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流体压强与流速的关系

发布时间: 2017-11-15 14:23 发布单位: 寿光市台头镇第一初级 浏览量: 76 【公开】

【教学目标】

通过实验探究,初步了解流体的压强与流速的关系。

【教学方式】

小组合作实验探究、班级师生交流。

【教学用具】

1. 教师用具

纸条、漏斗、乒乓球、自制的课件

2. 学生用具

乒乓球两个、小木条一根、饮料吸管一支、盖上有圆孔的饮料瓶一个、水槽一个、一杯水、一根中间切开(未断)折成直角的饮料吸管、两张纸。

【教学过程】

一、新课引入

师:同学们,物理这门学科与大自然和我们的生活息息相关,人类和其他动物都用到了物理知识。我们先来看两张图片。(出示幻灯片12)为什么能飞上天?

学生:翅膀。

师:(引导学生回到空气流动上)飞机和鸟类从地上起飞时先跑动或从高处起飞,都和空气的流动有关,从空气流动里获得了一个力。

再来看两个实验:1吹纸条2漏斗乒乓球

师:同学们,请继续看另一个实验,如图1所示,我把乒乓球放在伸平的手掌上,并把乒乓球放在翻转的漏斗中,请看(说完,松开手掌),看到了什么现象?

1

学生回答:乒乓球掉下。

师:我用嘴通过漏斗向下吹气,同时放开手。又看到了什么现象?

学生回答:乒乓球不掉下。

师:乒乓球为什么在漏斗下方不会掉下来,我们分析看看,乒乓球能在漏斗下方不会掉下来,由物体的平衡条件可知,竖直方向除了受到重力以外,一定还受到一个向上的压力。未吹气时没有这个现象,当吹气之后才产生这种现象,同学们再猜一猜,想一想,这个压力可能会跟什么有关系呢?

学生回答:吹气。

师:吹气就是气体在流动,那么你们认为与气体的流动有关,是吧?

学生回答。

师:在物理学中,液体和气体,它们一个共同的特点是:都具有流动性,统称为流体。两个实验中,都是流体在运动时才产生的现象。且我们已猜测流体流动可能与流体的压强存在有某种关系。那么,这可能是什么关系呢?

学生回答。

师:我们猜想这种关系无非存在两种情况:

一种是流体在流速大的地方压强大,在流速小的地方压强小;另一种是流体在流速大的地方压强反而小,在流速小的地方压强反而大。究竟哪一种猜想是正确的呢?今天我们学习的内容是流体的压强与流速的关系。(出示幻灯片3)下面我们将通过实验的方法进行探究。

二、新课教学

师:先来确定一下流体的定义(出示幻灯片4),学生齐读一遍。

师:好,下面我们来研究流体的流动速度与压强的关系。同学们的桌子上有乒乓球两个,小木条一根,饮料吸管一支,盖上有孔的饮料瓶一个,装满水的水槽一个,一杯水,一根中间切开(未断)折成直角的饮料吸管,两张纸等器材。选择器材,做四组实验。

根据大屏幕(出示幻灯片5)提示,如图2。我们可以用嘴吹气产生气流,用饮料瓶喷射水产生水流,通过一些物体的运动状况来分析判断压强大小的变化。

2

师:现在我们的研究活动以小组进行,请大家在小组内积极地讨论、研究方案,积极地用眼睛去观察、用大脑去思考,并把你们发现的问题记录下来,然后全班交流。看看在实验中能发现些什么?集体的力量是巨大的,看看哪一小组做得最好?

(学生开始实验、探究、讨论,教师巡视各组的实验情况)

师:你们的实验完成了吗?

学生回答。

师:下面我们进行全班交流,把你所看到的,所想的说出来与大家交流,就按顺序来进行,好不好?声音要大些,那么,第一组开始吧。

估计学生会回答到的几个情况:

1)我们这一小组选择老师提供的实验装置第三个图,选择用饮料瓶一个,装满水的水槽一个,两只乒乓球,作为实验器材,用饮料瓶向漂浮在水面上的两只乒乓球中间喷射水流,可观察到两只乒乓球向中间靠近。

2)我们这一小组选择老师提供的实验装置第一个图,把两个乒乓球放在一根小木条上,相对靠近一些,用一支饮料吸管向它们中间吹气,两个乒乓球互相靠近。

3)我们这一小组选择老师提供的实验装置第二个图,我们选择在两张纸中间吹气,结果看到两张纸不但没有被吹开反而互向中间靠近。

4)我们这一小组选择老师提供的实验装置第四个图,我们把一根中间切开(未断)折成直角的饮料吸管,一端插入水中,向管中间吹气,我们可看到饮料管中水面上升。我们认为管中间被我们吹气,因此切口处压力变小,底下的大气压就会产生一个力把水往中间压。因此,我们也认为:流体在流速大的地方压强反而小,在流速小的地方压强反而大。

……

师:好,非常好!因气流具有不可见性,并且流体不容易任意控制,我们结合同学分析的现象,采用CAI课件对两个实验现象进行分析(出示幻灯片6.7.8.9)。

(操作CAI课件)

师:综上所述,我们可以得出结论:流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大。((出示幻灯片10

下面,我们来解决本节课开头提的问题。(出示幻灯片1112

师:机翼是什么形状的?

生:上边是上凸形,下边接近水平

师:飞机前进时,机翼与周围的空气发生相对运动,相当于气流迎面流过机翼。气流被机翼分成上下两部分,由于机翼横截面的形状上凸下平,机翼上方气流的速度较大,对机翼上表面的压强较小;下方气流的速度较小,对机翼下表面的压强较大。这样,机翼上下表面就存在着压强差,因而有压力差,这就是产生升力的原因。

在实际生活中,关于流速与压强的例子很多,动物也会运用这个知识为自己谋福利。(出示幻灯片13草原犬鼠洞穴图)解释:两个洞口,一个平,一个凸 ,凸起的流速大,压强小;平的压强大,形成压强差,就成空调洞穴了。再看实际生活中人们的应用。(出示幻灯片1415地铁图·军舰图解释)

三:深化提高:

流体压强与流速的关系练习

1.王老师经常引导学生利用身边的生 活用品做实验,通过动手动脑,学习物理知识,揭示物理规律.下面的实验揭示流体压强与流速关系的实验是

2.高速列车经过时,若人离铁道太近很可能被吸进去,从物理学的角度看,是因为(      )

A.车与人间空气流速减小,压强增大    B.车与人间空气流速减小,压强减小

C.车与人间空气流速增大,压强增大     D.车与人间空气流速增大 ,压强减小

3.你是否有这样的经历:撑一把雨伞行走在雨中, 如图所示, 一阵大风吹来, 伞面可能被”, 严重变形.下列有关这一现象及其解释,正确的是(      )

A.伞面被向下          B.伞上方的空气流速大于下方

C.伞上方的空气流速等于下方  D.伞上方的空气流速小于下方

4.一场大雪过后,在公路雪地上行驶的小汽车,车后部常常会有雪附着在上面,对于这种现象,下列分析正确的是(     

A.汽车上与空气磨擦而吸引雪                 B.车上原来有雪

C.司机为了保持车体干净而故意做的      

D.汽车行驶时,车体两边的空气流速较大,是气压差的作用把雪掀起附着在上面的

5.在倒置的漏斗里放一个乒乓球,用手指托住乒乓球。然后从漏斗口向下用力 吹气,并将手指移开,那么以下分析正确的是(     

A.乒乓球会下落,因为其上方气体流速增大,压强变小

B.乒乓球会下落,因为其上方气体流速增大,压强变大是某草原发生的一起龙卷风

C.乒乓球不会下落,因为其上方气体流速增大,压强变小

D.乒乓球不会下落,因为其上方气体流速增大,压强变大

6.龙卷风的实质是高速旋转的气流.它能把地面上的物体或人畜起卷人空中。龙卷风能起物体是因为                                                 

A.龙卷风内部的压强远小于外部的压强  

B.龙卷 风增大了空气对物体的浮力

C.龙卷风使物体受到的重力变小        

D.迷信说法中的把物体到空中。

7.在靠近桌面边沿的地方放一枚硬币,在硬币前架一个约2 cm高的栏杆,在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气,硬币就能 跳过栏杆,这是因为              

A.硬币下方的压强比上方的压强大;     

B.硬币后面的压强比前面的压强大;

C.硬币后面的压力比前面的压力大;     

D.硬币下方的空气 密度比上方的大.

8.春天是放风筝的好季节。风筝在空气中飞行利用了下列什么原理    

A.风筝下方空气流动速度小,空气压强小     

B.风筝下方空气流动速度大,空气压强大

C.风筝上方空气流动速度大,空气压强小     

D.风筝上方空气流动速度小,空气压强大

9.生活处处有物理,留心观察皆学问.厨房中也包含着很多物理知识。如:抽油烟机在工作,由于转动的扇叶处气体的流速大,压强         ,从而在周围大气压的作用下将油烟压向扇口排出。

10.小明坐在汽车上,汽车行驶过程中,开了车窗小明看到车内悬挂的窗帘在向         飘动(选填车内车外);这是由于车外空气的流速大于车内,而使车内的气压________车外的气压而造成的(选填大于小于等于)。

11.由于轿车形状的原因, 在高速行驶中, 轿车对地面的压强会          

四:课堂小结:

出示幻灯片16,总结本堂课所学知识。

 


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