《流体压强与流速的关系》教学设计

发布时间:2014-11-19    编辑:教案中心小组    来源:网络&投稿

 课题

流体压强与流速的关系

教材分析

本节课是在学生学习了固体的压强、液体压强、大气压强的基础上引入的,内容与生活生产和科学技术联系密切,能使学生保持对自然界的好奇,发展对科学的探索兴趣,从而产生将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识,是对整章物理知识“有用观”的升华。

学情分析

初中生的思维处在形象思维向抽象思维转化的过渡期。他们的思维以形象思维为主,对直观现象比较感兴趣,喜欢动手,但欠缺对问题深入的思考及理性的思维。因此本节课主要采用从直观现象入手,通过探究活动,让学生亲历探究过程,降低学生学习难度。特别是让学生通过创造性地“玩”,来探究物理规律,拉近了学生与物理的距离,激发学生好奇心,提高学生在学习中克服困难的能力。

设计思想

基于以上分析,这堂课的主导思想以学生分组合作→自主设计实验→观察解释的流程进行教学,从真正意义上把课堂交给学生,学生自主探索学习,相互协作,在实验过程中体会科学态度和探索精神,在体会的过程中完成本节的三维教学目标。

教学目标设计

知识与技能

知道流体的压强与流速的关系,并会用之解释生活中的相关问题。

过程与方法

让学生经历知识被发现的过程,学会从简单的物理现象中归纳出物理规律,培养学生观察、比较、分析、归纳等学习方法和科学的思维观。

情感态度与价值观

增长学生学习物理的兴趣,培养学生的创新精神,让学生体会科学技术的力量,关注科技的两面性,加强安全教育。

教学重难点重点

了解流体在稳定流动时,在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大。

难点

了解飞机机翼的形状,及飞机升力产生的原因。培养学生观察实验现象并学会利用所学知识合理地解释现象的能力。

教学策略

1.教学方法:以引导为主,老师适时地穿插在各个活动的关键环节进行指导;适时地组织学生进行讨论并引导学生扩展;

2.学习方法:小组合作,自主实验,根据自己的兴趣爱好,围绕本节主题进行活动,观察现象,对现象尝试合理解释,并进行小组交流;

3.教学手段:自主实验为主,辅助以多媒体设备进行引导。

4.评价方法:小组成员相互评价,各小组之间进行评价与推荐。

教学准备

实验器材

每人纸片两张,各小组塑料吸管,漏斗,乒乓球,水槽,注射器各一个,泡沫塑料两块;教师准备伯努利实验器材,模型飞机,落地电扇一台。

多媒体

的运用

液体流动时压强与流速的关系(PPT),飞机起飞(MPG),飞机升力(flash),香蕉球的精彩片断(MPG),香蕉球的原理分析(flash)。

教学流程

 

 

 

  教学过程

 师生活动

设计意图

事件引入

[1905年冬天的一个早晨,俄国沙皇派往西伯利亚的一位钦差大臣,将要乘火车经过一个名叫鄂洛多克的小站。站长沃尔伦斯基,一大早就让部下把车站打扫得干干净净,身着笔挺的新制服,率领全站职工,手捧花束,排列在铁道两旁,恭候钦差大臣的到来。

不多久,列车在汽笛声中风驰电掣般地冲进了由38名铁路员工组成的“人巷”。离列车很近的人们刚要举起手中的花束欢呼时,突然,所有的欢迎者都像是被人从背后猛推了一下,纷纷不由自主地向前仆倒下去……结果,这“魔鬼般的黑手”,造成了4人终身残疾,而包括站长在内的其余34人全都成了滚滚车轮下的冤魂!

奇特的惨案发生后,地方法院开始调查案事件真相。然而,机车状况良好,司机和员工都没有违章操作。反复调查毫无结果,法官只好在判决书上写下了《圣经》上的一句话:“每个人都是上帝的羔羊,迟早要回到上帝的跟前!”

著名的俄国科学家齐秋奥尔科夫斯基知道这一“判决”结果后,哀叹道:“可惜法官不懂伯努利定理……”](PPT配音显示)

那么这个幕后的“黑手”到底是谁?什么是伯努利定律呢?带着这些疑问,让我们一起进入──《流体压强与流速的关系》,相信同学们学好了这些知识后一定会揭开谜底!

悬疑事件的引入,定下了本节课的最大“悬疑”, 由事件的悬疑造成知识的“悬疑”。从一开始便牢牢抓住学生的思维,让学生迅速进入主题,为上好本节课打下良好的基础。

 新课教学

提问:什么是流体?

具有流动性的气体、液体统称为流体(如水、空气…)。

 

我们在第二、三节分别探究了液体和气体不流动时的压强特点,那么当这些液体和气体流动时,其内部压强又会有什么特点呢?

流体压强与流速的关系(板书)

在猜想之前,我们先来做一个实验,希望这个实验能有助于我们的猜想:

【做一做】

 

 

实验所用器材

一张薄纸条

实验方法

先让两张志竖直下垂且相互平行放置,然后用嘴从中间竖直向下吹气

吹气前现象

吹气后现象

可能的原因

 

引导学生利用力学的知识储备,尝试解释产生这些现象的原因,并大胆进行猜想:流体流动后,其压强会怎样?

我们的猜想是否正确呢?我们需要用实验验证。

【实验验证】伯努利实验

介绍伯努利实验的装置及实验方法,老师演示,学生认真观察现象。

提问:

这个装置是我们学过的什么?当里面的水不流动时,有什么特点?

(学生回答)

若里面的水发生流动,同学们猜一猜又会产生什么现象呢?

提醒学生注意从这几方面来观察:

1.装置中流体流动时哪个位置的流速较大?

2.这几个液柱的高度是否发生变化?液柱的高度的变化能说明什么问题?

引导学生利用课件分析流体压强与流速的关系得出结论:

 

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。(板书)

由此证明我们的猜想是正确的。实际上,这就是著名的伯努利定律,早在200多年以前,瑞士物理学家伯努利已经用上述装置验证了这个结论。

那么鄂洛多克惨案的幕后黑手到底是谁呢?这种事故不仅在陆地上发生过,在水中也发生过:——“奥林匹克”号惨案

(大屏幕显示)

警察破案时常用“现场模拟”的方法解决难题,我们也来模拟一次希望能找到真正的凶手。

 

〖现场模拟〗

(让学生选取一个情景,自己从桌面上找到合适的器材,自行设计实验,并进行相互讨论,分析原因,然后各组之间进行交流。最后老师给予肯定并进行归纳分析。)

 

鄂洛多克事故的原凶:

 

火车运动时,人与火车之间的空气流速大,压强小;人外侧的空气流速小,压强大,因而对人体产生朝向火车的压强差。

所以从此以后距站台边沿1m的位置画了一条黄线来警告乘客:不要越过此线,否则会有生命危险。所以我们以后在站台上候车时,不要越过安全线;或在铁路边玩耍时,不要靠近高速行驶的火车。

 

“奥林匹克”号惨案的原因:两船并列航行时,两船之间的水相对船的流速大,压强小;两船外侧的水流速小,压强大,产生向内的压强差。

如果由你来制定水上交通规则,你认为应该加上一条:船只航行时不能并列行使。

当人类愚昧无知时会受到大自然无情的惩罚,当我们不学无术时也会遭到社会残酷的淘汰。

接下来我们来做一个有趣的游戏性的竞赛。

【比一比】谁是大力士?

器材:一个乒乓球、漏斗

规则:漏斗口朝上,放入乒乓球,从下方使劲吹气,看谁能把乒乓球吹出去。

(每一个组推选一名大力士进行比赛,其他同学为他们加油。)

既然这样不行,那我们就倒着吹,看能不能把乒乓球吹出去呢?为什么还是吹不出去呢?反而不吹的时候它却掉下来了?

(引导学生分析产生这种现象的原因。)

我们的这些大力士虽然没有把乒乓球吹起来,但你们对流体压强的感受和理解一定是最深刻的,而这几位同学解释得也非常的合理、准确,我们一起用掌声来谢谢他们给我们带来的精彩!

请大家欣赏一段视频。(播放视频)

向下吹乒乓球时,由于乒乓球受到了向上的压力差克服了自身重力而没有掉下来,“小鸟和飞机到底是怎样飞起来的呢?”

给大家一个惊喜,今天老师也带来了两架飞机——(故意停顿)的模型。

【瞧一瞧】演示飞机的起飞

大家通过刚才的视频可以看到,飞机起飞之前一定要在跑道上加速,那么在这里我们怎样让它飞起来了?。

(请一位同学来协助老师一起完成实验)。

用两架不同的飞机模型进行实验,产生了两种不同的现象,一架飞起来了,另一架并没有飞起来。为什么会这样呢?请同学们在认真观察一下。(通过屏幕放大)

学生回答。(机翼的形状不同)

很显然这就是一个能飞起来,另一个不能飞来的关键所在。我们再来进一步分析一下:

(播放飞机升力的flash课件)结合flash课件讲解飞机升力的产生。

 

飞机的升力:由于机翼的形状上凸下平,在空气中运动时,通过机翼的上下表面的空气流速不同而存在压强差,产生了向上的升力。(板书)

实际上飞机的产生,正是源自于人类对鸟类翅膀的深入研究。(观看翅膀与机翼对比图)这就是飞机能和小鸟一样飞起来的原因。

其实我们需要向大自然学习的东西还有很多很多。

 

 

【猜一猜】聪明的动物世界——灰雁巧胜大自然

大家看,这是一只原产自英国和欧洲灰雁,灰雁是世界上体积最大的野鹅,现在它正在空中自由飞翔。

突然天气情况变得很恶劣,这一高度的空气流速很大,但非常不稳定,它需要降低高度以摆脱这种不利的状况。请同学们帮它想想办法,他怎样才能迅速的降低高度呢?

(组内同学讨论后回答)

我们看看这只灰雁会怎么做?

它的身体翻转了180度,腹部朝上,背部朝下,就这样以一种怪异的姿态继续飞行,虽然看起来给人一种不可能的感觉,但灰雁的这种特技表演——被称之为“whiffling”——实际上是一种真实存在并且久经考验的方式。

灰雁用它的智慧神奇地战胜了大自然,人类从大自然中也获得了许多启发:

【启迪与教训】

——汽车的尾翼板。

请同学们看大屏幕——酷图欣赏。

引导学生从尾翼板的形状上分析它的作用。(学生作简短讨论后举手回答,然后教师总结归纳。)

有了这种装置,坐在小汽车里肯定是非常平稳的、舒服的。

今天大家的表现都很积极,都很棒,不愧为※※学校的学生。想不想轻松一下。

 

 

【轻松一刻】

(视频播放“美丽的曲线”)

提问:是不是非常精彩?这就是所谓的香蕉球,想不想知道香蕉球产生的原因呀?

(学生兴奋的回答)

想知道可以,但必须满足老师的一个要求,告诉我们今天这节课的收获是什么?

(课堂小结之后,再通过flash课件帮助同学们分析香蕉球产生的原因。)

通过简单的复习提问,流畅进入本节课的主题。

猜想不是空想,需要有相关的事实为依据。通过动手玩身边的小东西,以给学生提供猜想的依据。同时激发学生的探究欲望,并通过实验培养学生善于从现象中发现问题,提出质疑,解决问题和分析问题的能力。

通过课件,从力学理论的角度分析揭示我们所看到的现象。证实流体压强与流速之间的关系,的确如同学们的猜想和总结那样。轻松解决本节课的重点内容。通过肯定和鼓励,增加学生继续学习的信心。

拨云见日,悬疑马上就要被揭开。激发了同学们强烈的探究欲望。这是一次全开放式的实验,更能培养学生的合作能力、操作能力、归纳应用能力、交流评价能力。

抓住时机,对学生进行安全教育,提高学生的安全意识。

要想战胜大自然,就必须了解大自然,了解科学。利用科学让神秘的自然为人类服务,让科学的产物与人类和谐共存,和谐发展。

整个教学过程以“提出问题——建立事实——形成假说——实验验证——得出结论——生活应用”为主线的思维程序让学生自己探究,利于培养学生逻辑思维能力和归纳总结能力。

学以致用,进一步吸引同学们的注意力,通过比赛的形式,增强同学们参与动手的热情,把课堂推入一小高潮。并为下一阶段飞机升力的教学埋下伏笔。

物理与科技的紧密联系,揭示高科技产品的奥秘。通过动画讲解和现场的模拟实验,特别是两架飞机模型的对比实验,让学生切身体会飞机机翼升力的产生与机翼的形状有关,与流体的压强有关。

感悟大自然的神奇与奥妙。通过情景介绍让同学们猜想灰雁解决问题的方法方式,与实际的方法产生巨大的反差,增强学生强烈的学习欲望。

飞机—灰雁—汽车尾翼,科技—社会—物理的紧密结合。体现了大自然中动物和人类的智慧。留给同学们以深刻的印象和启迪。

听觉、视觉已经疲乏的同学们很容易重新兴奋起来。他们会被足球运动员高超的技艺所折服,并产生强烈的好奇感,强烈的求知欲,想急切搞清楚香蕉球产生原因。

课堂小结

 

巩固练习

1.如图是非洲草原犬鼠洞穴的横截面示意图.洞穴有两个出口,一个是平的,而另一个则是隆起的圆形土堆.生物学家不是很清楚其中的原因,他们猜想:草原犬鼠把其中的一个洞口堆成土包状,是为了建一处视野开阔的瞭望台,但是如果这一假设成立的话,它又为什么不在两个洞口都堆上土包呢?那样不就有了两个了望台了吗?你对此有何看法?

2.相信大家都有过这样的经历:步行在雨中,我们会打一把伞.一阵大风吹来,雨伞会被向上吸起来.这是为什么呢?你能不能用今天所学的知识解释这个现象呢?

3.据你的了解,以下各种飞行器,升空的原理是什么?

通过进一步习题的练习,达到巩固知识,检测学生掌握知识情况,及时进行反馈。让学生感到物理无处不在,让自然的神奇带给学生无尽的探究欲望!

作业布置

1、动手做做课后“动手动脑学物理”第2题的实验,看能否成功?成功的诀窍是什么?并想想这个现象有什么实用价值?

2、乒乓球是我国的国球,邓亚萍、张怡宁、王楠、马琳、王皓、王励勤等等都是排名世界前列的好手,每位选手都是身怀绝技。请你通过上网查阅资料,了解上旋球、下旋球、弧圈球产生的原因?

 

板书设计

 

第四节:流体压强与流速的关系

一、流体:气体与液体的统称

二、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;流速较小的位置压强较大。

危害:火车的吸力——安全线

三、应用与危害。 并行的两船相撞——不能并列航行

应用:飞机的机翼

灰雁脱险

汽车尾翼板

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