《在流体中运动》教案

《在流体中运动》教学设计

一、教学目标

１、知识与技能

（1）知道流体的压强与流速的关系。

（2）了解升力是怎样产生的。

２、过程与方法

（1）通过观察、实验，让学生经历探究流体压强与流速关系的过程，体会伯努利原理的推理过程。

（2）通过对鸟翼和机翼的观察和探究，认识升力，并培养学生的观察能力和动手能力。

3、情感、态度与价值观

（1）结合日常生活现象，激发学生兴趣。

（2）了解历史，加深人文素养。

（3）培养学生交流讨论意识和协作精神。

二、教学重点与难点

教学重点：流体的压强与流速的关系，并能解释生活现象。

教学难点：对液体压强与流速关系的探究活动，设计实验认识“升力”。

三、教具：

乒乓球两个、漏斗、两张纸、纸片、水槽、水、水杯，吸管两支、多媒体课件

四、教学过程：

（一）创设情境、引入新课：

1、创设情境，激发学习兴趣

（课件1）引入：同学们看过特工007系列电影吗？有的同学可能看过，咱们来共同看其中一个电影片段，看一下片段中，007和敌人作战时的一个镜头。

（1）让学生注意观察现象。看完后说一说，你印象深刻的一幕是哪一个镜头，（人被“吸”进飞机的螺旋桨内）。

(2)、你认为出现这种现象的原因可能是什么？

引导学生得出：可能是飞机螺旋桨那里空气流动快的缘故。

师：空气流动快，就可以把人“吸”进去了吗？

带着这个疑问，让我们一起走进今天的知识殿堂。

引入今天的课题“在流体中运动”。

（二）进行新课

1、流体的定义：什么是流体？液体和气体都具有流动性，统称为流体。如：空气、水等。流体流动时的压强称作流体压强，空气和水流动时有快有慢，当流速变化时，流体的压强是否变化，如何变化？下面我们来探究他们之间的关系。

2、科学探究活动———研究流体压强与流速的关系

（1）提出问题：流体压强与流速有什么关系？

（2）（课件2）

猜想与假设：

猜想1：液体和气体流动越快，它的压强越大。

猜想2：液体和气体流动越快，它的压强越小。

猜想3：液体和气体流动越快，它的压强不变。

（3）制定计划、设计实验：

我们在探究过程中，提出了猜想假设以后，接下来要做什么？

生：制定计划，设计实验，然后进行实验，收集证据。

为了验证上述的猜想是否正确，请同学们利用你手中的物品动手做一做，

你可以选其中一个来验证，做完后，可以选择其它的器材来探究。

明确探究目的，给定一些器材，由学生选择并设计实验方案，经历实验的过程，来探究流体的流速与压强的关系。

（4）、进行实验、收集证据：

同学们拿出课前准备好的东西，分组进行以下实验。

（课件3）：比一比看谁做得好

【实验一】用手握着两张纸，让纸自由下垂，在两张纸的中间向下吹气。

【实验二】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。

【实验三】用注射器向漂浮在水面上的两只小船间喷射水流

【实验四】两根吸管，一根一端竖直插在水中，一端露出水面，用另一根吸管水平向竖直管口吹气。

（课件）温馨提示：

1、说出你要验证的猜想，在实验时你要改变哪个地方流体的流速？是如何改变流体流速的？

2、由于这个改变，你观察到什么现象？

3、通过现象，你得出的结论是什么？

学生按照所设计的方法进行实验，教师巡视指导。

分组实验，并记录实验结果。

分组讨论，并抽学生代表来阐述。

（5）交流与合作

请每小组派一个代表就刚才的实验，到讲台上演示，说说观察到的实验现象，并发表一下自己的看法。

（课件）第一个实验的现象：两张纸向中间靠拢了。

引导学生讨论得出：吹气时，纸张内侧空气流动快，压强变小，纸张外侧空气流动慢，压强大，内外造成压强差，将纸张压在了一起。

结论：流动气体的压强，流速较大的位置压强较小。

（课件）第二个实验的现象是：乒乓球好像被吸住一样。

引导学生讨论得出：往漏斗内吹气，漏斗内空气流速大，压强小，球下方的空气流速小压强大，内外压强差把乒乓球托住。

结论：流动气体的压强，流速较大的位置压强较小。

（课件）第三个实验的现象是：分开的乒乓球靠在了一起。

引导学生讨论得出：冲水后，两球之间水流快，压强变小，两球外侧水流慢，压强大，因此内外的压强差将两船挤在了一起。

结论：流动液体的压强，流速较大的位置压强较小。

（课件）第四个实验现象：水从吸管内上升

引导学生讨论得出：往管口吹气时，管口空气流速大，压强小，水面上空气流速慢，压强大，因此压强差将水压出吸管。

总结：气体在流速大的地方压强较小，在流速小的地方压强较大。

归纳结论，并板书：流体在流速大的地方压强较小，流速小的地方压强较大。

（三）伯努利原理（课件）

同学们总结的这个规律，在1738年的时候，伯努利就通过大量的实验归纳得出，我们将流体的压强与流速的关系，这个规律称为伯努利原理。

3、解释升力产生的原因：

师：现在我们用双手将一张纸条靠在嘴唇下，另一端自然下垂，沿纸的上方水平吹气，手中的纸会怎样？你能不能用伯努利原理来解释这个现象？

学生分组做实验，并解释原因。

引导学生分析：为何小纸条会向上运动，而不是向其它方向运动？

生：吹气时，纸片上方空气的流速大，压强变小，下方较大的压强将纸片"举"起来了。

师：对，我们发现，如果吹出的气越快，纸条会向上飘得越高，再次说明气流越快压强则越小。鸟能飞翔在空中道理是否也是这样？鸟翼向上运动，肯定是有一个力作用在它上面了，而这个力呢，由于它有提升物体的作用，所以我们把它叫做“升力”。

（4 ）观察思考：

（课件）观察与思考：鸟儿为什么能在蓝天上飞翔?

提问：根据流体压强与流速的关系，你能解释升力是怎样产生的吗？

学生交流后解释：鸟飞行时，鸟翼的形状决定了鸟翼上下表面空气流动的速度是不同的，从鸟翼横截面的形状可知，其上方弯曲，下方近似于直线，因此，鸟飞行时，空气和鸟做相对运动，相同时间，由于上方的空气比下方的空气走的距离要长，所以鸟翼上方空气流动比下方要快，压强变小。与其相对，鸟翼下方空气流动较慢，压强较大，上下的压强差造成了对鸟一个向上的升力。

（四）、生活中的应用：

伯努利原理在生活中有很多应用，由它引起的现象也很多，下面请同学们走近生活，找出其中蕴含的物理道理。首先同学们能想到和鸟儿一样在空中飞翔的是？

学生列举：飞机

（1）解释飞机的设计原理

飞机在天空像鸟一样飞翔，它和鸟儿有什么相似之处？也有一对翅膀。如果你是飞机设计师，你该如何设计机翼的形状?

学生自己动手画图

同学们画出的机翼和什么相似？

生：和鸟翼相似，

展示（课件）飞机与鸟

飞机的研制成功是仿生的一个典型例子；几十吨重的飞机能腾空而起，它同样也需要升力，飞机的升力真有这么大吗？

（课件）分析鸟和飞机翅膀的作用

（课件）：演示飞机起飞和飞机的机翼

讨论交流：飞机升天的秘密

引导学生总结：飞机的机翼通常都做成上凸下平的形状，其上方弯曲，下方近似于直线，因此，飞机飞行时，空气和飞机做相对运动，由于机翼上方空气走过的路程较远，空气流动比下方要快，压强要小。与其相对，机翼下方空气流动较慢，压强较大，上下的压力差造成了对飞机一个向上的升力，并且，当飞机速度增大，升力也增大，当升力大于飞机自重时，飞机便起飞了。

师：在生活中，不仅空中飞翔的鸟类、飞机利用了升力，水中的这些物体也利用了升力。展示（课件）：水中：企鹅、海豚、鳐鱼、深水飞机。

它们也有翅膀，称为水翼。

接下来请同学们看这幅画面：

（2）（课件）：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？

学生分析：当列车经过时，高速行驶的列车带动周围空气的流动，靠近列车的空气流速大，