn)化的角度，理解理想液體的伯努利方程，了解液體流動(dòng)時(shí)的流速。壓強(qiáng)和液體所處的高度之間的關(guān)系。（物理觀念與應(yīng)用）２．通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生理解伯努利原理的內(nèi)涵和實(shí)質(zhì)，激發(fā)其創(chuàng)新思維，培養(yǎng)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。（科學(xué)思維與創(chuàng)新）３．通過(guò)探究理想液體定常流動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，了解理想液體的連續(xù)性方程和伯努利方程。能夠運(yùn)用伯努利方程，分析液體流動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的各種現(xiàn)象，并能利用流體方程計(jì)算液體的流量。流速等物理量學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。數(shù)據(jù)測(cè)量。總結(jié)規(guī)律，培養(yǎng)科學(xué)實(shí)踐能力與技能。（科學(xué)探究與實(shí)踐）４．了解流體方程在化工、農(nóng)業(yè)。醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中的應(yīng)用原理和應(yīng)用方法。了解我國(guó)古代都江堰水利工程、三峽水利工程等大型水利建設(shè)工程。激發(fā)愛(ài)國(guó)熱情，增強(qiáng)科技傳承的使命感和社會(huì)責(zé)任感。（科學(xué)態(tài)度與責(zé)任）教學(xué)重點(diǎn)：了解液體定常流動(dòng)時(shí)的連續(xù)性方程，理解伯努利原理。教學(xué)難點(diǎn)：通過(guò)探究理想液體定常流動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，了解理想液體的連續(xù)性方程和伯努利方程。教學(xué)方法：講授法、實(shí)驗(yàn)探究法、討論法教學(xué)準(zhǔn)備：實(shí)驗(yàn)器材：管道、細(xì)長(zhǎng)的管子、漏斗、乒乓球。多媒體材料：PPT課件教學(xué)過(guò)程：一、導(dǎo)入新課：工人常使用噴槍進(jìn)行粉刷墻壁的作業(yè)，噴槍能夠?qū)⒁后w油漆變成小水滴，隨著空氣均勻地噴射出來(lái)。向?qū)W生提問(wèn)：噴槍是利用什么原理將液體變成小水滴再噴射出來(lái)的嗎?二：講授新課2.1理想流體向?qū)W生講解：氣體和液體統(tǒng)稱為流體，其主要特點(diǎn)是具有連續(xù)性和流動(dòng)性，最常見(jiàn)的流體是水和空氣。向?qū)W生提問(wèn)，流體在各處的流速是否相同？展示河流圖片，分析表面層和河流底部流速之間的關(guān)系，學(xué)生發(fā)現(xiàn)河流表面流速較大，但是由于粘滯力的作用，流體底部的流速會(huì)較小一些。提問(wèn)學(xué)生：當(dāng)流體受到的壓力發(fā)生變化時(shí)，其體積和密度是否會(huì)隨之發(fā)生變化？展示壓縮氣球的實(shí)驗(yàn)，向?qū)W生講解：流體具有可壓縮性，不同的流體壓縮的難易不同，液體不易被壓縮，如每增加1個(gè)大氣壓，水的體積只減小約兩萬(wàn)分之一，氣體容易被壓縮，由于很容易流動(dòng)，很多情形中各處的密度差異不大。向?qū)W生講解，平時(shí)為了掌握流體運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，需簡(jiǎn)化問(wèn)題，建立理想模型。我們把不可壓縮的、沒(méi)有黏滯性的流體稱為理想流體。和質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷進(jìn)行比較，說(shuō)明他們都是一種理想化的模型。2.2流體的連續(xù)性原理在學(xué)生認(rèn)識(shí)了理想流體之后，給出一個(gè)模型，在一根管道中一端較細(xì)，一端較粗，如果有流體從中通過(guò)，向?qū)W生提問(wèn)：在單位時(shí)間內(nèi)，管道A和B中流出的流量是否相同？向?qū)W生講解，在單位時(shí)間內(nèi)，從截面A流入的流體體積一定與從截面B流出的流體體積相等。即在理想流體的穩(wěn)流中，單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)同一管道的任一截面的流體的體積相等，這個(gè)結(jié)論稱為流體的連續(xù)性原理。例如在圖中，設(shè)v1、v2分別是流體流經(jīng)A和B時(shí)的速度，在單位時(shí)間內(nèi)，從截面A流入的流體體積為S1v1，從截面B流出的流體體積為S2v2，則有S進(jìn)行例題講解，給出例題：在一粗細(xì)不均勻的管道中，測(cè)得水在直徑為d1=20cm的截面處的流速v1=25cm/s，問(wèn)水在直徑為d2=10cm的截面處的流速是多少?水在管中的流量是多大?此水管以這樣的流量一天要流多少立方米的水?進(jìn)行分析：管道中流動(dòng)的水可近似看作是穩(wěn)流，已知流入和流出的管道直徑和流入的流速，可根據(jù)流體的連續(xù)性原理求出水在直徑為d2處的流速，通過(guò)該過(guò)程讓學(xué)生進(jìn)行解答，學(xué)生正確算出水管一天流出的體積約為6.78×102m3。2.3伯努利原理向?qū)W生提問(wèn)：當(dāng)流體靜止時(shí)，同一深度處各個(gè)方向的壓強(qiáng)大小相等。那么當(dāng)流體在管道中開(kāi)始流動(dòng)時(shí)，各截面處的壓強(qiáng)會(huì)發(fā)生變化嗎?學(xué)生進(jìn)行猜想：可能流速大的地方壓強(qiáng)較小，進(jìn)行講解，要觀察各個(gè)截面壓強(qiáng)的變化情況，就要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖所示是一根粗細(xì)不均勻的管道，其中通有固定流量的流體，A1處的截面積較大，A2處的截面積較小，通過(guò)一根細(xì)長(zhǎng)的管子測(cè)量不同截面的壓強(qiáng)，用管子內(nèi)液面高度表示管道中壓強(qiáng)的大小，可以發(fā)現(xiàn)A1處的壓強(qiáng)大，而A2處的壓強(qiáng)小。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)總結(jié)，通過(guò)上面的實(shí)驗(yàn)，我們知道，同一管道內(nèi)的流體，截面積大的地方，壓強(qiáng)大;截面積小的地方，壓強(qiáng)小。由液體的連續(xù)性原理，我們知道截面積大的地方流速小，截面積小的地方流速大。綜上我們得到:理想流體在同一水平管道內(nèi)穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，在截面積大的地方，流速小，壓強(qiáng)大;在截面積小的地方，流速大，壓強(qiáng)小。向?qū)W生總結(jié)：這就是伯努利原理，即流速大的地方壓強(qiáng)小。提問(wèn)學(xué)生：伯努利原理在生活中有哪些應(yīng)用和現(xiàn)象呢？利用伯努利原理我們可以做到不用泵抽取其他流體。如圖所示,水平T形管插在盛水容器里,T形管兩端的截面積遠(yuǎn)大于中間A處的截面積,管中的流體在外力的作用下從C向B流動(dòng)。在A處,因截面積小,流體流速大,壓強(qiáng)小。當(dāng)A處的壓強(qiáng)小于大氣壓時(shí),容器中的水在大氣壓的作用下會(huì)被壓入A處,被水平管中的流體帶走,流體的這種作用稱為抽吸作用。噴霧器也是運(yùn)用了這個(gè)原理,將空氣以很大的速度從噴嘴流出,使得噴嘴附近的壓強(qiáng)小于大氣壓,于是將藥液吸出,藥液到達(dá)噴嘴附近時(shí),被氣流沖擊,分散成霧狀噴射出來(lái)。演示用出氣筒吸住氣球的實(shí)驗(yàn)：如圖所示,用手托住一個(gè)乒乓球放在漏斗的大口端,從漏斗的小口端使勁吹氣,同時(shí)松開(kāi)托住乒乓球的手,會(huì)發(fā)現(xiàn)吹氣時(shí)乒乓球并不會(huì)掉下去。無(wú)論漏斗是水平放置還是豎直放置,吹氣時(shí),乒乓球都不會(huì)從大口端掉落。根據(jù)伯努利原理,在氣體中流速大的位置壓強(qiáng)小。當(dāng)從漏斗的小口端吹氣時(shí),漏斗大口端的氣體流速大,壓強(qiáng)小,在大氣壓的作用下,乒乓球被壓在漏斗口而不掉下來(lái)。向?qū)W生提問(wèn)：為什么會(huì)有這樣的現(xiàn)象？學(xué)生經(jīng)過(guò)思考后回答：是因?yàn)樵诖禋馓帤怏w的流速慢，壓強(qiáng)較低，但是在乒乓球兩端氣體的流速較快，壓強(qiáng)較高，因此產(chǎn)生了一個(gè)氣壓差，把乒乓球吸住了。三：課堂小結(jié)1.總結(jié)什么是理想流體，具有連續(xù)性和流動(dòng)性的流體統(tǒng)稱為理想流體。2.流體具有連續(xù)性，單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)同一管道的任一截面的流體的體積相等。3.伯努利原理即為流速大的地方壓強(qiáng)小，通過(guò)伯努利原理我們可以解釋很多現(xiàn)象。四：課后練習(xí)１.某種理想液體充滿了水平放置的管道并在其中穩(wěn)定流動(dòng)，粗處的直徑是細(xì)處的3倍，已知細(xì)處的流速是9m/s，則粗處的流速為（）Ａ.81m/sＢ.9m/sＣ.1m/sＤ.18m/s2．關(guān)于理想液體流動(dòng)的規(guī)律，下列理解最合理的是（）Ａ．水平管道中截面積大的地方