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8.4流体压强与流速的关系
一、三维目标:
知识与技能:认识什么是流体,利用多媒体了解飞机的升力是如何产生的。 过程与方法:通过实验探究,使学生知道流体压强与流速的关系;通过学生的自主探究,加强学生自主获取知识的意识,体验科学的奥妙。
情感、态度与价值观:领略气体压强差异所产生现象的奥妙,获得对科学的热爱和亲近感.培养学生敢于表达自己的想法,随时关注周围的人和事以及有关现象。 二、教学器材:
气球 水盆及水 空矿泉水瓶 硬币 白纸 细线 剪刀 刻度尺 胶水 三、教学方法:
自主探究 合作交流 动手实验 信息技术与学科整合等手段 四、教学过程:
(一) 设置疑问激发兴趣
多媒体打出飞机的历史人物,提出问题:鸟和飞机为什么能飞翔? 接着通过多媒体观察鸟的翅膀图片。
师:猜想:向两页纸中间吹气,会有什么现象? 生:应该向两边分开
师:请同学们用手中的纸片进行吹气实验并观察现象。 生:(惊讶)向中间靠拢,真奇怪!
师:请同学们把一张纸放在口腔旁,向纸的上面吹气又会出现什么现象? 生:纸向上翻动,太不可思议!
师:是啊!现实生活中就是存在这样一些看似与常理违背的现象,这就需要我们用科学的态度去研究、分析!为什么会出现这样的现象呢?让我们带着这一问题进入今天的快乐学习吧! (板书课题) (二)释疑解惑
1、师:谁能告诉老师你对前面实验现象是如何理解的?如何解释这一现象? 生1:向中间吹气时中间的气被挤走了,失去了支撑,纸会靠在一起。 师:哦,理解似乎有道理,难道中间的空气会全被吹走吗? 生齐答:不会,中间还有空气。 生2:我认为是力的平衡被打破了。 师:有道理,请说说你的理由。
生:原来一页纸的两侧受到的大气压力相等,纸是自然下垂状态,当快速吹气时因为纸两侧受力不再相等纸就向中间靠拢了。
师:你能告诉我是哪一边的力变化了?
生:应该是吹气部分的力变小了,也有可能是外侧的力增大了 师:真实的情况是怎样的呢?
生:应该是外侧的力增大了吧,因为这样才可能把纸往里挤呀 师:是吗?纸外侧的空气温度变了吗?海拔高度变了吗? 生:没有
师:那么到底是什么发生了变化,从而导致了这种现象呢?
生:我明白了,应该是中间的压力变化了,因为中间的空气流动变快了 师;对,压力变化是怎样引起的?纸的面积变了吗? 1
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生:没变。应该是大气压强变化了,因为F=PS,既然S不变而F变化,只可能是P发生了变化
师:很好,你能说明压强是如何变化的吗?
生:气体的压强与它的流动速度有关,流得越快,压强越小、流得越慢,压强越大。 师:你真聪明
!液体也具有这一性质吗?为什么? 生:具有,因为液体也是流体。
师:我们用气球 水盆和水 以及矿泉水瓶如何做这个实验
全体学生动脑思考,生代表举手发表实验设想,全体学生认可后,上台前演示:将两个气球充上气体,放入水盆水中,向两个气球中间通过矿泉水瓶喷水,全体学生看现象,发表观点。
师因势利导通过多媒体展示图片讲述海难当中两船相撞的缘由。(归纳流体的这一性质并板书
(三)动手动脑
师:现在我们来做一个游戏,请把准备好的硬币放在课桌边缘,离3cm的地方放一刻度尺,想一下,怎样不动手而使硬币跃过刻度尺?你的根据是什么?
生齐答:能,只要让硬币上方的空气流动速度加快,因为当空气流速加快时,空气对硬币向下的压强会减小。
师:科学的猜想需要实验来加以验证,请大家试一试 分组实验,教师巡回指导
师:硬币跃过了吗?你是怎样做得? 生:跃过了,对着硬币吹气。
师:想一想,怎样才能使硬币跃得更高? 生1;用力吹,这样流速更快,压强更小
师:有道理,吹气的方向有没有什么要求?还有不同的意见吗?
生2:应该水平地吹。如果竖直地吹,气流会对硬币产生向下的挤压,可能使硬币跃不过去。
师:很好,科学需要正确的探究方法,还有其他方法吗? 生3:有,可以减轻硬币的重量 师:说说你的理由
生3:因为把硬币举过去,需要克服重力,硬币很重的时候不容易举起,很轻的时候,就很容易举过去
师:说得真好,还有其他方法吗? 生:…
师:科学需要反复的实验、仔细的观察、冷静而合理的分析,只有这样才可能获得正确的结论。这一结论,物理学家伯努力已经给出了完美的解释,大家在今后的学习中会进一步学习它。
(四)走进生活
教师利用多媒体播放大型飞机飞行的影像资料
师:自美国莱特兄弟发明了飞机以来,飞机已成为现代社会重要的交通工具。你知道重达几十吨的飞机是如何飞上蓝天的吗? 合作探究:按照多媒体图所示比例制作机翼 师:当你对机翼吹气时,你会发现什么? 生:机翼向上翘起 2
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师:谁能解释一下? 生:吹气时,机翼上方的空气流动速度加快,向下的压强减小,飞机下方的空气流速慢,对飞机向上的压强大,因而让飞机飞起来了。
师:很好。以前人们认为比空气重的物体是不可能飞起来的,但科学让这一梦想成真。所以培根说:“知识就是力量”
生:老师,教材上说在相同的时间内,机翼上方流的路程长,速度大,我总是难以理解 师:问得好,我相信许多同学有你同样的困惑,善于思考是好习惯,现在我们一起来探究这个问题。
结合多媒体的flash动画讲解
师:假设机翼前方有A、B两点,当飞机向前运动时,根据运动的相对性,我们认为空气怎样运动?
生:相对于飞机向后运动。
师:对,看多媒体展示的图片,当运动一段时间后,A沿机翼上方运动到A1,B运动到B1,哪个点的运动路程长一些?为什么?
生:A长一些,因为上方更弯曲一些
师:对,又因为同时到达A、B点,所以时间相同
生:明白了,根据V=S/t,当时间相同时,S越大V就越大,V越大压强越小
师:对,飞机的升力主要源于机翼的压强差,现在飞机的机翼可以短一些,是因为飞机的速度很快,可以提供足够的升力。当然这个压力差在提供升力的同时也提供了阻力,今后同学们在继续学习中进一步研究可知。
(五)归纳交流:
师;通过本节课的学习你有哪些收获?
生1:我知道了什么是流体,知道流体的压强与流速有关。
生2:我明白了飞机为什么能飞上天空,认识到科学的巨大力量。 生3:生活中的有些现象需要经过实验验证,不能凭空想象。 … 师:学海无涯,学无止境,科学的海洋里还有许多未知的领域等待你们去探索、去研究、去发现…
(六)知识拓展
多媒体打出多组图片,要求学生注意观察:请解释下列情景
情景1、处在旋涡中心的小船为什么很难脱离出来?并向行驶的小船为什么不能靠得很近?
情景2、为什么人要站在火车站的安全线以外才能确保安全?
情景3、当风很大时,为什么房上瓦片会飞起来?有经验的人为什么要打开门窗?
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