流体压强

第四节 流体压强与流速的关系

福建省同安一中 叶阿棉

[学习目标] 1、知识目标

（1）．让学生初步知道流体具有流动性。 （2）．让学生初步了解流体压强与流速的关系。 （3）．让学生初步了解机翼升力产生的原因。

（4）．让学生能用流体压强与流速的关系简单解释生活中的一些现象。 2、能力目标

（1）．通过实验使学生加强动手实践能力。

（2）．培养学生用所学流体的压强知识分析解决实际问题的能力。 （3）．通过小组讨论培养学生的语言表达能力。 3、德育目标

使学生加强爱科学和应用物理知识分析解决研究实际问题的探索精神。 4、情感目标

通过本节课的学习进一步感受物理学的魅力，从而更加热爱物理。 [重点、难点]

重点：初步了解流体流动时压强的特点。

难点：能用流体压强与流速的关系简单解释生活中的一些现象。

[教具]演示：多媒体计算机、机翼模型、飞机模型、横截面积不同的玻璃管等。 学生探究实验材料：乒乓球、漏斗、小纸船、纸张、矿泉水瓶、杯子等。 [教学过程] 一、引入课题

这一节课我是这样导入的，让学生做两个“漏斗”吹球球不走的小实验，把乒乓球放置于漏斗中间，一个朝上，一个朝下，往漏斗里吹气。事先让同学猜想，球会不会被吹走，球会不会掉下来，然后实验。实验现象与学生猜想不一致，激发学生疑惑和强烈的好奇心，引入今天的课题“流体压强与流速的关系”。 那么什么是流体？

教师答：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，那流速变化，流体压强是否变化，如何变化，下面我们来探究他们之间的关系。 二、新课教学

1、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） 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）设计好实验并进行实验

下面请同学们拿出课前要大家准备好的东西：乒乓球、漏斗、小纸船、纸、杯子、矿泉瓶等等，按事先分好的组进行实验。

《投影》下面记录了他们的探究过程：

1：对着两张自然下垂平行拿着的纸向中间吹气，看见了什么现象？

2：杯子里放入乒乓球，往杯口水平吹气，能否让乒乓球在杯子之间跳跃，试看看。

3：将事先折好的两只小船，放入脸盆内，然后用矿泉瓶当作水管向船中间的水域冲水，两船如何运动？ 一组选其中一个实验探究，做完后可以探究其它实验。 比一比看谁的实验做得好

学生按照所设计的方法进行实验，教师巡视指导。 （4）交流与合作

请每小组派一个代表就刚才的实验，上来重新演示，说说观察到的实验现象，并发表一下自己的看法。 《投影》

第一个实验的现象是纸向中间靠扰了。

根据学生的看法，引导学生讨论得出：这是因为不吹气时，纸张两侧的空气相对静止，致使空气对纸作用的压强相同，气体压强不会引起纸张运动，而吹气时，纸张内侧空气流动快，压强变小，内外造成压强差，空气将纸张压在了一起。

结论：流动气体的压强，流速较大的位置压强较小。 第二个实验的现象是乒乓球会跳出来，跳到另一杯子。

根据学生的看法，引导学生讨论得出：往杯口水平吹气，杯口空气流速大压强小，杯子内的空气流速小压强大，内外压强差把乒乓球托出来。

结论：流动气体的压强，流速较大的位置压强较小。 第三个实验的实验现象是：分开的小船靠在了一起。

根据学生的看法，引导学生讨论得出这是因为冲水后，两船之间水流快，压强小，两船外水流慢，压强大，因此船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。

总结：液体在流速大的地方压强较小，在流速小的地方压强较大。 气体在流速大的地方压强较小，在流速小的地方压强较大。

2、演示实验：直观体现流体压强与流速的关系

① 演示如图所示，引导学生观察玻璃管粗细和水柱的高低。 ② 《投影》动画分析

③ 引导学生分析A、B管流速大小和a、b处的压强大小。

如图中所示的玻璃管，A处的横截面比B处的大，在A和B处分别装有竖直玻璃管a和b。当水在玻璃管中流动时，可以看到a管中的液面比b管中的高，这说明A处的压强比B处的大，而在横截面较小的B处，水流比较集中，水的流速显然比在A处的要大。这就是说：流体在流速大的地方压强较小，在流速小的地方压强较大。

3、联系生活实际：学生举例，并能用今天所学的知识简单解释现象。 例如①大风吹过走廊时，开着的门会怎什么样，为什么？（利用模型演示） ②为什么火车站台都有一条安全线，火车行驶时严禁人们进入安全线以内的区域？ ③解释开头的“漏斗”吹球球不走的实验。

从刚才例子我们知道了生活中很多现象与流体压强、流速有关，并能用他们的关系分析。那么生活中流体压强、流速又有哪些应用呢？最重要的应用之一是飞机，那飞机是如何在天空飞翔呢？ 4、解释升力产生的原因

老师：现在改变一下，用双手将一张纸靠在嘴唇下，另一端自然下垂，沿纸的上方水平吹气，手中的纸会怎样？

学生分组做实验，并解释原因。 生：纸条会上飘。

师：为什么？

生：由于吹气时，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。并且我们发现，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。 《过渡》飞机升力的产生是否也是这样？

引导学生观看飞机起飞和飞机的机翼特点，思考以下几个问题： 《投影》

1 飞机的机翼有什么特点？ 2飞机飞行时升力是如何产生的？ 后演示飞机机翼上升，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，不仅飞机利用了升力，水翼船也利用了升力来减小船体的阻力，水翼船的下部，也有类似于飞机机翼的水翼，船在高速行驶时，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、总结、扩展

通过本节课的学习你最大的收获是什么？ 1．

四、作业：1、课堂上没有做的实验课后可以动手做一做再体验本节的知识。

2、实践活动：制作一个飞机模型，在操场上进行表演，比一比谁的模型飞机在空中飞行的时间长。 3、有兴趣的同学可以查阅资料了解一下飞机的机翼有几种，它们的升力是如何产生的？

[教学设计意图]

作为初中阶段，只要求学生知道流体的压强与流速之间存在这样的关系．即，流速大的地方，压强小；流速小的地方，压强大．并且能根据这样的关系解释一些简单的物理现象。这节课先通过一个“漏斗吹球球不掉”的小实验，激起学生的疑惑、好奇心，发现新的物理情景与平时的认识相冲突，激发学生探究的欲望。而后让学生自己通过探究，动手做一些带有悬念性的、有趣的小实验，切实体验一下科学探究的几个环节，体验一下科学家的实验过程，观察实验现象，自己总结实验结论，让学生在玩的当中根据实验现象去思考问题的实质。再通过直观的演示，得知不同流速的玻璃管压强不同，细管的流速大，压强小，再次深刻地理解和领会“流体压强与流速关系”的原理，并会用它来简单地解释生活中遇到的一些实际问题，如大风吹过走廊、火车的安全线等，贴近生活的一些例子。

关于课本上的机翼升力问题是作为“流体的流速大，压强小；流速小，压强大”这一结论的应用来处理的．在前面教学的基础上，随堂继续组织学生做好吹纸的实验，结合演示机翼上升、多媒体播放飞机起飞，引导学生观察机翼的形状、分析机翼升力产生的原因。

实验探究1：流体压强和流速的关系 姓名

提出问题：

猜想与假设：

设计实验并完成实验：对着两张自然下垂平行拿着的纸向中间吹气，看见了什么现象？

实验现象

现象分析： 结论：

实验探究2：流体压强和流速的关系 姓名 提出问题： 猜想与假设： 设计实验并完成实验：

杯子里放入乒乓球，往杯口吹气，能否让乒乓球在杯子之间跳跃，试看看。 实验现象：

现象分析： 结论：

实验探究3：流体压强和流速的关系 姓名

提出问题： 猜想与假设：

设计实验并完成实验：将事先折好的两个小船，放入脸盆内，然后用矿泉水瓶当水管向船中间的水域冲水，两船如何运动？

实验现象：

现象分析：

结论：

教学过程 一、引入

叙述几个常见的生活情景，如：

1. 一阵秋风吹过，地上的落叶像长了翅膀一样飞舞起来。

2. 冬天，风越刮越大，带烟囱的炉子里的火越烧越旺，火苗越蹿越高。

3. 居室前后两面的窗子都打开着，过堂风吹过，居室侧面摆放的衣柜的门被吹开了。

这些都是生活中司空见惯的生活现象，同学们思考过其中的奥妙吗？科学往往就藏在我们身边，今天这节课我们就要通过实验揭示这些现象的小秘密。 二、学生实验，确立研究课题 （一）学生实验

教师布置给学生以下七个实验，要求学生在15分钟内，选择其中一部分，根据要求进行实验（选择的实验越多越好），提醒学生注意认真观察实验现象。

1. 纸条一端贴近下嘴唇，用力向纸条上方吹气，观察现象（图1）。

2. 将一张纸折成∩形（图2）平放在桌子上，用力向∩形纸的下方与桌面之间的空间吹气，观察现象。

图2

3. 用手握着两张纸，让纸自由下垂，在两张纸的中间向下吹气（图3），观察两张纸怎样运动。

图3

4. 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（图4），并将手指移开，观察现象。

[1] [2] [3] 下

********图4

5. 两个乒乓球用绳拴好，手提绳将两个球平行放置，向两个球中间用力吹气，观察现象。（图5）

图5

6. 把一根长 10 cm左右的饮料吸管A插在盛水的杯子里，另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端。往B中用力吹气，观察现象。（图6）

图6

7. 轻轻捏着一个轻质小勺的勺柄，能使小勺在手指间晃动自如，打开水龙头，让水稳定的往下流，把勺子的凸面靠近水流，观察现象。（图7）

图7

（二）现象汇总

实验结束后，组织学生分组汇报实验现象。 引导学生分析这些实验：

1. 实验中的研究对象为什么会运动？（研究对象的两面存在压强差）

2. 什么原因造成了压强差的存在？ 3. 这些实验共同说明了一个什么问题？ （三）确立课题、得出结论

学生小组讨论总结出：这些实验都是研究了气体压强与流速的关系。 实验现象归纳出实验结论：在气体中，流速越大的位置压强越小。 三、设计实验、解释现象

放手让学生运用结论，利用身边的器材再自行设计一两个小实验。

比如，“吹硬币”、乒乓球被水流吸住、电吹风向上对着乒乓球吹、越吹越不跑等实验。（这个实验也可演示，由学生解释现象） 实验后讨论分析下列问题：

1. 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？

2. 为什么风暴常常会把房子的顶部掀掉？ 3. 观察课题引入的三个场景，解释现象。

***四、应用类比、深入课题

利用类比的方法，把研究课题从“气体压强与流速的关系”转移到“液体压强与流速的关系”上来，引导学生沿着这样一种思维程序进行探究。甚至于思维程序的每一环节都可以引导学生自己得出。 提出问题：气体压强和流速有这样的关系，那么液体呢？ 进行类比：气体和液体有许多相似性，可以类比的猜想。 形成假说：在液体中，流速越大的地方压强越小。

实验检验：请同学们以小组为单位设计实验来验证。比如两只塑料泡沫小船并列放入水中，加快中间水的流速，观察现象。

得出结论：验证了假说的正确性。

生活应用：热水器中冷热水的混合（可以进行课堂演示）。当水平管中不断有冷水通过时，管内压强减小，热水会沿竖直管上升与横管中的冷水混合。

图8

五、拓展创造

1. 与飞机的机翼相似，鸟的翅膀上方也呈弧形。由于鸟的翅膀的柔韧性好，它们拍动翅膀时不仅产生升力，而且还会带着鸟儿往前飞。

2. 像机翼、鸟的翅膀的这种形状的应用很多，比如跑车的车头呈流线型，当跑车跑得太快，车会有什么危险？（发飘、不稳）怎样避免这种危险？

学生讨论，找出解决问题的方法（启发学生能不能根据机翼的作用，用逆向思维的创造方法来思考）： 在跑车的尾部安装一只倒置的翅膀，弧形朝下，当车速很大时，作用在这只翅膀上的方向向下的压强大，这样可以增强车轮的着地性能。实际上，这种翅膀已被采用，叫气流偏导器。

图9

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“流体压强与流速的关系”说课

尊敬的各位评委：

大家好，我说课的课题是《流体压强与流速的关系》。我将从以下几方面来谈本节课的教学设计。

一、说教材

1、教材的地位和作用

本节课是在学生学习了固体的压强、液体压强、大气压强的基础上引入的，内容与生活和科学技术联系密切，能使学生保持对自然界的好奇，发展对科学的探索兴趣，从而产生将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识，是对整章物理“有用观”的升华。

2、教学内容及教学的重点、难点

本课学习的内容是流体压强与流速的关系。本章的重点是要经过学习探究知道流体压强与流速的关系。教学的难点是通过实验，让学生获得充足的感性认识，引导学生从简单的物理现象中归纳总结出物理规律。

３、教学目标：

（1）知识与技能：知道流体的压强与流速的关系，并会用之解释生活中的相关问题。

（2）过程与方法：让学生经历知识被发现的过程，学会从简单的物理现象中归纳出物理规律，培养学生观察、比较、分析、归纳等学习方法和科学的思维观。 （3）情感态度与价值观：增长学生学习物理的兴趣，培养学生的创新精神，让学生体会科学技术的力量，关注科技的两面性，加强安全教育。

二、说学情

1、本章每一节在内容的安排及编写上有许多相似之处，通过前面的固体压强、液体压强和大气压强的学习，同学们在学习和探究物理方法上已经有了一定基础，这为本节课的教学奠定了一定的学习基础。但也有部分学生懒于学习，特别是对实验往往抱有“玩玩”的态度，懒于思考。为此，我根据学生的不同的学习能力结构，对学生重新分组，利用学生的差异资源，达到优势互补。

2、初中生的生理和心理发育还不成熟，思维处在形象思维向抽象思维转化的过渡期。他们的思维主要以形象思维为主，喜欢动手动脑，对直观内容比较感兴趣。但欠缺对问题的深入思考及理性化的思维过程。因此本节课主要采用从简单现象入手，通过探究活动，降低学生学习难度。特别是让学生通过创造性地“玩”身边小纸张，来探究物理规律，拉近了学生与物理的距离，激发学生好奇心，提高了学生克服学习中克服困难的心理承受能力。

三、说教与学

根据教材的编写顺序，并结合个人对教材的认识和学生的了解，采用分类探究，即分为流动的空气和流动的液体，每个知识点都采用下列的流程来进行：提出问题———→猜想假设———→学生探究实验———→学生观察、交流并尝试从中得出初步结论———→老师点评、统一学生的观点，得出结论———→返回问题，解决问题———→引入相关习题，及时反馈，关注社会、关注科技，体现人文关怀。在整个教学过程中，通过不断点拨引导、类比、设问，使学生不断处于思维活跃状态，积极贯彻“教为主导，学为主体”的教学思想，努力使学生成为知识的“发现者”。同时，通过不断地解决日常生活中的问题，使学生的成功感得到满足，增长其学习的兴趣，让学生学会关注科学技术在生活中的应用， 从而实现“从生活走向物理、从物理走向社会”。

四、说教学程序 1、准备阶段

根据学生的不同学习特征、学习能力等综合因素重新编排小组，达到充分利用“学生的差异资源”。（课前完成）

2、新课引入

通过展示飞翔的鸟儿，带领学生走入自然，唤起学生的生活经验，顺势提出问题（鸟儿为什么能在中飞翔？），接着通过一个师生互动的小实验来引发学生产生思维冲突，从而激发学生的求知欲望和探究欲望，紧接着引导学生根据所观察到的现象进行合理猜想，自然延伸到新课的教学。学生只有对所探究的案例产生浓厚的兴趣，才能想学、乐学、善学，继而获得思维发展。正如爱因斯坦所言“兴趣是最好的老师”。

3、新课授课

（1）探究流动的气体压强与流速的关系

让学生参照课本进行实验，并注意观察现象的产生，特别是要注意引导学生通过控制不同的吹气的速度，来体现流速的快慢，做好现象的记录，并前后进行观察对比，协同小组成员之间的进行合作观察、总结结论。然后让一部分小组说出实验结论，要注意引导学生说出得出结论的思维过程。

通过呼应开头，解决新课导入的问题：往下面吹气，乒乓球为何不会掉下？使学生的疑虑和探究欲望得到一定的满足。然后以学生日常见到的现象为题：快速行驶过街道的汽车，其背后的树叶往哪个方向集中?既可达到检测知识的掌握和应用能力，又能引导学生去留心身边的事物或现象。体现“生活处处有物理，处处留心皆学问”，贯彻“生活即教育”的理念。接着由近及远，通过多媒体展示“火车进站”的情形，“提出安全线的作用和物理原因”。由于我们是农村中学学生基本上没见到，故要体现出图片。回答这题时，教师可引导学生和上面的题目进行类比：火车看成汽车，人看成树叶。这样有助学习能力的迁移，提高学生的学习效果，提高学习能力。同时通过本题还可以提高学生对物理知识在社会生活中的应用的认识，并潜意识地对进行学生的安全教育，提高安全意识。 （2）让同学们回忆总结“探究流动的气体压强与流速的关系”的全过程，引导学生进行类比，然后大胆放开让学生自主“探究升力的产生”和“探究流动的液体的产生的压强特点”，让学生成为学习的主体。苏霍姆林斯基曾指出：“教会学生能借助已有的知识去获得新的知识，这是最高的教学技巧”。

由于教学内容具有很强的相似性，所以我在课本已有的内容加入了“气流偏导器”的学习内容，不但不会增加学习的难度，反而更有助于学生学会从各个方向去观察领会。就像一首歌唱得那样“左看右看，上看下看，这里的纸张真不简单。”

（3）本节小结，通过对知识进行重现，让学生明确本节所学的主要知识，给新知识的授课画上一个完整的句号。 4、巩固练习

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。同时通过第一题，我要告诉同学们知识具有两面性，我们应做到趋利避害。通过第二道题将学生再次带入自然，呼应开头，从空中飞翔的鸟到地底下的鼠洞，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！

五、家庭作业

通过设置不同的习题，采用让学生自选的方式，有助于学生根据自己的不同生活环境，来选择自己的所喜欢的内容，这些习题的设置还有助把兴趣延伸到课

外。通过课后的拓展实践，促进技能的迁移创新，完成教学目标；布置挑战性的活动，激发学生的学习兴趣。