《流体压强与流速的关系》教学设计
[日期:2014-06-17] | 作者:物理组 次浏览 | [字体:大 中 小] |
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