9.5流體壓強與流速的關系（教學設計）年級八年級授課時間課題9.5流體壓強與流速的關系教學目標1.通過實驗，能總結出流體壓強與流速的關系。2.能利用流體壓強與流速的關系解釋升力產生的原因，進而解釋飛機在空中飛行的原因。3.能利用流體壓強與流速的關系解釋生活中的有關現(xiàn)象。教材分析流體（氣體和液體）壓強與流速的關系，是對液體壓強和氣體壓強特點的拓展。本節(jié)由“流體壓強與流速的關系”和“飛機的升力”兩部分內容構成。教學的重點是流體壓強與流速的關系，難點是利用流體壓強與流速的關系解釋相關現(xiàn)象。流體壓強與流速有關，學生這方面的生活經驗并不多。因此，在教學過程中應盡量選取操作簡單、現(xiàn)象明顯、直觀且生動有趣的小實驗，引導學生把壓力、壓強跟流速聯(lián)系起來，了解流體的壓強與流速的關系及其在生活中的應用。另外，可以通過制作小小的機翼模型并進行分析，進一步說明氣體壓強與流速的關系，讓學生體會科學原理的價值。學情分析1.學生的知識基礎：學生已學習壓強、液體壓強、大氣壓強的相關知識。學生有基本的知識儲備，對這節(jié)課的學習奠定了基礎。2.學生的心理特點：通過一學期的物理知識學習，其積極性、主動性、參與意識、接受能力較強。對學習內容貼近生活，理論聯(lián)系實際和有動手操作的探究實驗有較強的學習興趣。但是該階段年齡的學生正處于形象思維逐步向邏輯思維發(fā)展，對現(xiàn)象的理解僅停留在感性階段，難以發(fā)現(xiàn)不同現(xiàn)象間的關聯(lián)和特點，欠缺對問題的深入思考及理性化的思維過程。因而在教學過程中，教師應充分發(fā)揮演示實驗的作用，引導學生對不同物理現(xiàn)象進行對比分析、歸納總結，提升學生的課堂參與度，激發(fā)學習興趣。3.學生的認知困難：流體壓強與流速的關系這一現(xiàn)象在生產、生活中應用非常普遍，大多數(shù)學生知道現(xiàn)象但對產生現(xiàn)象的原因并不清楚，同時，對于流體壓強與流速的關系可能還存在一些誤區(qū)。因此，在教學過程中要通過演示實驗、多媒體輔助教學和問題引導等手段，讓學生自主探究，逐步建立流體壓強與流速的關系相關概念。教學重點流體壓強與流速的關系。教學難點利用流體壓強與流速的關系解釋相關現(xiàn)象。教學器材硬幣、紙條、紙張、漏斗、乒乓球等。多媒體ppt，包含視頻：《中央電視臺節(jié)目——是真的嗎？》、《用傳感器研究氣體的流速與壓強的關系》、《飛機升力的產生》、《流體壓強與流速的關系》、《“霍克號”撞擊“奧林匹克號”相撞原因》等。教學過程教師活動學生活動導入新課（1）播放視頻并提問中央電視臺“是真的嗎”節(jié)目中曾驗證過：“無需吸氣就能將球吸入水管”的說法，你相信嗎？請同學們欣賞。想一想：小球為什么會被吸入管內呢？（2）做一做手握兩張紙，讓紙自然下垂，在兩張紙中間向下吹氣。猜想兩張紙將怎樣運動?是什么力使得兩張紙靠攏？我們已經學習了液體內部的壓強及大氣壓強，都是流體靜止時的壓強，那么液體、氣體處于流動狀態(tài)時壓強如何？觀看視頻或進行實驗，思考問題，進入情景.學習新課一、流體壓強與流速的關系1.流體壓強與流速的關系

（1）流體：液體和氣體都具有流動性，統(tǒng)稱為流體。如空氣、水等。流體流動時產生的壓強稱作流體壓強。①探究一：分不開的紙。如圖所示，手握兩張紙，讓紙自然下垂，在兩張紙中間向下吹氣。【實驗現(xiàn)象】發(fā)現(xiàn)兩張紙不但不分開，反而會靠攏?！緦嶒灧治觥看禋鈺r，兩張紙條內側空氣流動快，壓強變小，而紙條外側空氣的流速基本不變，大氣壓強相對較大，存在壓強差，因而有壓力差，是這個壓力差把兩紙條壓到了一起?！緦嶒灲Y論】在氣體中，流速越大的位置，壓強越小。②探究二：口吹硬幣跳躍木塊。如圖所示，在離桌邊20~30cm的地方放一枚鋁制硬幣，在硬幣前10cm左右放置一個高度約2cm的木塊，在硬幣后放置一本與硬幣厚度相當?shù)墓P記本。在硬幣上方沿著與桌面平行的方向用力吹一口氣，觀察現(xiàn)象。【實驗現(xiàn)象】硬幣會跳過木塊?！粳F(xiàn)象分析】實驗中的硬幣，上面只有空氣與它接觸。吹氣時硬幣向上“跳”，說明它下面空氣向上的壓力較大。硬幣上下兩面的面積相同，因此一定是下面空氣向上的壓強比較大。由于吹氣，硬幣上面的流速變大，壓強變?。挥矌畔路娇諝饬魉傩?，壓強大?！緦嶒灲Y論】在氣體中，流速越大的位置，壓強越小?！静シ乓曨l】——《口吹硬幣跳躍木塊》③探究三：吹不開的乒乓球如圖所示，在盛水的淺容器中放入兩個乒乓球，使兩球間隔一定的距離且靜止?，F(xiàn)用一細紙管向兩乒乓球中間吹氣，觀察現(xiàn)象?！緦嶒灛F(xiàn)象】兩乒乓球會靠攏?！緦嶒灧治觥績蓚€乒乓球向中間靠攏，說明兩球內側受到液體的壓強變小，吹氣前后兩球外側受到液體壓強不變，球內外存在壓強差，因而存在壓力差，兩球在壓力差作用下向中間靠攏?！緦嶒灲Y論】在液體中，流速越大的位置，壓強越小?！静シ乓曨l】——《吹不開的乒乓球》④探究四：玻璃管中水柱的高度為何不同。如圖所示是一粗細不同的玻璃管，在粗細不同的位置上分別有豎直玻璃細管與其連通；讓水流過玻璃管，觀察現(xiàn)象。【實驗現(xiàn)象】三個豎直玻璃管中的水柱高度不相同。與粗管處連接的管子，水柱最高，與細管處連接的管子，水柱最低?！緦嶒灧治觥克焦艿拇旨毑煌?，水流動時，流量是相同的，故三段水平管中水的流速是不同的，粗管中的水流速小，細管中的水流速大。水流動時，小豎管中水柱的高度不相同，根據液體的壓強公式p=ρgh可知，各段水平管中水的壓強不相同，粗管中水的壓強大，細管中水的壓強小?！緦嶒灲Y論】在液體中，流速大的位置，壓強小；流速小的位置，壓強大?！静シ乓曨l】——《玻璃管中水柱的高度為何不同？》（3）探究歸納：流體壓強與流速的關系該結論也稱“伯努利原理”。是由瑞士物理學家、數(shù)學家、醫(yī)學家丹尼爾?伯努利在1738年提出的?！静シ乓曨l】——《無需吸氣就能將球吸入水管》2.用“流體壓強與流速的關系”解釋現(xiàn)象（1）火車站臺上的安全線【提問】為什么火車站和地鐵站的站臺上要畫一條安全線？【分析】當火車或地鐵進站時，會帶動人和車之間的空氣的流速加快，人外側空氣流速慢壓強大，而內側流速快壓強小，會產生一個向內側的壓強差，將人推向火車，易出現(xiàn)危險。（2）噴霧器的工作原理【分析】噴霧器的小孔處比較細，當有氣體流出時，空氣流速快，壓強小，容器里液面上方的空氣壓強大，液體就沿著細管上升，從管口流出后，受氣流的沖擊，被噴成霧狀。（3）草原犬鼠的洞穴【提問】犬鼠的洞穴有兩個出口，一個是平的，另一個則是隆起的土堆。這是為什么呢？【分析】兩個洞口的形狀不同，決定了洞穴中空氣流動的方向。吹過平坦表面的風速小，壓強大；吹過隆起表面的風速大，壓強小。因此，地面上的風吹進了犬鼠的洞穴，給犬鼠帶去了習習涼風。（4）跑車的氣流偏導器跑車車身形狀和機翼類似，高速飛馳時，如果產生向上的力就會發(fā)飄，會造成行駛不穩(wěn)定。跑車在車尾安裝了一種“氣流偏導器”，“氣流偏導器”上表面平直，下表面呈弧形向下凸，當跑車高速行駛時，流過它上方的空氣速度比下方空氣小。此時，上方空氣壓強比下方空氣壓強大，這樣，“氣流偏導器”受到一個向下的壓力差，從而使車輪抓緊地面。【例題1】某物理課外小組制作了如圖所示的實驗裝置，打開A閥門，關閉B閥門，水流入管道，當水穩(wěn)定后，a管液面高度____b管液面高度；再打開B閥門，在水向外流的過程中，a管液面高度______b管液面高度（填“高于”、“等于”或“低于”，g=10N/kg）。【答案】等于，高于。【解析】打開A閥門，關閉B閥門，水流入管道，a管、b管、大燒杯組成了連通器，因為連通器中裝有同種液體，所以，由連通器原理知道，當水穩(wěn)定后，a管液面高度等于b管液面高度。再打開B閥門，粗管和細管中水的流量相同，細管處水的流速大、壓強小，支持的水柱低；粗管處水的流速小、壓強大，支持的水柱高，所以a管液面高度大于b管液面高度?！纠}2】廣東夏季烈日炎炎，有不少摩托車主選擇加裝如圖所示的遮陽傘。雖然這樣的遮陽傘能夠讓車主免受陽光的荼毒，但是存在很大的安全隱患，這是因為，當摩托車快速行駛時，傘上方的空氣流速（選填“大于”或“小于”）下方的空氣流速，導致上方的大氣壓強（選填“大于”或“小于”）下方的大氣壓強，駕駛員會感覺車被向（選填“上”或“下”）提起?！敬鸢浮看笥谛∮谏稀驹斀狻空陉杺恪吧贤瓜缕健?，當摩托車快速行駛時，傘上方空氣流速大，壓強??；傘下方空氣流速小，壓強大，傘就受到一個向上的壓強（或壓力）差，傘面會被吹起，駕駛員會感覺車被向上提起，存在嚴重的安全隱患。思考問題。進行實驗一與二，分析論證，歸納出結論：氣體的壓強與流速的關系。進行實驗三與四，或觀看視頻，分析論證，歸納出結論：液體的壓強與流速的關系。通過以上4個探究實驗，歸納出結論小組進行交流討論老師所提的4個問題，會用流體壓強與流速的關系解釋4個現(xiàn)象。做例題1與2，會用流體壓強與流速的關系解釋有關現(xiàn)象。學習新課二、飛機的升力【提問】幾十噸重的飛機為什么能夠騰空而起？你觀察過飛機的機翼嗎？它的橫截面是什么形狀的？1.飛機的升力（1）觀察思考：觀察如圖所示飛機的機翼截面形狀。想一想，為什么機翼上部和下部的形狀是不對稱的？是什么將飛機“托上”天空的呢？（2）分析探究飛機起飛前，先在跑道上跑一段距離。空氣相對機翼向后運動。因為機翼的形狀是上凸下平，所以上方空氣流速快，壓強小，機翼上、下方存在壓強差，產生壓力差，形成了向上的升力。機翼上、下表面的壓強差是產生升力的原因。如果機翼的前緣稍向上仰，跟氣流的方向成一個小的仰角，則機翼上下方的壓強差比機翼跟氣流方向平行時還要大，所產生的升力就比較大。升力是豎直向上的，它跟飛機所受重力方向相反，當升力大于重力時，飛機上升。（3）歸納總結機翼的形狀決定了機翼上下表面空氣的流速不同，使機翼上下方產生壓強差，從而產生壓力差，這一壓力差使飛機獲得向上的升力?！静シ乓曨l】——《飛機升力的產生》2.鳥類的滑翔原理【提問，師生共同分析以下兩個事例】（1）鳥類的滑翔原理鳥類展開雙翅，即使不撲打，為什么也能在空中滑翔而不會跌下來？【分析】鳥翅如同機翼，鳥翅的上方是曲面，下方近似于平面，氣流通過上方的速度大于下方氣流的速度。因此上方的壓強小于下方的壓強，產生向上的升力，所以鳥在空中滑翔不會掉下來。（2）灰雁生活在歐洲的灰雁，如果天氣情況很惡劣時，空氣流動很大，且非常不穩(wěn)定，它需要降低高度以擺脫這種不利的狀況。它怎樣才能迅速的降低高度呢？【分析】身體完全翻轉過來，倒立飛行。【例題3】如圖是某同學分析飛機如何獲得升力時所畫的示意圖。下列說法正確的是（B）A．飛機獲得升力利用了流體流速大的位置壓強大的原理B．根據機翼上凸下平分析出機翼上方空氣流速大C．根據所知原理可推理出機翼下方空氣壓強小D．機翼受到空氣向上的壓力小于向下的壓力【解析】A．根據流體壓強與流速的關系，流速越大的位置，壓強越小。飛機獲得升力利用了流體流速大的位置壓強小的原理。故A錯誤；BCD．觀察機翼的形狀，機翼上方是凸起的，而下方是平的。當飛機飛行時，機翼上方的空氣需要流經更長的路程，所以流速會相對較大。因此，根據機翼上凸下平的形狀，我們可以分析出機翼上方空氣流速大，壓強小。機翼下方空氣流速小，所以壓強相對較大，所以機翼受到空氣向上的壓力大于向下的壓力，這個壓力差使飛機獲得向上的升力。故CD錯誤，B正確。所以選B。思考問題，分析飛機升力產生的原因。通過觀看視頻，進一步了飛機升空的原理。做例題3，知道飛機升力產生的原因，能綜合應用物理知識分析問題。學習新課三、拓展實驗—用傳感器研究氣體流速與壓強的關系【實驗介紹】如圖，三節(jié)直徑不同的塑料管聯(lián)結在一起，然后與抽氣機相通。當抽氣機抽氣時，在同一時間內，通過三個管子的氣體總量是相同的，所以細管內氣體的流速一定比粗管內氣體的流速大。將三個氣體壓強傳感器分別放入管內，將傳感器與計算機相連，從計算機上就可以讀出三個位置氣體的壓強值。看看是不是氣體流速大的地方壓強小?！緦嶒炁c現(xiàn)象】（1）將三個氣體壓強傳感器探頭分別插入三節(jié)管中，將傳感器與電腦相連，打開抽氣機抽氣，觀察電腦屏幕?！緦嶒灧治觥咳鐖D所示，①、②、③三條圖線分別對應粗細不同的三節(jié)管中氣體壓強隨時間變化的情況。由圖像可知，A處流速大，壓強小（傳感器①），C處流速小，壓強大（傳感器③）。當調換抽氣機的擋位后，圖乙中的三條圖線均下移，由此可判斷三節(jié)管中氣體的流速均增大?！静シ乓曨l】—《用傳感器研究氣體流速與壓強的關系》【實驗結論】氣體的流速越大，壓強越小；流速越小，壓強越大。了解“用傳感器研究氣體流速與壓強的關系”的方法。課堂練習課堂練習1.如圖，小紅手撐雨傘走在路上，一陣大風吹來，傘面被“吸”，將發(fā)生嚴重變形。下列判斷推理及其解釋，正確的是（）A．傘面被向下“吸”，傘上方的空氣流速小于下方B．傘面被向下“吸”，傘上方的空氣流速大于下方C．傘面被向上“吸”，傘上方的空氣流速大于下方D．傘面被向上“吸”，傘上方的空氣流速小于下方【答案】C?！驹斀狻坑蓤D知，相同時間內，空氣通過傘上方的路程大于傘下方的路程，所以傘上方的空氣流速大于下方，根據流體的流速越大、壓強越小，傘下方的壓強大于上方的壓強，傘在向上壓強差的作用下被吸向上方，故ABD錯誤，C正確。2．下列現(xiàn)象能用流體壓強與流速的關系來解釋的是（）①如圖甲所示向兩張紙中間吹氣，紙張向中間靠攏②如圖乙所示裝有液體的玻璃管，底部和側壁的橡皮膜往外凸起③如圖丙所示地鐵站臺邊，人必須站在安全黃線以外的區(qū)域候車④如圖丁所示飛機升力的產生原因A．①② B．①④ C．③④ D．①③④【答案】D.【詳解】①對兩張平行的紙吹氣，兩紙間的空氣流速大壓強小，而兩紙的外部空氣流速小壓強大，兩紙受到向內的壓力差，所以兩張紙被壓到一起，能用流體壓強與流速的關系來解釋，故①符合題意；②裝有液體的玻璃管，底部和側壁的橡皮膜往外凸起，是因液體對容器底和側壁有壓強，不能用流體壓強與流速的關系來解釋，②不符合題意；③當列車駛進站臺時，會帶動人和車之間的空氣流動速度加快，壓強小，此時人外側的空氣流動速度慢，壓強大，會產生一個向內側的壓強差，將人推向火車，易出現(xiàn)危險，能用流體壓強與流速的關系來解釋，故③符合題意；④相等的時間內，空氣經過機翼上面的路程大于下面的路程，則機翼上面的空氣流速大于下面的流速，所以機翼上面的壓強小于下面的壓強，產生一個向上壓強差，出現(xiàn)一個向上壓力差，就是機翼向上的升力，故④符合題意。故ABC不符合題意，D符合題意。故選D。3.如圖所示，用彈簧測力計掛上飛機機翼模型,再用電風扇對著機翼模型吹風。因為在流體中，流速越大的位置，壓強_____(選填“越大”、“越小”或“不變”)，所以增大風速，彈簧測力計示數(shù)會_____(選填“增大”、“減小”或“不變”)?！敬鸢浮吭叫。瑴p小?！窘馕觥吭诹黧w中，流速越大的位置，壓強越小。飛機機翼模型上凸下平，增大風速時，會產生一個向上的升力，所以彈簧測力計示數(shù)會減小。5.某興趣小組利用生活中常見的物品做了一個非常有趣的實驗，將吹風機對準三個相同的水平通道左端口向下吹風，在通道右端口處同時放置相同規(guī)格的乒乓球，某時刻乒乓球處于如圖所示的位置。下列說法合理的是（）

A．此實驗原理與高壓鍋工作原理相同【答案】C.【解析】A．根據圖片可知，當左端有風吹過時，氣體流速大壓強小，于是三個小球在大氣壓強的作用下被推向左端，而高壓鍋的工作原理為液體沸點隨氣壓的變化規(guī)律，故A錯誤；B．c處小球運動的距離最短，則說明c處的小球受到的推力最小，即c處壓強最大，故B錯誤；C．增大吹風機的風速，則左端氣體壓強更小，那么乒乓球受到的推力更大，則向左運動更明顯，故C正確；D．乒乓球移動的距離只與左右兩端的氣壓差大小有關，而和通道的寬窄沒有關系，故D錯誤。6．我國具有完全自主知識產權的新一代大型客機C919在上海浦東國際機場首飛，這標志著中華民族百年的“大飛機夢”取得了歷史性突破。（1）如圖乙所示，飛機的機翼做成上凸下平的形狀，飛機飛行時，機翼上方氣流比下方氣流的流速大，下方空氣的壓強（填“大于”“等于”或“