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《流体压强与流速的关系》教学案例


《流体压强与流速的关系》教学案例
重庆市九龙坡区渝高中学
一、教学目标 知识与能力: 1.知道流体压强与流速的关系、了解飞机升力产生的原因 2.会用流体压强与流速的关系解释身边生活中的相关现象 过程与方法: 观察龙卷风电影视频片段和演示实验,让学生发现问题,并提出问题,通过实 验探究得知流体压强与流速的关系;结合百度图片,分析机翼形状,认识升力 情感、态度与价

值观: 培养学生交流意识和协作精神; 感受气压差现象的奥妙, 产生对科学的热爱和对大自然的好 奇精神 二、教学重点与难点: 重点:流体压强与流速的关系 难点:机翼升力产生的原因 三、教学过程 师:今天很高兴来到 XX 中学,和大家一起度过美好的 40 分钟,我得送大家一份见面礼物, 请大家看一段视频。 播放视频《龙卷风》片段 师:刚才的视频可谓是非常紧张,最后造成爸爸失去生命的凶手是谁? 生:是狂风。 师:有同学知道风是怎么形成的吗? 生:是空气流动形成的。 师:对,风是气体流动形成的,我们物理上把具有流动性的气体和液体统称为流体。 (板书:流体 具有流动性的气体和液体。 ) 师:今天我们就一起来学习《流体压强和流速的关系》 (板书主题 流体压强与流速的关系) 师:狂风卷走了保护家人的父亲,虽然产生这样的悲剧是我们不愿意见到的。但是为什么狂 风就能轻易的卷走锁上的地窖门和父亲呢? 师:让我们来再现一次当时的情景吧。 在叠好的纸房子上放一张纸当屋顶,将吹风机调好风水平吹向纸房顶,房顶被掀起。 师:好,情景再现完毕,我们看到了什么? 生:房顶被风卷起。 师:为什么会发生这样的情况呢,我们得好好的分析分析了! (如果学生不能回答,则打出 PPT 用问题进行提示) 房顶上是空气,房顶下也是空气,房顶开始静止时,说明开始房顶的上的气体压强 P 上和下 表面的气体压强 P 下什么关系呢? 生答:相等。 师:那我用吹风向房顶的上端吹风的时候,上面的气体发生流动,发现了房顶向上飞起来, 房顶向上飞起,说明房顶的运动状态(语气停顿下,等学生一起说答案)发生了改变。一定 是受到了非平衡力的作用, 那我们可以由此想到, 房顶上端的气体压强与下端的气体压强还
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相等吗? 生答:不相等。 师:不相等?那看来,流体流动时候的压强与静止时候的压强是不同的,那流体的压强和流 速有关系吗? 生:有 师:如果同学们认为有,又是什么关系呢?当增大流体流速时候,流体的压强是增大呢,还 是减小呢? (多媒体打出猜想题目:流体压强和流速有什么关系, 箭头引出增大流体流速时,流体压强会怎么改变) 生:增大(有预习) 另一部分学生喊:减小 师:那到底是增大还是减小, (如果都喊增大,则说到底是不是像同学们所说的增大呢?) 我们需要好好研究研究了。要研究流体压强与流速的关系,我们就需要改变流体的流速,并 测量流体压强的大小,但是我们没有能够直接测量流体压强的工具啊?怎么办呢? (学生在这里可能会不能回答出来) 师:一些看不到或者不太明显的现象,我们可以怎么观察呢? 生:转化法(间接显示法) (如果学生不能回答,师应该提示如下: 比如我们上一节中研究大气压的存在, 就用马德保半球来证明, 八匹马都拉不开内部抽成真 空的铁球,说明大气压不但存在而且很大,这种方法叫转化法或者间接显示法。 ) 师: 对, 我们可以用间接显示法把不易观察到或不太明显的实验现象转化为我们容易观察到 的实验现象, 比如老师刚才所做的实验, 选择房顶进行探究, 用什么方法改变气体的流速呢? 生:用电吹风吹。 师:我们改变哪个位置的流速呢? 生:房顶上端 师:那我们通过什么现象来显示流体压强是否发生了变化呢? 生:房顶向上飞起来 师:哦,房顶向上飞了起来,通过房顶运动状态的变化显示了流体压强的改变。 师:在同学们的桌子上,给同学们放置了一些实验器材, (一边出示一边继续说)首先有取 之不尽的空气,还有乒乓球,蜡烛的火焰(边点边说) ,有吸管,有漏斗,有一次性纸杯, 有一角的硬币,还有两张纸。你可以从老师准备的器材中选择合适的器材来进行实验。每个 小组设计一到两个实验来证明你们的猜想。 师: 请你们在设计实验的时候能注意老师在屏幕上给出的几个小提醒, 哪一位同学能来念念 (多媒体展示并请一位学生念出来 1、 你准备选择那些器材呢? 2、 你准备改变所选择的器材哪个位置的流速呢?怎样改变呢? 3、 你观察到了什么现象显示了压强的变化呢? 谢谢你,请坐,请你们先设计,再操作。希望各个小组的同学能展现你们的团队精神,团结 协作,争取夺得这场实验比赛的冠军。好,下面请同学们做好实验,实验结束后,还请同学 们做好展示你们所做实验的准备。比一比哪个小组设计的实验更巧妙,开始吧。 (以上第一段设计时间为 9 分钟) (学生小组实验,教师逐组巡视) (第二段学生实验时间为 9 分钟)
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师:同学们,实验成功了吗? 生:成功了。 师: 那下面就请同学们从屏幕上要求的这几个方面来展示你们小组所做的实验, 请看清这几 个问题,哪一组先来呢? (屏幕打出提示: 1、 采用________方法增大了 位置的流速 2、 通过 现象显示出了流体压强的变化 3、 此想象说明了流体压强和流速的 关系。 学生上台时提示谁来动手谁来说。 ) 大约请 3 组学生上台。 学生统一得到结论:流体流速越大,流体的压强越小。 (以上第三段展示时间约为 8 分钟) 师:好,感谢同学们的精彩展示,你们获得了流体压强与流速的关系的结论, 板书结论,流体流速越大的位置压强越小, 师: 那我们可以一起再来分析一下刚上课时地窖门和父亲被流动的气体卷起视频中的原因了 吗?哪一位同学可以来说一下? (请学生来回答,并适当的提示) 生:因为地窖门上的空气流动后,上面的气压小于下面的气压,所以地窖门就获得了一个向 上的升力。把父亲也带上天去了。 师:好,解释得非常好,让我们把掌声送给他好吗? 师:看来大风起到破坏作用的原因也出来了。所以我们一定要做好气象预报工作,好让处在 大风区域的人们能及时转移出来,避免再次发生这样的悲剧。 (以上第三段设计时间为 4 分钟) 师:请问同学们一个问题,你们坐过飞机吗? 生:坐过。 师:那老师有个疑问,飞机是金属做的,至少都有几十吨重,这样的庞然大物是怎么能飞到 天上去的呢? (学生搭不上话) 师:来,我们再看一段飞机的研制过程录像。 放录像 师:好,经过研究者不断的努力,终于在 N 次失败以后使飞机飞上了天,让我们今天能享 受便利的生活。大家仔细观察过飞机吗?谁能说说什么部位对飞机能上天最重要? 生:飞机翅膀。 师:对,是机翼,那我们来看看机翼是什么样的呢?请看老师照的照片。 展示多媒体照片,并打圈提示学生。 生:是上凸下平的。 师: 你的眼睛真是太敏锐了。 那机翼为什么要做成这样这样的形状呢?是不是做成这样就能 让飞机上天呢?我们来看一个实验。 展示做好的机翼模型和固定架,还有吹风机。 师: 这是仿照刚才同学们观察得到机翼的特点所做成的一个飞机机翼模型, 我们用吹风机对 机翼吹风来模拟飞机在跑道上的一个状态。 老师等会吧吹风机打开, 让我们来看一下到底会 发生什么情况。 演示气流使机翼上升

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师:哪位同学可以来说一下看到什么现象呢? 生:看到机翼上升了。 师:对,看到机翼上升了,那是什么原因让机翼上升了呢?那还有哪一位同学可以来分析一 下。 抽取 2 位学生起来回答。 学生各种回答,教师引导分析) 师:让我们再来听一听将前面同学的分析归纳以后的分析好吗? 播放课件解释飞机上天的原因。 板书:从左边到右边的时间 T 上=T 下 从左边到右边的路程 S 上>S 下 从左边到右边的流速 V=S/T 所以 V 上>V 下 则 P 上小于 P 下 合压强向上,飞机受到向上的升力 (以上设计时间为 8 分钟) 师:好,下面我们来一起回忆一下,同学们在这节课上都学到了什么呢? 生:我学习到了流体流速越大,压强越小。 师:还有补充的吗? 生:我还学习到了飞机是怎么升空的。 师:好,同学们都各有收获,其实利用流体流速和压强的关系来改变生活的例子还有很多, 希望同学们能用一双智慧的眼睛来发现同样的生活原理。 比如为什么我们要在站台上设置安 全线,跑车为什么要在车尾加上一个和机翼形状相反的扰流器等等,好吗?当然,同学们可 以课后和我一起继续讨论分析。 课件展示课外拓展内容 师:同学们,你们这堂课学的高兴吗? 生:高兴。 师: 老师也很高兴, 最后请让我用一首歌来送给你们好吗?希望你们能插上一对翅膀在知识 的上空展翅高飞。 (播放《我要飞得更高》歌曲)

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