【核心素养目标】 第八章 第五节 流体压强与流速的关系(教案)2024-2025学年北师大八年级物理下册

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【核心素养目标】 第八章 第五节 流体压强与流速的关系(教案)2024-2025学年北师大八年级物理下册

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第五节 流体压强与流速的关系
1.物理观念:
(1)认识流体压强与流速的关系。
(2)知道飞机的升力是怎样产生的。
2.科学思维:
(1)观察飞机的结构,建立飞机机翼的模型,通过流体压强的知识推理飞机的升力是如何产生的。
(2)对生活中的相关问题进行分析和解释。
3.科学探究:探究流体压强和流速的关系,提出合理的猜想与假设,用具体实验验证猜想,通过交流展示,加深对流体压强的印象,提升科学探究的能力。
4.科学态度与责任:
(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)培养交流讨论的意识和协作精神。
教学重点:流体压强和流速的关系。
教学难点:利用流体压强与流速的关系分析生活中的实例。
硬币、漏斗、乒乓球、纸片、塑料吸管、飞机机翼模型、风扇、小木条、大号注射器、水槽、塑料小船、杯子、白纸、多媒体课件等。
“漏斗吹球”活动。(操作过程:把一个漏斗拿在手中,使其喇叭口朝下,用另一只手拿住一个乒乓球,让球对着漏斗内的细管处,然后对着漏斗细管口用力向下吹气,同时放手。会有什么现象发生?如图所示)
思考:乒乓球为什么不会掉下来呢?
让我们带着问题一起走进今天的课堂:流体压强与流速的关系。
探究点一 流体压强及其变化规律
提出问题:什么是流体?
归纳总结:像液体和气体这样没有一定形状且具有流动性的物质,统称为流体。
学生活动:同学们的桌子上有两个乒乓球、两根小木条、一支塑料吸管、一支大号注射器、一个装有水的水槽、两只塑料小船、一杯水、一根中间切开(未断)折成直角的塑料吸管、两张纸等器材。自由选择器材,做一到两组实验。
提示:可以用嘴吹气产生气流,用注射器喷水产生水流,通过一些物体的运动状况来分析判断压强大小的变化。
这里提供几个参考实验装置,如图所示。同学们也可以自己设计别的实验方案。
归纳总结:流体流动时,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
【拓展】足球运动中的“香蕉球”是守门员的“致命杀手”,主要是因为足球一方面向前运动,另一方面在运动的过程中不停地旋转,守门员很难判断足球的运动方向而导致失误。如图所示,足球在旋转着向前运动的过程中,左边空气流速大压强小,而右边空气流速小压强大,从而存在压强差,导致足球受到一个向左偏转的力,使足球不再向前沿直线运动,而是向左偏转。
探究点二 流体压强规律的应用
提出问题:我们经常在电视上看到飞机起飞的画面(如图),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?
演示: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,观察托盘测力计示数的变化。
教师总结:机翼的上方呈弧形,下方为平面,当气流从机翼经过时,上方的流速比下方大,根据流体压强与流速的关系,机翼上方的气体压强比下方的气体压强小,上方与下方形成了压强差,根据F=pS知,上方与下方形成了向上的压力差。于是就产生了使机翼上升的力,这就是升力。
提出问题:水翼船(如图所示)有什么特点?
教师总结:水翼船的船身下面有水翼,但尺寸比飞机的机翼小得多,翼展与船体宽度相近。水翼的纵截面的形状与飞机的机翼相似,也是上面的弯曲程度比下面大。
提出问题:水翼船的升力是怎样产生的?
教师总结:水翼船在行驶过程中,水翼上方的水相对于水翼流速大压强小;水翼下方的水相对于水翼流速小压强大。当水翼船的船速增大到一定程度时,水对水翼船产生足够的升力(或举力),使船体不再吃水而在水面之上。这时船受到的阻力大大减小,可使船高速行驶。
多媒体展示生活中其他与流体压强和流速相关的例子。如火车站站台的安全线、龙卷风吹翻屋顶、汽车的“气流偏导器”。(如图)
第五节 流体压强与流速的关系
1.流体。
2.流体压强与流速的关系:流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
3.应用:汽车的“气液偏导器”、飞机的机翼、火车站站台的安全线、水翼船的水翼、军舰航行队列等。
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,教学氛围是开放的、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:机翼升力产生的原理,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,真正理解升力的产生过程。

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