初中物理人教版八年级下册9.4 流体压强与流速的关系教学设计

这是一份初中物理人教版八年级下册9.4 流体压强与流速的关系教学设计，共6页。教案主要包含了流体压强与流速的关系，飞机的升力等内容，欢迎下载使用。
设计说明
流体压强与流速有关，学生这方面的生活经验并不多。但是通过前面对压强和压力的学习，为理解流体的压强与流速关系打好了基础。因此，在教学中应尽量选取操作简单、现象明显、直观生动有趣的小实验，引导学生把前面学的压力、压强跟流速联系起来，了解流体的压强与流速的关系及其在生活中的应用。
另外，可以通过制作小小的机翼模型并进行分析，进一步说明流体压强与流速的关系，让学生体会科学原理的价值。
教学目标
1.通过观察，认识流体压强跟流速有关的现象。
2.通过探究，获得流体压强跟流速有关的初步规律。
3.通过流体压强跟流速有关的应用，提高解决实际问题的能力。
教学重点难点
1.重点：流体压强与流速的关系。
2.难点：利用流体压强与流速的关系解释相关现象。
教具
学生用：1角硬币、刻度尺、纸条、两张白纸、乒乓球、吸管、玻璃杯、机翼模型等。
教师用：多媒体课件、机翼模型、洗衣机的排水软管、碎纸屑等。
教学过程
回顾思考
1.液体（或气体）内部向各个方向都有________。
2.液体（或气体）都具有________性。
3.由公式v=得，在相等的时间内，通过路程长的物体运动速度________，通过路程短的物体运动速度________。
导入新课
1.小魔术导入
师：学习新课之前，老师先和同学们轻松一下，做个小魔术。大家看，老师这里有一个乒乓球，它很轻（轻轻一吹，球就滚开），可是，我对它施了魔法，老师敢和你们打赌（边说边把乒乓球放入漏斗中，如图所示），这个乒乓球全班没有一个同学能从漏斗的下方把它吹出。你们信不信。
学生：（学生纷纷议论）不信。
师：不信，我们可以请一位同学来试试。
学生用力吹，结果吹不出来。
同学们想知道为什么吗？学了本节课就知道答案了。
2.故事导入（ppt或录像）
1911年秋，当时世界上最大的轮船之一“奥林匹克”号邮轮，以25 km/h的速度在海上航行时，英国铁甲巡洋舰“霍克”号以34 km/h的速度沿着与它的航线几乎平行的方向疾驶着，两船横向距离很小，只有不足100 m，当“霍克”号刚刚追上“奥林匹克”号，船首与邮轮的船尾并列后，巡洋舰好像突然被一只看不见的巨手推动，不再顺从舵手的操纵， 竟自动扭转船头，几乎笔直地向邮轮冲去，随着“咔嚓”一声巨响，“奥林匹克”号的船舷撞了一个大洞。这是当时发生的奇怪的海上事故，很长一段时间无人能解释。
同学们，你们想知道原因吗？
学了本节课，我们就明白了。
3.活动导入
学生活动：硬币“跳高”比赛。
（1）比赛设计：将一枚一角硬币放在离桌边5 cm处，在硬币前10 cm处用直尺架高约2 cm。
（2）比赛规则：使嘴靠在桌边，沿着与桌面平行的方向吹气（不准吹硬币），使硬币翻越直尺。每个人都进行活动，使硬币成功翻越直尺或看谁的硬币“跳”得更高。
（3）思考：是什么力使得硬币向上“跳”起来的？
引导学生回答下列问题：
（1）力有哪些作用效果？________________和________________。
（2）硬币向上“跳”，说明硬币________________发生了改变，这是因为硬币受到的________改变了，这可能是硬币上下表面受到的________改变造成的。
（3）吹气，加快了硬币________（选填“上方”或“下方”）空气的流动速度。
同学们做出了大胆回答，这就是我们要学习的第4节流体压强与流速的关系。
进行新课
探究点一 流体压强与流速的关系
我们知道，气体和液体都具有流动性，所以把它们统称为流体。通过刚才的活动，我们已经猜到流体压强与流速有关系，究竟有什么关系呢？
（1）学生实验：根据下列要求分组进行实验，提醒学生注意认真观察实验现象。
①纸条一端贴近下嘴唇，用力向纸条上方吹气，观察现象（如图所示）。
②用手握着两张纸，让纸自由下垂，在两张纸的中间向下吹气（如图所示），观察两张纸怎样运动。
③两个乒乓球用绳拴好，将两个球平行放置，向两个球中间用力吹气，观察现象（如图所示）。
④把一根长10 cm左右的饮料吸管A插在盛水的瓶子里，另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端。往B中用力吹气，观察现象（如图所示）。

⑤在水面上放两个乒乓球，向两球中间喷水，观察现象（如图所示）。
（2）实验现象汇总。
实验结束后，组织学生分组汇报实验现象。
引导学生分析这些实验：
①实验中的研究对象为什么会运动？（研究对象的两面存在压强差）
②什么原因造成了压强差的存在？（流体的流速不同）
③这些实验共同说明了一个什么问题？（流体的压强跟流速有关）
（3）引导总结出流体压强与流速的关系：
在气体和液体中，流速越大的位置，压强越小。
利用以上结论解释生活中常见的现象：
①在大海中航行时，两艘船为何不能靠得太近？
②在火车站或地铁站的站台上，离站台边缘1 m左右的地方标有一条安全线，乘客必须站在安全线以外的地方候车，这是为什么？
例题讲解：（学生先练习，若有问题，教师补充讲解）

甲 乙
例1 如图甲所示，将一个硬质塑料瓶装满水，把乒乓球放在瓶口处按住并倒置，松开手后，乒乓球在________的作用下不会下落；如图乙所示，去掉瓶底，把乒乓球放入瓶内，若从瓶口处用力向上吹气，由于气体流速越大的位置，压强越________，所以乒乓球不会上升。
解析：一标准大气压可以托起约10 m高的水柱，而瓶中的水柱高度远远低于10 m，所以大气压强能将乒乓球托住，不落下来；由流体压强与流速的关系可知，在流速越大的位置，压强越小，所以吹气时乒乓球下方气体流速大压强小，乒乓球所受压力差方向向下。
答案：大气压强（或大气压、气压、大气压力） 小
例2 如图所示，高铁站的站台边沿标有黄色安全线提示乘客在候车时要站在安全范围内。一个重要的原因是，当高速列车通过时车体附近气体流速________，压强________（均选填“大”或“小”），使乘客受到一个“推”向列车的力。
答案：大 小
探究点二 飞机的升力
（1）创设物理情景：播放飞机起飞过程的视频。
提出问题：沉重的飞机并不是像鸟一样扇动翅膀飞行的，它的“翅膀”不能扇动，是什么力量使飞机飞起来的呢？
（2）教师展示飞机的机翼，引导学生观察机翼的形状，并适时提问：有什么特点？
学生活动：
①观察，讨论。从侧面看，机翼的上表面是凸起的流线型，下表面几乎是平的。
教师引导学生思考：难道是机翼的这种形状使飞机上升的？
②学生拿出事先准备的机翼模型，做教材第45页的“想想做做”。引导学生分析现象产生的原因。
（3）教师讲解：如图所示，飞机飞行时，空气相对于飞机向后流动。气流被机翼分成上下两部分，在相同的时间内，机翼上方的气流通过的路程较下方的气流通过的路程长，因此流速较大，对机翼上表面向下的压强较小，向下的压力小，而下表面空气的流速小，机翼下表面受到空气向上的压强大，向上的压力大，上下表面存在压强差和压力差，这个压力差就是飞机受到的向上的升力。
（4）教师：（多媒体展示鸟的翅膀图片，如图所示）与飞机的机翼相似，鸟的翅膀上方也呈弧形。由于鸟的翅膀的柔韧性好，它们拍动翅膀时不仅产生升力，而且还会带着鸟儿往前飞。
像机翼、鸟的翅膀的这种形状的应用很多，比如跑车呈流线型，如果跑车跑得太快，会有什么危险？怎样避免这种危险？
学生讨论，找出解决问题的方法（启发学生根据机翼的作用，用逆向思维的方法来思考）。
在跑车的尾部安装一只倒置的“翅膀”，当车速很大时，作用在这只“翅膀”上面的向下的压强大，这样可以增强车轮的着地性能。实际上，这种“翅膀”已被采用，叫气流偏导器。如图所示。
例题讲解：（学生先练习，若有问题，教师补充讲解）
例3 某集团最先试验成功能飞的汽车，其两侧的装置类似飞机机翼（如图），展开后，当汽车高速行驶时，机翼上方的空气流速________（选填“大于”“等于”或“小于”）下方的空气流速，机翼受到向上的压强________（选填内容同上）向下的压强，使汽车能够起飞。
答案：大于 大于
例4 如图所示，灰鹅在飞行途中突遇强风，会将身体翻转180°，以脚朝上但头保持不变的怪异姿势飞行，灰鹅转体后（ ）
A.翅膀下方空气流速大于上方的流速，有助于迅速降低高度
B.翅膀下方空气流速大于上方的流速，有助于迅速提升高度
C.翅膀下方空气流速小于上方的流速，有助于迅速降低高度
D.翅膀下方空气流速小于上方的流速，有助于迅速提升高度
解析：灰鹅正常飞行时，翅膀如图甲所示，翅膀的上方隆起，翅膀上方的空气流速大，压强小，翅膀下方的空气流速小，压强大，翅膀在压强差的作用下产生向上的升力，向上飞行。突遇强风，灰鹅将身体翻转180°，翅膀如图乙所示，翅膀下方的空气流速大，压强小，翅膀上方的空气流速小，压强大，翅膀在压强差的作用下产生向下的力，灰鹅能迅速降低高度，躲避强风。故正确选项为A。
答案：A
课堂小结
本节课我们主要学习了“流体压强与流速的关系”和“飞机的升力”两部分内容，大家要重点掌握流体压强与流速的关系，并能用它解释飞机产生升力的原因。为了检验一下学习效果，请同学们完成“当堂达标”测试题。
布置作业
教材第46页“动手动脑学物理”第1至4题。
板书设计
一、流体压强与流速的关系
1.流体：流动的气体与液体的统称。
2.流体压强特点：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。
二、飞机的升力
1.机翼的形状和流速的分布。
2.上下的压力差产生了升力。