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第4节　流体压强与流速的关系
知识与技能：
1．了解流体压强与流速的关系。
2．能运用流体压强与流速的关系解释生活中有关的现象。
3．知道升力在生产、生活中的应用，并能对其进行解释。
过程与方法：
1．通过现象，认识跟流体压强与流速的关系有关的现象。
2．通过学习飞机的升力，体验由气体压强差异产生的力。
情感、态度与价值观：
初步领略气体压强差异所产生的奇妙现象，培养对科学的热爱、亲近感。
重点：流体压强与流速关系。
难点：解释有关流体压强与流速关系的一些现象。
多媒体课件，乒乓球两个，小木条两根，饮料吸管一支，大号注射器一支，装满水的铁盘一个，两只塑料小船，一杯水，一根中间切开(未断)折成直角的饮料吸管，两张纸，飞机机翼模型，托盘测力计，小风扇。
一、情景导入
1911年秋，当时世界上最大的轮船之一“奥林匹克号”邮轮，以25 km/h的速度在海上航行时，英国铁甲巡洋舰“霍克号”以34 km/h的速度沿着与它的航线几乎平行的方向疾驶着，两船横向距离很小，只有不足100 m，当“霍克号”刚刚追上“奥林匹克号”，船首与邮轮的船尾并列后，巡洋舰好像突然被一只看不见的巨手推动，不再顺从舵手的操纵，竟自动扭转船头，几乎笔直地向邮轮冲去，随着“咔嚓”一声巨响，“奥林匹克号”的右舷被撞了一个大洞。这起奇怪的海上事故，在当时很长一段时间无人能解释。同学们，你们想知道其中的原因吗？
思考交流讨论：为什么两只船不能平行行驶且彼此靠得太近？
带着这些疑问，让我们一起来探究“流体压强与流速的关系”，谜底很快就能揭开！
如图所示，在离桌边20～30 cm的地方放一枚铝质硬币，在硬币前10 cm左右放置一个高度约2 cm的木块。在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气，硬币就可能跳过木块。是什么使得硬币向上“跳”起来了呢？今天就让我们一起来学习有关内容吧！
二、合作探究
　流体压强与流速的关系
流体(液体和气体)压强与流速有什么关系？
物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。今天我们就来研究流体的流动速度与压强的关系。
(1)制订计划与设计实验
现有乒乓球两个，小木条两根，饮料吸管一支，大号注射器一支，装满水的铁盘一个，两只塑料小船，一杯水，一根中间切开(未断)折成直角的饮料吸管，两张纸等器材。自由选择器材，做一到二组实验。提示可以用嘴吹气产生气流，用注射器喷射水产生水流，通过一些物体的运动状况来分析判断压强大小的变化。(提供的参考实验装置如图)
　　　　　　
(2)进行实验与收集证据
现在我们的研究活动以小组为单位，请大家在小组内积极地讨论、根据设计的方案进行实验，用眼睛去观察、用大脑去思考，并把你们发现的问题记录下来，然后全班交流。看看在实验中能发现些什么问题？团队的力量是巨大的，看看哪一小组做得更好？
(3)分析与论证
实验中可能观察到的现象：①选择提供的实验装置甲，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；②选择提供的实验装置乙，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；③选择提供的实验装置丙，选择用大号注射器一支、装满水的铁盘一个、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；④选择提供的实验装置丁，我们把一根中间切开(未断)折成直角的饮料吸管，一端插入水中，向管中吹气，可看到水雾从切口处喷出。我们认为管中被我们吹气，切口处压力变小，水面的大气压就会把水往管上面压。
分析与讨论：通过上述现象，我们认为：流体在流速大的地方压强小，在流速小的地方压强大。
流体在流速大的地方压强小，在流速小的地方压强大。
多媒体展示图片：火车的安全线、两船并行相撞、龙卷风吹翻屋顶。
　　
(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，为什么乘客必须站在安全线以外的地方候车？
解释：当人靠近高速行驶的列车时，会出现被吸入列车的现象，这是由于行驶中的列车会带动附近的空气快速流动，此时人与列车之间的空气流速远大于人背部空气的流速，因此来自背部后方的强大压力就会将人向前推。所以乘客候车时，必须站在安全线以外，否则是非常危险的。
(2)在航海中，船只在行驶过程中不允许两船并肩前进，如果并肩行驶，会出现什么情况？并分析说明其原因。
解释：如果两船并肩行驶，会出现两船逐渐靠拢而发生相撞事故。这是因为在流体中，流速大的位置压强小。两船并列航行时，两船之间的水相对船的流速大，压强小；两船外侧的水流速小，压强大，产生向内的压强差，而使它们逐渐靠拢。
(3)杜甫在《茅屋为秋风所破歌》中写道：“八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅。”请你从物理学的角度分析这两句诗所描写的物理现象。
解释：这是因为刮大风时，茅屋上面的空气流动快，茅屋里面的空气流速慢。根据流体中流速大的地方压强小的原理，茅屋上面的空气压强小，而里面的压强大，对茅草产生向上的升力使它飞走了。
草原犬鼠的空调系统
如图是非洲草原犬鼠洞穴的横截面示意图。洞穴有两个出口，一个是平的，而另一个则是隆起的圆形土堆，生物学家不是很清楚其中的原因，他们猜想：草原犬鼠把其中的一个洞口堆成土包状，是为了建一处视野开阔的瞭望台，但是如果这一假设成立的话，它又为什么不在两个洞口都堆上土包呢？那样不就有了两个瞭望台了吗？实际上，两个洞口的形状不同决定了洞穴中空气流动的方向，吹过平坦表面的风运动速度小，压强大，吹过隆起表面的风运动速度大，压强小，因此，地面上风吹进了犬鼠的洞穴，给犬鼠带去了习习凉风。
　飞机的升力
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”不能扇动，是什么原因使得飞机飞起来的呢？
模拟飞机升力的产生：如图所示，取一个飞机机翼模型放在托盘测力计上，把电风扇置于模型的正前方，当电风扇通电运转时，观察测力计示数的变化。
飞机升力的产生秘密在于机翼。机翼的横截面为上表面弯曲，下表面较平的形状。飞机前进时，机翼与周围的空气发生相对运动，相当于气流迎面流过机翼。气流被机翼分成上、下两部分，由于机翼横截面的形状上、下不对称，在相同时间内，机翼上方气流通过的路程较长，因而速度较大，它对机翼上表面的压强较小；下方气流通过的路程较短，因而速度较小，它对机翼下表面的压强较大。这样，机翼上、下表面就存在着压强差，因而有压力差，这就是产生升力的原因。
同学们交流讨论：如图，分析鸟类展开双翅，即使不扑打，也能在空中滑翔而不会掉下来的原因。(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)
　　
飞机的升力产生原因：由于机翼的形状上凸下平，在空气中运动时，飞机机翼上方气流的速度大，气体的压强小；下方气流的速度小，气体的压强大。流过机翼的上、下表面的空气流速不同而存在压强差，产生了向上的升力。
第4节　流体压强与流速的关系
完成对应课时内容。
课堂教学模式的转变，在这节课的设计上，我改变了以往的教学模式：由跟我学、跟我做的教师讲授型模式向我要学、我要做、我要说的学生探究型模式转变，整个课堂80%的时间是学生说、学生做。通过问题情景的层层深入，充分调动学生学习的积极性和协作学习的精神，使学生真正成为课堂的主人，教学气氛是开放的、合作的、创新的、平等的，让大家在轻松中学，在动态中学。
充分发挥多媒体课件的作用：机翼升力产生的原因，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，真正体会到神奇的升力。

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