初中物理9.4 流体压强与流速的关系教案设计

第4节　流体压强与流速的关系

教学目标

【知识与技能】

1．通过观察，认识流体压强与流速关系的相关现象，体验由流体压强差产生的力．

2．了解流体的压强与流速的关系，会用流体压强与流速的关系解释简单的物理现象．

3．知道飞机的升力是怎样产生的．

【过程与方法】

1．通过观察，认识气体的压强跟流速有关的各种现象．

2．通过实验，体会并能够解释气体的压强跟流速有关的现象．

3．体验由气体压强差异产生的力．

【情感、态度与价值观】

1．初步领略由于流体压强差异而产生的自然奥秘，引发对大自然的好奇心与求知欲．

2．培养学生交流讨论意识和协作精神.

重点难点

【重点】

流体压强和流速的关系．

【难点】

利用流体压强与流速的关系分析生活中的实例．

教学过程

知识点一　流体压强与流速的关系

【自主学习】

阅读课本P44－45，完成以下问题：

1．物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体．

2．在气体和液体中，流速越大的位置，压强越小；流速越小的位置，压强越大.

【合作探究】

1．什么是流体？

答：液体和气体都具有流动性，称为流体．如空气，水等．

2．什么是流体的压强？

答：流体流动时的压强称作流体压强．

演示一　口吹硬币跳越木块

是什么力使得硬币向上“跳”起来呢？

答：硬币的上面只有空气与它接触，吹气时硬币向上“跳”，说明它上面空气向下的压力比较小，下面空气向上的压力比较大．硬币上下两面的面积相同，因此一定是下面空气向上的压强比较大．由于吹气，硬币上面空气的流速变大了．那么流速越大，则压强越小．

探究　流体压强和流速的关系

1．如图所示，把两个乒乓球放在两根小木条上，相对靠近一些，用一支饮料吸管向它们中间吹气，两个乒乓球互相靠拢．产生此现象的原因是什么？

答：吹气使两球间空气流速增大，而使两球中间压强变小，外侧的大气压强大于中间压强，使小球靠拢．

2．如图所示，用大号注射器一支，装满水的水槽一个，两只塑料小船，作为实验器材，用注射器向漂浮在水面上的两只小船间喷射水流，可观察到两只船向中间靠拢．产生此现象的原因是什么？

答：注射器向两船间喷射水流，其间水流速度增大，两木块中间压强变小，而外侧压强不变，使两木块向中间靠拢．

3．如图所示，在两张纸中间吹气，结果看到两张纸不但没有被吹开反而互相向中间靠近．产生此现象的原因是什么？

答：纸内侧向纸中间吹气，空气流速增大，压强减小，纸外侧受气体压强不变，使纸向中间靠拢．

4．如图所示，把一根中间切开(未断)折成直角的饮料吸管，一端插入水中，向管中吹气，我们可看到水雾从切口处喷出．产生此现象的原因是什么？

答：管中被我们吹气，因此切口处压强变小，水面的大气压就会把水往管上面压．

5．通过以上四个实验我们可以归纳出流体压强和流速存在什么样的关系？

答：在流体中，流速越大的位置压强越小，流速越小的位置压强越大．

【教师点拨】

流体流速变大的几种情况：

(1)外力导致流体流速变大，如用力吹气．

(2)高速运动的物体带动流体流速变快，如列车周围的气体流速变快．

(3)同一流体在相同的时间内，通过较大的路程处流速大．

(4)同一流体经不同的横截面时，流过横截面小的位置流速大，如河道狭窄处水的流速大．

【跟进训练】

如图所示，沿纸条上方吹气，纸条会向上飘，说明气体在流速大的地方压强小.

知识点二　飞机的升力

【自主学习】

阅读课本P45，完成以下问题：

飞机机翼横截面形状的上下不对称，使得机翼上下受到空气的压力不同，便产生了作用在机翼上的向上的升力．

【合作探究】

演示二　飞机升空的原理

如图所示，取一个飞机机翼模型装置探究机翼产生的原因，将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．

沉重的飞机不是像鸟一样扇动翅膀飞行的，它的“翅膀”不能扇动，是什么原因使得飞机飞起来的呢？

答：观察上图可知，机翼的上方呈弧形，当气流从机翼经过时，上方的流速比下方大，根据流速与压强的关系，机翼上方的空气压强比下方处小，于是就产生了使机翼上升的力，这就是升力．

演示三　鸟在空中滑翔

如图所示，鸟类展开双翅，即使不扑打，也能在空中滑翔而不会跌下来．

鸟在空中滑翔不会跌下来的原因是什么？

答：鸟翅如同机翼，鸟翅的上方是曲面，下方近似于平面，气流通过上方的速度大于下方气流的速度．因此上方的压强小于下方的压强，产生向上的升力，所以鸟在空中滑翔不会掉下来．

【教师点拨】

生活中常见的跟流体压强与流速相关的现象包括：

(1)窗外的风吹过，窗帘飘向窗外．

(2)火车站台上不能靠近黄色警戒线，原因是火车运行时周围空气流速大，压强小，防止发生安全事故．

(3)踢足球时的“香蕉球”，打乒乓球时的“旋转球”．

(4)汽车开过后，两侧的树叶向中间靠拢．

(5)龙卷风将房屋屋顶卷走．

(6)船只不能近距离并行．

(7)大海中漩涡中心向下凹．

【跟进训练】

在火车站和地铁站台上，都画有一条安全线，当火车快速开过时，人越过这条线就会有危险．这是因为，火车开动时，靠近火车的地方气体流速大，压强小，离站台远的地方气体流速小，压强大，强大的气流会将人推向列车.

课堂小结

练习设计

完成本课对应训练．

温馨提示：实验视频见课件．