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第十章　流体的力现象
第1节　在流体中运动
教学目标
【知识与技能】
1．知道气体的压强与流速的关系．
2．了解飞机的升力是怎样产生的．
3．了解生活中跟流体的压强与流速相关的现象．
【过程与方法】
1．通过观察，认识气体的压强跟流速有关的各种现象．
2．通过实验，体会并能够解释气体的压强跟流速有关的现象．
3．体验由气体压强差异产生的力．
【情感、态度与价值观】
1．初步领略由于流体压强差异而产生的自然奥秘，引发对大自然的好奇心与求知欲．
2．培养学生交流讨论的意识和协作精神．
重点难点
【重点】
流体压强和流速的关系．
【难点】
利用流体压强与流速的关系分析生活中的实例．
教学过程
知识点一　鸟儿是怎样翱翔的
【自主学习】
阅读课本P54－55，完成以下问题：
1891年，奥托·李林达尔模仿仙鹤的翅膀形状，设计和制造了实用的滑翔机，实现了飞行的梦想．
【合作探究】
实验　鸟翼的升力
1．实验目的：实验探究鸟翼的升力．
2．实验原理：模型法．
3．实验器材：硬纸、吸管、胶带、电吹风机、铁丝．
4．设计并进行实验
a．用硬纸做一个鸟翼模型(如下图所示)，在其中插一根吸管，穿过吸管将模型套在竖直的铁丝上．
鸟翼的横截面
b．如下图所示，用吹风机对着模型吹风，观察气流对鸟翼模型有什么作用．
5．整理实验器材．
6．实验结论：水平的气流，能使鸟翼获得向上的升力．
7．思考：什么是升力？
答：在空气中，向上的力大于向下的力，其合力可以使物体上升．这个力就是升力．
知识点二　伯努利的发现
【自主学习】
阅读课本P55－56，完成以下问题：
1．物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体．
2．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．
3．飞机机翼模仿鸟翼的形状，使得机翼上下受到空气的压力不同，便产生了作用在机翼上的向上的升力．
【合作探究】
1．什么是流体？
答：液体和气体都具有流动性，称为流体．如空气、水等．
2．什么是流体的压强？
答：流体流动时的压强称作流体压强．
演示一　流体压强和流速的关系
1．气体压强与流速的关系
(1)如图所示，把两个乒乓球放在两根小木条上，相对靠近一些，用一支饮料吸管向它们中间吹气，两个乒乓球互相靠拢．产生此现象的原因是什么？
答：吹气使两乒乓球中间空气流速加快，中间的大气压强变小，而外侧的大气压强不变，则两乒乓球外侧大气压强大于中间大气压强，气压差使两个小球靠拢．
(2)如图所示，在两张纸中间吹气，结果看到两张纸不但没有被吹开反而互相向中间靠近．产生此现象的原因是什么？
答：纸外侧受气体压强不变，在两张纸中间吹气，纸内侧空气流速变大，气体压强变小，内外侧的压强差使两张纸向中间靠拢．
2．液体压强与流速的关系
(1)如图所示，用大号注射器一支，装满水的水槽一个，两只塑料小船，作为实验器材，用注射器向漂浮在水面上的两只小船间喷射水流，可观察到两只船向中间靠拢．产生此现象的原因是什么？
答：用注射器向漂浮在水面上的两只小船间喷射水流，小船间水流速度变大，两只小船中间的水的压强变小，而外侧水流的压强不变，水流的压强差使两只小船向中间靠拢．
(2)如图所示，把一根中间切开(未断)、折成直角的饮料吸管，一端插入水中，向管中吹气，我们可看到水雾从切口处喷出．产生此现象的原因是什么？
答：我们向管中吹气，切口处的气流速度变大，竖直管口上方压强变小，而瓶内水面上方的大气压强不变，因此水面的大气压就会把水往竖直管里面压，水由竖直管到达切口后，会被水平的气流吹散带走，产生水雾．
实验归纳：通过以上四个实验我们可以归纳出流体压强和流速存在什么样的关系？
答：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．
延伸总结：现在我们来总结鸟儿是如何在空中翱翔的？
答：鸟在空中翱翔，空气沿着鸟翼流过，由于鸟翼上凸下凹的特殊造型，使鸟翼上方(凸面)的空气流速比鸟翼下方(凹面)的空气流速大一些，于是鸟翼上方的空气压强小于下方的空气压强，这个压强差就使鸟翼获得了升力；当升力跟鸟所受的重力相平衡时，鸟便能翱翔在蓝天了．
演示二　飞机升空的原理
飞机机翼的侧面形状
沉重的飞机不是像鸟一样扇动翅膀飞行的，它的“翅膀”不能扇动，是什么原因使得飞机飞起来的呢？
答：观察上图可知，机翼的上方呈弧形，当气流从机翼经过时，上方的流速比下方大，根据流速与压强的关系，机翼上方的空气压强比下方小，于是就产生了使机翼上升的力，这就是升力．
【教师点拨】
1．流体流速变大的几种情况：
(1)外力导致流体流速变大，如用力吹气．
(2)高速运动的物体带动流体流速变快，如列车周围的气体流速变快．
(3)同一流体在相同的时间内，通过较大的路程时流速大．
(4)同一流体经不同的横截面时，流过横截面小的位置流速大，如河道狭窄处水的流速大．
2．生活中常见的流体压强与流速相关的现象包括：
(1)窗外的风吹过，窗帘飘向窗外．
风从窗外吹过，窗外空气流速大，压强小，窗帘受到向外的压力差，便飘向窗外．
(2)火车站台上设有不能靠近黄色警戒线，如图所示．
火车运行时周围空气流速大，压强小，防止发生安全事故．
(3)踢足球时的“香蕉球”，打乒乓球时的“弧旋球”，如图所示．
乒乓球或足球旋转时，在球的转动方向与前进方向相同的一侧，空气相对于球的流速小；在球的另一侧，球的转动方向与前进方向相反，空气的相对流速大．于是就产生一个从流速小的地方指向流速大的地方的侧向力，使球的运动轨迹弯曲，形成所谓的弧旋球或香蕉球．
(4)汽车开过后，路两侧的树叶向路中间靠拢，如图所示．
汽车带动周围的空气快速流动，所以路中间空气压强较小，形成的压强差将路两侧的树叶“吹”向路中间．
(5)龙卷风将房屋屋顶卷走．
龙卷风刮过时，屋顶上方的空气流速非常大，屋顶上方的空气压强远小于屋内的空气压强，所以巨大的压力差会将沉重的屋顶吹翻，龙卷风能将房屋屋顶卷走．
(6)船只不能近距离并行，如图所示．
船只近距离并行的话，两船之间的水流流速大于两船外侧的水流，两船外侧的水流压强大于两船中间的水流压强，故两船会被水“挤”到一起，导致两船发生撞击事故．
(7)草原犬鼠的“空调”洞穴，如图所示．
草原犬鼠的洞穴是两头开口的一条隧道，犬鼠会把其中的一个洞口两旁用土垒高．当草原上有风吹过时，风经过像小山丘一样的较高的洞口时，空气流经的路程较长，速度较快，洞口上方的空气压强和没有垒土的洞口上方的空气压强相比更小，所以两个洞口之间会有压强差，洞内的空气就会在这个压强差的作用下流动起来，跟安装了空调一样．
【跟进训练】
1．沿纸条上方吹气，纸条会向上飘，说明气体在流速大的地方压强小．
2．在火车站和地铁站台上，都画有一条安全线，当火车快速开过时，人越过这条线就会有危险．这是因为，火车开动时，靠近火车的地方气体流速大，压强小，离站台远的地方气体流速小，压强大，强大的气流会将人推向列车．
课堂小结
练习设计
完成本课对应训练．
温馨提示：实验视频见课件．

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