(新)沪科版物理八下《8.4流体压强与流速的关系》公开课(教案)

8.4 流体压强与流速的关系
教学目标
【知识与能力】
通过实验探究，初步了解流体的压强与流速的关系。

教学重难点
【教学重点】
流体的概念，流体压强与流速的关系，升力的产生。

【教学难点】
理解流体压强与流速的关系，升力的产生。

课前准备
乒乓球、吸管、筷子、小纸船、水槽、两张纸等。

教学过程
一、新课引入
1912年秋天，“奥林匹克〞号正在大海上航行(如图)，在距离这艘当时世界上最大远洋轮的100米处，有一艘比它小得多的铁甲巡洋舰“豪克〞号正在向前疾驶，两艘船似乎在比赛，彼此靠得较拢，平行着驶向前方。

突然，正在疾驶中的“豪克〞号好似被大船吸引似的，一点也不服从舵手的操纵，竟一头向“奥林匹克〞号撞去。

最后，“豪克〞号的船头撞在“奥林匹克〞号的船舷上，撞出个大洞，酿成一件重大海难事故。

据说海事法庭在处理这件奇案时，也只得糊里糊涂地判处船长指挥不当呢！后来，随着科学技术的开展，人们总算明白了，这次海面上的飞来横祸，与流体的压强有关。

流体压强与流速又是什么关系？我们今天就来学习。

二、新课教学
探究点一流体压强与流速的关系
1．提出问题。

液体、气体都有流动性，统称为流体。

流体的压强与流速有怎样的关系呢？
2．实验探究。

做教材P163图8－50、图8－51两个小实验，如以下图。

3．实验分析。

按图8－50操作时，发现两乒乓球向中间靠拢，根据力和运动的关系，得出乒乓球的外侧受到的压强大于内侧受到的压强，再仔细分析乒乓球内侧和外侧的不同条件，内侧条件不同之处在于：内侧空气流速大，而外侧空气流速小，因而得出结论：气体的流速越大，压强越小；流速越小，压强越大。

按图8－51操作，会发现两小纸船向中间靠拢，同样根据力和运动的关系，得出小纸船外侧受到的压强大于内侧受到的压强，再仔细分析小纸船外侧和内侧的不同条件，内外条件的不同之处在于：内侧水的流速大于外侧水的流速，因而得出结论：液体的流速越大，压强越小；流速越小，压强越大。

4．实验结论。

探究说明：流体压强与流速的关系是流体在流速大的地方压强较小，在流速小的地方压强大。

探究点二升力的产生
问题：如以下图，我们经常在电视上看到飞机起飞的画面，可是沉重的飞机不是像鸟一样扇动翅膀飞行的，它的“翅膀〞不能煽动，是什么原因使得飞机飞起来的呢？
讲解：飞机的机翼通常都做成上面凸起、下面平直的形状。

当飞机在机场上滑行时，流过机翼上方的空气速度快、流过机翼下方的空气速度慢，机翼的上、下方所受的压力差形成向上的升力，如以下图。

学生看图：观察以下图，分析鸟类展开双翅，即使不扑打，也能在空中滑翔而不会跌下来的原因。

分析：鸟翅如同机翼，鸟翅的上方是曲面，下方近似于平面，气流通过上方的速度大于下方气流的速度。

因此上方的压强小于下方的压强，产生向上的升力，所以鸟在空中滑翔不会掉下来。

多媒体展示：水翼船(如图)在高速行驶时，水翼会获得升力，使船体与水的接触面积减小，从而减少水对船体的阻力，进一步提高船速。

三、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；流速越小的位置压强越大。

三、板书设计
由于流体力学本身就比较抽象难以理解，光靠老师的讲解是远远不够的，通过课件形象生动地展示出来流体流动的特点和作用在机翼上、下方的压力大小，让学生获得良好的感性认识，
真正体会到神奇升力。

第二课时
教学目标
1．通过实验探究，了解物体所受重力和物体质量的关系。

2．知道g＝9.8N/kg和它所表示的物理意义。

3．知道重力的方向是竖直向下的，以及重垂线的广泛应用。

教学重、难点
1．重点
实验探究重力大小和质量的关系。

2．难点
(1)实验探究重力大小和质量的关系。

(2)重力的方向。

教具准备
学生分组实验：弹簧测力计、假设干个钩码。

演示实验：重垂线、汤匙、木球。

教学过程
一、复习
1．力的三要素是什么?力的大小用什么测量?
2．如何画力的示意图。

二、导入新课
让学生观察以下三种不同情况木球运动：
1．把一只木球举到一定高度放手让其自由下落。

2．把一只木球斜面向上抛出，观察其运动路线。

3．让一只木球在讲台上沿直线滚动，滚到讲台边后落向地面。

师：以上三种木球运动有什么共同之处?
生：都是落向地面。

师：这是什么原因导致的?
生：这是由于地面上的物体受到地球的吸引力。

师：你讲得很好，说明你很善于观察、思考。

这节课我们就来探究这种来自地球的力。

板书：第四节来自地球的力
三、新课内容
师：请同学们阅读课本P111重力，图6—19的配文。

生：阅读。

师：通过以上阅读，你知道了什么?
生甲：地球对物体的吸引力叫重力。

生乙：由于受到重力的作用，水往低处流，抛出去的物体都会落回地面。

生丙：由于受到重力作用，成熟的苹果会竖直下落。

师：大家阅读很认真，而且抓住了要点，讲得很好。

据说正是下落的苹果打在牛顿的头
上，激发了他的灵感，翻开了揭示引力迷宫的大门。

希望以后下落的桔子、梨子打在你们的头上，你们也能产生灵感，再翻开一个个科学迷宫。

人们对自然界事物的认识并不是一帆风顺的，对重力的认识也一样，下面请同学们阅读“信息窗〞。

师：重力的施力物体是什么?
生：重力的施力物体是地球。

师：对，地球是否也受到地面上物体的吸引力?根据是什么?
生：根据物体作用是相互的，所以地球也受到地面上物体的吸引力。

师：有疑问吗?
生：地球受到地面上物体的吸引力，怎么不会向地面上的物体方向运动?
师：因为墙球的质量很大，受到的力很小，所以感觉不到地球向地面上的物体方向运动。

板书：地球对物体的吸引力叫重力。

1．重力的大小
师：重力是一种力，则重力也应有大小、方向、作用点三个要素，重力的大小如何测定?重力的方向如何确定?重力的作用点如何确定?下面，我们先来探究物体所受重力的大小如何测定?
生：物体所受重力的大小可以用弹簧测力计来测定。

师：正确。

如何用弹簧测力计测物体重力的大小?
生：把物体挂在竖直放置的弹簧测力计上，弹簧测力计的示数就等于物体所受重力的大小。

师：根本正确，请大家注意：物体挂在弹簧测力计下，要当弹簧测力计和物体都处于静止状态时，指针示数稳定，才能读出示数。

否则，物体处于运动状态，指针示数不稳定，无法读出示数的。

物体所受重力的大小简称物重。

下面请大家阅读课本P112“实验探究〞
请同学们猜想：钩码的质量越大，那么钩码所受的重力是否也越大?
生：钩码的质量越大，所受的重力也越大。

师：怎么证明你的猜想正确?
生：实验。

师：现在大家根本上掌握了研究物理问题的方法，知道任何猜想是要用实验验证。

你们准备如何设计实验?
生：桌面上有6只质量为50g 的钩码，第1次在弹簧测力计下挂一只钩码，测出它的重力大小，然后逐个增加，分别出2只钩码，3只钩码……所受的重力大小，并填在课本P112表格中，通过分析数据，得出结论。

师：你设计得很好，大家掌声鼓励，下面大家分组实验。

学生分组进行探究实验，教师巡回检查。

催促每个学生动手、参与。

师：下面请各小组交流实验数据，看看哪些数据是相似的，哪些数据表现出异常，为什么会这样?
生：讨论、交流。

师：通过分析实验数据，你的结论是什么?
生：物体所受重力跟它的质量成正比，其比值是定值，约等于9．8N ／kgo
师：正确，你归纳得很好，在物理学中用符号G 表示物重，m 表示质量，g 表示一个物体的物重跟这个物体的质量之比，则物重与质量的关系为m
G ＝g 或G ＝mg 。

在精确度要求不高的情况下，可取g ＝10N ／kg ，而lkg 质量的物体，所受重力的大小约为10N 。

如果题目没有交代，一般g 取9.8N ／kg 。

板书:G/m -g ，或G=mg 。

m 单位是kg ，G 单位是N ，g 单位是N/kg 。

例题1：课题P113。

先让学生阅读，然后指出：一道题目中有两个质量，两个重力，应用角标以示区别，如m 1、m 2，G 1、G 2。

例题2：一块钢锭质量是4t ，计算它所受到的重力是多少？
：m=4t=4⨯103kg g=9.8N/kg
求：G=？
解：G=mg=4⨯103kg ⨯9.8N/kg=3.92⨯104N
答：钢锭所受的重力是3.92 104N
师：这里请大家注意：人们常说“这一袋米的重量是10kg"或“买10kg的大米〞都指的是质量，质量习惯称为重量。

然而，人们在生活中也常把重量理解为所受重力的大小，特别是还有不少的物理书、科普书也把重力称为重量。

为了回避这些模糊不清甚至彼此矛盾的提法，我们教材中将物体所受重力大小称为物重，质量就是质量，不提“重量〞这个词。

2．重力的方向
请同学们观察：(1)小木球自由下落的方向。

(2)悬挂物体的线自由下垂的方向。

引导学生分析：小球受重力作用自由下落，下落时运动方向即重力的方向，这一方向竖直向下；悬挂的物体受重力的作用拉悬线自由下垂，悬线下垂的方向便是重力方向，这一方向竖直向下。

师：你可得出什么结论?
生：重力的方向总是竖直向下的。

板书：3．重力的方向总是竖直向下。

出示重垂线，让学生观察。

演示重垂线检查教室墙面否竖直。

师：重垂线的原理是什么?
生：根据重力的方向是竖直向下。

师：你还知道重垂线有哪些应用?
生甲：用重垂线检查工作台面是否水平。

生乙：用重垂线检查墙壁上的画是否挂正。

演示实验如以下图，让学生观察两条重垂线的方向，看它们是否相同?重垂线与水平桌面、倾斜桌面是否垂直?
生：两条重垂线方向相同，都在竖直方向，重垂线方向与水平桌面垂直，与倾斜桌面不垂直。

师：课后每位同学自制一重垂线，校准教室的墙壁是否竖直、桌面是否水平，窗台是否水平。

师：地球是圆的，站在地球上不同位置的人所受重力都是竖直向下的?(出示在和我们中
国相对应的地球的另一面阿根廷人的幻灯片)
生：讨论、交流。

师：重力方向实质是指向地心的。

(地球半径方向和地球外表—一水平面垂直)，对于中国人和阿根廷人上下判断与我们是一样的。

3. 重力的作用点——重心
师：请问学们阅读课本P114下半局部内容。

学生阅读
帅：通过阅读，你知道了什么?
生甲：重力在物体上的作用是叫做重心。

生乙：质量分布均匀，形状规则的物体的重心，就在它的几何中心上。

如质量分布均匀的球的重心在球心。

师：有问题吗?
生：质量分布不均匀，或形状不规则的物体的重心在哪里?如何确定?
师：这样的物体的重心也是可以计算出来，只是很复杂，还必须使用高等数学。

但其中一些小物体的重心也可以通过实验把它的大致位置找出来，如课本P114图6—24，汤匙的重心。

下面请大家找一找自己的钢笔、铅笔、文具盒的重心。

学生随堂实验探究。

师：人体的重心会随姿态的改变而改变，原因是人的几何形状改变了。

人下蹲时，重心如何改变；人站起来时，重心又如何改变。

生：人下蹲时，重心降低；人站起来时，重心升高。

师：由于重力的作用线过重心，方形薄板的重心可以用悬挂法来测定。

演示实验：先后用绳系住方形薄板同一条边上的两个端点，并悬挂起来，板静止时，重心在过端点的竖直线上，将两次悬挂时不在同一直线上的两条竖直线画下来，可以确定重心就在这两条线的交点O处。

实验结果说明：方形薄板的重心就在两条对角线的交点。

师：悬挂法可以确立各种物体的重心，一般质量分布均匀、形状规则的物体的重心就在它的几何中心上。

师：下面请大家阅读课本P115“信息窗〞提高物体稳度的决窍。

学生阅读
师：通过阅读，你知道了什么?
生：提高稳度方法有两种：一是增大支面，二是降低重心。

课堂归纳小结
师：本节课你学到了什么?
生：讨论、交流后得出：通过本节课学习我们知道了：对地球对地面上物体的吸引力叫重力，重力与质量关系为G ＝mg ，g=9.8N ／kg ，重力的方向竖直向下，重力的作用点叫重心，重量分布均匀，形状规则的物体的重心在几何中心上。

师：你归纳得很好，说明你上课很认真，希望今后保持这种习惯，下面每位同学都对自己在本节课的学习情况进行评估。

板书设计
第四节 来自地球的力
1．地球对地面上物体的吸引力叫重力。

2．重力的大小：m
G ＝g ，G ＝mg m 单位是kg ，G 单位是N ，g 取9.8N ／kg(或10N ／kg)
表示质量为lkg 的物体，受到重力为9.8N 。

3、重力的方向：竖直向下。

4、重力的作用点叫重心。

教学反思
本节内容以小实验导入新课，通过分析生活中常见的现象，分析重力的方向、作用点——重心，并通过简单的实验探究得出重力大小的计算公式。

信息窗中的阅读材料有利于加深学生对重心与稳度关系的理解。