沪科版八年级物理流体压强与流速的关系教学设计

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沪科版八年级物理流体压强与流速的关系教学设计
《流体压强与流速的关系》教案
【教学目标】
1、知识与技能
(1) 知道流体压强与流速的关系；
(2)了解升力产生的原因及相关的物理现象。
2、过程与方法
（1）通过探究分析得出流体压强与流速关系的结论；
（2）通过实验探究体验升力产生的原因。
3、情感态度和价值观
（1）通过教学活动，培养学生善于观察、乐于探索自然现象和生活中的物理道理的兴趣；
（2）领略流体压强所产生的奥妙现象，获得对科学的热爱、亲近感。
【教学重点】
流体压强与流速的关系。
【教学难点】
机翼升力产生的原因。
【教学方法】
演示法，讲授法
【课前准备】
两支筷子、两个乒乓球、吸管、两只小纸船、盆子、水、水管
【课时安排】
1课时
【教学过程】
一、 导入新课

满载乘客和货物的飞机翱翔蓝天，它是怎样升上天空的？水翼船为什么会在水面飞速前进？想揭开这些奥秘，就要知道流体压强与流速的关系。
二、讲授新课
（一）、流体压强与流速的关系
液体和气体都具有流动性，统称为流体。
2.流体压强
流体流动时的压强称作流体压强。
流体流动时的压强与静止时的压强不同，并与它们的流动速度有关。让我们来做两个小实验吧。
3、小实验
实验一：向两乒乓球间吹气
（1）实验器材：
两支筷子、两个乒乓球、吸管
（2）实验步骤：
①两支筷子平行放置，把两个乒乓球放在筷子上。
②用吸管向两个乒乓球中间吹气，并观察现象
（3）实验现象：乒乓球向中间靠拢．

你知道原因吗?
① 分析：如图


气体在流速大的地方压强小，在流速小的地方压强大.
②解释：气体流速越大的位置压强越小，向乒乓球中间吹气时，乒乓球中间流速大，压强变小，乒乓球外侧大气压不变，所以乒乓球外侧压强大于内侧压强，所以乒乓球向中间靠拢。
实验二：向两船间冲水
（1）实验器材：两只小纸船、盆子、水、水管
（2）实验步骤：①在盆子中放些水并把两只小纸船并排放进水里。
② 用水管向船中间的水域冲水，观察两只小纸船的运动情况
（3）实验现象：水面上两只小纸船互相靠近

下面我们看一个用小瓶盖代替两只小纸船在水面上互相靠近视频.
①视频
②分析：如图

液体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大。
③解释：液体流动速度越快，那么这个地方压强就越小，用水管向船中间的水域冲水，导致船之间压强小，船两侧压强大，压强差就会把小船挤压到中间。
通过两个小实验可得到的结论：
流体在流速大的地方压强较小，在流速小的地方压强较大
迷你实验室
自制简易喷雾器
如图所示，将一根吸管弯成直角，在弯折处剪开一个口，插入水中，用力向管内吹气，你观察到了什么现象？说说这是为什么？2-1-c-n-j-y

分析：用力吹气时，直管上方的空气流速大，压强小，直管中的水在大气压的作用下被压出，同时由于水平方向的气流作用，涌出的水会向前喷出。

结论：气体在流速大的地方压强越小，流速小的地方压强大。
典型例题
例题：诗人杜甫在《茅屋为秋风所破歌》中写到：“八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅”，请你分析诗中包含的物理道理。

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分析：风怒号说明空气流动很快；我屋上三重茅说明茅草都向上运动而飞走
物理道理:这是因为刮大风时，茅草上面的空气流动快，茅草的下面的空气基本是静止的。根据流体中，流速大的地方压强小的原理，茅草上面的空气压强压力小，而下面的压强压力大，对茅草产生了向上的升力使它飞走了。
（二）、升力的产生
1、飞机升力的产生

飞机的升力与鸟儿滑翔时的升力有相似之处鸟翅膀展开后的截面是上凸下凹机翼的形状是：上凸下平的

飞机的机翼上表面（凸起）、下表面（平直）的形状在相同的时间里机翼上方气流通过的路程（长），因而速度较（大），对机翼的压强较（小）；下方气流通过的路程较（短），因而速度较（小），对机翼的压强较（大)。
视频
思考：你能说出飞机能够起飞的原因吗？
当飞机在机场跑道上滑行（或空中飞行）时机翼上方对机翼的压强较小；下方对机翼的压强较大。机翼上、下方所受的压力差形成向上的升力。当飞机的速度达到一定值时，机翼所受的升力超过飞机自重，飞机就起飞了。【
2、水翼船
你能说出水翼船如何提高船速的？

水翼船的下部也有类似于飞机机翼的水翼。船在高速行驶时，水翼会获得升力，使船体与水的接触面积减小，从而减少水对船体的阻力，进一步提高船速。【
（三）、实例分析
为什么火车和地铁的站台上要画一条安全线?

人离火车太近，火车开动时，使人和火车之间的空气流动速度变大，压强变小，离站台远的地方气体相对流速较小，压强较大，人在内外压强差的作用下，被强大的气流压向列车．
三、课堂练习
1、下列关于流体压强与流速的关系说法正确的是(　　).
A. 气体压强的大小与流速无关            
B. 在气体中,流速大的地方压强大            
C. 在气体中,压强小的位置气体的流速一定大            
D. 在气体中,流速越大的位置压强越小            
答案：D
2、报道称,2015年底,成渝高速铁路将竣工通车,高速列车的最大行驶速度将超过300 km/h。高速行驶的列车经过时,若人靠近高速列车容易被吸进轨道,应特别注意安全。从物理学的角度看,这是高速行驶的列车与人之间的(　　)
A. 空气流速减小,压强增大
B. 空气流速减小,压强减小            
C. 空气流速增大,压强减小           
D. 空气流速增大,压强增大            
答案：D
3. 在靠近桌面边沿的地方放一枚硬币，在硬币前架一个约2  cm高的栏杆，在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气，硬币就能跳过栏杆，这是因为(           )
A. 硬币下方的压强比上方的压强大
B.硬币后面的压强比前面的压强大
C.硬币后面的压力比前面的压力大
D.硬币下方的空气密度比上方的大
答案：A
4、如图所示,将乒乓球放在漏斗的下面紧贴漏斗,从漏斗口向上吸气,乒乓球不掉下来,这是因为（　　                        ）;从漏斗口向下吹气,乒乓球也不会掉下来,这是因为（　　　                                 ）

答案：受到大气压的作用; 流体的流速越大,压强越小
5. 如图3所示两船近距离并排行驶时将会（         ）
这是因为两船内侧水的流速（    ）于两船外侧水的流速，造成了两船内侧水的压强（   ）于外侧水的压强的原因（选填“大”、“小”或“等”）。

答案：相撞; 大; 小
四、课堂小结
（一）、流体压强与流速的关系
1.流体
   液体和气体都具有流动性，统称为流体。
2.流体压强
   流体流动时的压强称作流体压强。
3、流体在流速大的地方压强较小，在流速小的地方压强较大
（二）、升力的产生
1、飞机升力的产生原因
2、水翼船能提高船速的原因
（三）实例分析
火车和地铁的站台上要画一条安全线的原因

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【板书设计】
流体压强与流速的关系
一、 流体压强与流速的关系
1. 流体：液体和气体
2. 流体压强：流体流动时的压强
3. 流体在流速大的地方压强较小，在流速小的地方压强较大
二、升力的产生
飞机、水翼船
三、实例分析
【教学反思】
本节课知识比较抽象，主要由“流体压强和流速之间存在什么关系?”和“飞机的升力如何产生”两个核心问题组成，如果只是简单的进行知识讲解，学生接受效果不会很好，对知识也没有兴趣；所以要让学生利用生活中常见的器材，自己亲身经历观察、操作、制作、实践等各种探究活动，激发学生思考和体验科学探究的乐趣。在这一系列活动中，让学生经过观察、体验科学探究的过程，主要遵循以下设计思路：选取哪些器材？实验中需要改变的条件是什么？通过什么方式改变的？改变的实验条件引起研究对象发生什么变化？这种变化说明了什么问题？从中获得最直接的、生动的实验事实，培养学生自主探究的能力和对科学的热爱。

《流体压强与流速的关系》练习
一、单选题
1、如图所示的现象中,能用流体压强与流速关系解释的是 (　　).
  
A. A             B. B             C. C             D. D        
2、利用如图所示的装置可探究机翼升力产生的原因.压强计的两端分别置于机翼模型的上、下表面附近,用鼓风机向模型左端吹气,可观察到压强计两侧液面出现高度差.则(　　).
                     
A. 模型上方空气流速大,压强小             B. 模型下方空气流速大,压强大            
     C. 模型上方空气流速小,压强大            D. 模型下方空气流速小,压强小            
3、 你是否有过这样的经历:如图所示,撑一把雨伞行走在雨中,一阵大风吹来,沿竖直方向伞面可能被“吸”得发生形变.下列有关这一现象及其解释正确的是(　　).
      
A. 伞面被向下“吸”                              B. 伞上方的空气流速大于下方            
     C. 伞上方的空气流速等于下方             D. 伞士方的空气流速小于下方         
4.弧圈球是一种攻击力强、威力大的乒乓球进攻技术.下图为某人某次拉出的弧圈球在空中高速旋转前进的示意图,此时球上方气体相对于球上部流速小于下方气体相对于球下部流速,以下说法正确的是(　　).
  
A. 球在空中继续前进是受到惯性力的作用            
B. 球在空中前进时受平衡力作用            
C. 球高速旋转前进时比不旋转前进时下落得慢            
D. 球高速旋转前进时比不旋转前进时下落得快   
5、 一艘很大的轮船以很高的速度从一只小船旁的很近处开过来时,小船(　　).
A. 很容易被大船的气流和海浪推向远离大船的方向            
B. 很容易被大船吸过去,而与大船相撞            
C. 小船与大船距离不变            
D. 以上情况都有可能            
6、在有大风的天气,我们在上学的路上如果迎风骑车,一阵大风刮过时,我们会感到无法用嘴或鼻子吸气,但可以向外吐气.当大风过去,又恢复了正常的呼吸,出现以上现象的原因是(　　).
A. 风大时,脸前空气的压强大,压得人难以吸气            
B. 风大时,脸前空气的压强大,使人难以吐气            
C. 与气压无关,是人缺乏锻炼            
D. 风大时,脸前空气的压强小,所以容易向外吐气
7、下列关于飞机能腾空而起的说法错误的是(　　).
A. 与飞机机翼的形状有关            
B. 是由于在机翼的上、下表面产生的气压不同            
C. 是由于飞机受到的升力大于飞机的重力            
D. 是由于飞机的发动机产生了向上的推力  
8、在火车即将行驶的铁路旁,要禁止行人站在安全线以内,下列解释正确的是(　　).
A. 因为火车驶过时有很大的气流把人向外推倒而使人受伤            
B. 因为火车驶过时,车厢附近气流快,压强小,倘若人在安全线以内,大气压就会把人向火车压去而发生事故            
C. 禁止行人站在安全线以内,是防止从火车上掷下的废物把行人砸伤            
D. 以上说法都正确   

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二、填空题
9、货车驾驶员在卸货后,把空的纸箱放在车斗里。在汽车行驶时,发现有纸箱从车斗里“飞”了出来。为什么会出现这种象呢?
小明同学经过思考后,进行了模拟实验:
将纸屑放在一个铁盒里,用吹风机向铁盒上方水平吹风,发现有纸屑从铁盒中“飞”出来,如下图。
  
请回答:
(1)小明向铁盒上方吹风机是模拟　　　　。
(2)请用所学的知识解释纸箱从车斗里“飞”出来的原因:　　　　。
10、如下图装置可以用来研究液体压强与流速的关系,打开阀门,水流经该装置时,可观察到a、b两管口均有水喷出,且　　　　管口喷出的水柱更高,原因是　　　　。
  
11、如图所示,把一张打印纸平放在两块砖上,沿两块砖之间的空隙向纸面下方吹气,纸会向　　　　(填“上凸”或“下陷”);这是由于纸的下表面气体流速比上表面大,下表面压强比上表面　　　　(填“大”或“小”)。


三、解答题
12、飞机发动机工作时,强大的气流从发动机前进入,从机后喷出.如图所示,为波音737客机发动机上张贴的警示标识,警示在发动机工作时,其发动机前方图示4 m范围内不得有人.请你用所学物理知识解释其中的原因.
   
13、手提如图所示的两张纸,让纸自由下垂,在两张纸的中间向下吹气,你将看到什么现象?此现象能说明什么物理知识?请举出日常生活中应用此物理知识的一个实例.
  

《流体压强与流速的关系》参考答案
1、【答案】A
【解析】 向两纸片中间吹气时,两纸片之间的空气流速变大,压强变小,两纸片两侧的空气流速小,压强大,在压力差的作用下,两纸片将向中间靠拢;拦河大坝做成上窄下宽的形状是因为液体的压强随深度的增加而增大;吸盘能贴在光滑墙面上是利用大气压的作用;茶壶嘴和壶身一样高是应用了连通器的原理.
2、【答案】 A
【解析】 由于在相同时间内,空气从机翼上方通过的路程长,所以机翼模型上方空气流速大;由图中压强计两侧液面出现的高度差可知,机翼模型上方的空气压强小,机翼模型下方的空气压强大,本题应选A.
3、【答案】 B
【解析】 因为空气通过伞面上、下的时间相同,在伞面上通过的路程大,因此伞上方的空气流速大于伞下方,流体流速越大的地方压强越小,所以伞受到下方空气对它向上的压力大于上方空气对它向下的压力,就好像被向上“吸”一样.
4、【答案】 D
【解析】 惯性不是力,A项错;由图知,球做曲线运动,受的不是平衡力,B项错;由于流体流速大的地方压强小,球的上方气体流速小,所以球上部气压大于球下部气压,气体对球产生一个向下的压力差,这个压力差越大,球落得越快,C项错,D项正确.
5、【答案】B
【解析】两船之间水的流速大于小船外侧水的流速,流速大的地方压强小,小船容易被大船吸过去,而与大船相撞,B正确.
6、【答案】D
【解析】空气流速越大的地方压强越小,风大时,人脸前的气压小于人体内的气压,所以吐气容易,吸气难.
7. 【答案】 D
【解析】由于机翼的形状使其上、下表面产生了向上的压力差,此力大于飞机重力,而使飞机起飞,A,B,C说法都正确;发动机产生的是向前的动力,不是向上的推力,D错误.
8、【答案】 B
【解析】 因为气体流速大的地方气压小,大气压会把人向火车压去而发生事故.
9、【答案】（1）汽车在行驶过程中的空气流动;
(2) 车斗内的纸箱上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,故纸箱上方的气压小于纸箱下方的气压,纸箱从车斗里升起,然后在风的作用下吹离车斗。
【解析】据图可知,此时的铁盒相当于车斗,铁盒内的纸屑相当于车斗中的纸箱,故小明向铁盒上方吹风是模拟汽车在行驶过程中的空气流动; 据模拟实验可知,车斗内的纸箱上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,故纸箱上方的气压小于纸箱下方的气压,纸箱从车斗里升起,然后在风的作用下吹离车斗。
10、【答案】b　b管下方管径大,水流速小,压强大,水柱喷射高
【解析】a点流速大于b点流速,故b点的压强大于a点的压强。打开阀门,水流经该装置时,可观察到b管口处压强大,故其喷出的水柱更高。
11、【答案】下陷　小
【解析】本题考查流速与压强的关系,难度较小。流体流速越快的地方压强越小,反之压强越大。在图中纸的下方空气流速快压强小,上方压强大,纸会向下陷。
12、【答案】发动机工作时,前方气流速度快,空气流速快的地方压强小,人在该范围内有被大气压入发动机的危险.
【解析】气体流速越大,压强越小,当波音737客机发动机工作时,强大的气流从发动机前进入,从机后喷出,压强与大气压相比小得多,这样人在气压差的作用下会被推向客机,造成人身伤害.
13、【答案】纸向中间靠拢,此现象说明气体流速越大的地方压强越小　在生产、生活中,喷雾器就是应用这个原理工作的
【解析】本题旨在考查流体压强与流速的关系,考查学生对流体压强与流速的关系的了解,难度:中偏易.当向中间吹气时,中间的空气流动速度增大,压强减小,纸外侧的压强不变,纸受到向内的压强大于向外的压强,受到向内的压力大于向外的压力,将看到纸在压力差的作用下向中间靠拢;此现象说明气体流速越大的地方压强越小.在生产、生活中,喷雾器就是应用这个原理工作的.