资源简介

(共30张PPT)
第九章 压强
第5节 流体压强与流速的关系
教学分析
课前准备
学习目标
1. 了解流体压强与流速的关系，并能用其解释一 些生活现象。
2. 了解飞机的升力是怎样产生的。
课前准备
教学分析
学习重点 ：了解流体在稳定流动时，在流速大的地 方压强小，在流速小的地
方压强大。
学习难点 ：了解飞机机翼的形状及飞机升力产生的原因 。
学习方法 ：通过交流与合作，动手制作机翼模型。
相关准备：多媒体课件、漏斗、乒乓球、水盆、水、纸片、硬币、自制纸船。
教学内容
01
情境引入
02
互动新授
03
巩固拓展
04
课堂小结
点我喔
情境引入
如图是我国自主研制的新一代隐身舰载战斗机 “歼35”，这种重达几十吨的飞机是如何腾空而起的呢 你知道是什么支撑着它吗
想一想
互动新授
知识点一 流体压强与流速的关系
想一想
上述情境中蕴含着什么物理知识 如何用科学的语言来概括呢
喷雾器喷水
飞机翱翔蓝天
水翼船破浪前进
互动新授
说明：
上面涉及的气体与液体都是具有流动性的物体，如 空气、水……具有流动性的气体、液体，我们统称为流体，它们对物体产生的压强叫流体压强。这一节课我们的任务就是要知道流体压强与流速之间的关系，并能用它们之间的关系解释生活中的一些现象。
思考：
我们在第2、3节分别探究了液体和气体不流动时的压强特点，那么当液体和气体流动时，其内部压强又会有什么特点呢
互动新授
探究气体的流速与压强的关系
实验1
请同学们手握如图甲所示的两张纸，让纸自然下垂，在两张纸中间向下吹气。猜想一下，这两张纸将怎样运动
实验现象：向两张纸中间吹气后，两张纸 会紧密地贴在一起。
互动新授
实验2
如图乙所示，把乒乓球放在漏斗里，按住乒乓球，把漏斗口朝下。用力向漏斗内吹气，此时松开手，乒乓球会不会掉下来
实验现象：用力向漏斗内吹气，乒乓球没有下落。
互动新授
总结
说明：
刚才是我们在物体两侧人为制造了不同的流体流速，如果在两旁放 上容易移动的物体，向中间吹气，使得物体的一侧空气流动快，另一侧空气流动慢，通过两旁物体的移动现象，可以确定物体两侧的压强大小发生了变化 。实验(1)中， 好像是纸片两侧的气压把它们紧紧地压在了 一起，实验(2)好像是大气压把乒乓球托了起来 。
流体流速的变化使其压强发生了变化。
互动新授
想一想
以实验(2)为例，结合图片具体分析压强的变化情况。
分析：
由于吹气，球上方气体流速快，压强小。相对于球上方而言，球下方气体流速慢，压强大，球的上下方存在一个压强差，将乒乓球托住不会掉下。
互动新授
小活动
在分析实验(2)的基础上，自主分析实验(1)。
分析：
向两张纸中间吹气，中间空 气流速快，压强小；两侧空气流速慢，压强大，使两张纸向中间靠拢。
在流动的气体中，流速越大的位置压强越小；流速越小的位置压强越大。
实验结论
互动新授
探究液体的流速与压强的关系
想一想
气体的流速与压强的关系大家了解了，液体的流速与压强是否也存在这样的关系呢
实验方案：将两只纸船分别用细线系好前后两端，放在盛有水的盆中，使两只小纸船平行，用水管向两船中间的水域冲水，看两只小船是靠近还是远离。
实验现象：两只小纸船撞在了一起。
演示实验
分组探究
互动新授
想一想
结合前面所学知识加以解释刚刚的实验现象。
分析：
两只平行在水中的小船，中间水道狭窄，水流速度快，压强小，而小船外侧流速慢，压强大，将小船推向中间，导致两只小船相撞 。
在气体和液体中，流速越大的位置，压强越小。
实验结论
互动新授
国产C919大飞机
下面我们来分析重达几十吨的飞机是如何腾空而起的。
飞机为什么能够在空中飞行呢？
想一想
互动新授
知识点二 飞机的升力
小问题
获得大于自身重力的升力，这是航空器升空飞行的基本前提。
机翼是怎样产生向上的升力的？
互动新授
如图所示为一个机翼的纵剖面图，空气流过机翼时，流线被迫变得弯曲。以翼型的翼弦为界把气流分成上下两部分。在相同时间内，机翼上方气流通过的路程较长，因而机翼上方的流速V 大于前方的流速 V , 因而机翼上方的压强 P2就小于机翼前方的压强 P1; 在下半部分，由于空气水平地流过机翼下方，机翼下方的流速 V 就大致等于前方的流速V , 因而机翼下方的压强也就大致等于前方的压强P1, 由此可知，机翼下方的压强就大于机翼上方的压强P2。这就产生了作用于机翼上的向上的升力。
总结：
机翼的形状决定了机翼上下表面空气的流速不同，使机翼上下方产 生压强差，因而有压力差，产生了升力。
演示实验
互动新授
小活动
请根据教材提示制作飞机机翼模型。
互动新授
想一想
“水翼船”的原理是什么？
原理：
水翼船的下部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，从而减小水对船体的阻力，进一步提高船速。
互动新授
用传感器研究气体压强与流速的关系
实验装置
前面我们研究了“流体压强与流速的关系”,下面我们通过实验来进一步验证这个规律，我们这里的流体为气体，即探究“用传感器研究气体压强与流速的关系”。
1.抽气机：它既可以吹气也可以抽气 。
2.三个相同的“数字气体压强传感器”：可以自动采集气体的压强数值，并将其 转化为数字信号 。
3 .三节塑料管：这三节塑料管的粗细是不同的，其中绿色的最粗，其次是蓝色 塑料管，红色的塑料管最细，这三节塑料管利用连接器可以紧密连接在一起。
4. 数字信息接收器：负责将传感器接收到的信息进行处理，并传给电脑。
5.电脑，包含相关软件：这个数字软件，可以自动采集、记录和处理实验数据。
按照教材图连接实验器材 。
注意：我们将“数字气体压强传感器”的探头插入塑料管时，探头位置一定要都位
于塑料管中间位置，并做好密封，防止漏气。
互动新授
实验步骤
我们首先打开电脑软件，然后打开抽气机并启动抽气模式。这时电脑将自动采集实验数据、记录实验数据，并绘制验图像。
我们改变抽气机抽气速度重新实验，大家可以看到电脑将自动采集的实验数据及时记录，实验数据都发生了变化，绘制出的实验图像也与刚才的不同。
再次改变抽气机抽气速度，让电脑绘制出不少于三组的实验图像。
互动新授
实验数据
这幅电脑绘制的实验图像中：
图线①记录的是红色塑料管(直径最小的管)中气体压强数据；
图线②记录的是蓝色塑料管中气体压强数据；
图线③记录的是绿色塑料管(直径最大的管)中气体压强数据。
互动新授
实验分析
问题一：三节塑料管紧密地连接在抽气机上，通过三节塑料管的气体的流量是一 样的，但这三节塑料管的粗细不同，会造成什么不一样
问题二：哪个管内的流速大，哪个管内的流速小
问题三：实验数据中“方框”内的实验数据为什么不同
规律：因为三节塑料管紧密地连接在抽气机上，通过三节塑料管的气 体的流量是一样的，但因为塑料管的粗细不同，所以通过塑料管的空气的流速不同，塑料管越细，通过塑料管的空气的流速越大。
通过上面的实验数据可以发现：空气流速越大的地方，压强越小。
实验结论
互动新授
实验演示
巩固拓展
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， 这是为什么呢
解析：人离火车太近，火车开动时，使人和火车之间的空气流动速度快，压强变小，离站台远的地方气体相对流速较慢，压强较大，人在内外压强差的作用下，被强大的气流压向列车，从而造成危险。
了解鄂洛多克事故
巩固拓展
丹尼尔 · 伯努利
1905年冬天的一个早晨，俄国沙皇派往西伯利亚的一位钦差大臣将要乘火车经过一个名叫鄂洛多克的小 站。站长沃尔伦斯基一大早就让部下把车站打扫得干干净净，身着笔挺的新制服，率领全站职工，手捧花束，排 列在铁道两旁，恭候钦差大臣的到来。
不多久，列车在汽笛声中风驰电掣般地冲进了由38名铁路员工组成的“人巷” 。离列车很近的人们刚要举 起手中的花束欢呼时，突然，所有的欢迎者都像是被人从背后猛推了一下，纷纷不由自主地向前扑倒下去 …… 结果，这“魔鬼般的黑手”,造成了4人终身残疾，而包括站长在内的其余34人全都成了滚滚车轮下的冤魂!
奇特的惨案发生后，地方法院开始调查案件真相.然而，机车状况良好，司机和员工都没有违章操作。反复。调查毫无结果，法官只好在判决书上写下了《圣经》上的一句话：“每个人都是上帝的羔羊，迟早要回到上帝的 跟前!”
著名的俄国科学家齐秋奥尔科夫斯基知道这一 “判决”结果后，哀叹道：“可惜法官不懂伯努利定理 …… ”
丹尼尔 · 伯努利，荷兰物理学家.1726年，伯努利通过无数次实验发现：流体速度加快时，物体与流体接触 的界面上的压力会减小，反之压力会增加。为纪念这位科学家的贡献，这一发现被称为“伯努利效应”。伯努利效应适用于包括气体在内的一切流体。
巩固拓展
2.分析喷雾器的原理 。
解析：
它是利用流速大、压强小的原理制成的，让空气从小孔迅速流出，小孔附 近的压强小，容器里液面上方的空气压强大，液体就沿小孔下面的细管升上来，从细管的上口流出后，受气流的冲击，被喷成雾状。另外，汽油发动机的汽化器与喷雾器的原理是相同的。
巩固拓展
3.自主分析草原犬鼠的空调系统原理。如图是非洲草原犬鼠洞穴的横截面示意图，犬鼠的洞穴有两个出口， 一个是平的， 而另一个则是隆起的土堆.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，它为什么不在两个洞口都堆上土 包呢
解析：犬鼠的洞穴有两个出口， 一个是平的，而另一个则是隆起的土堆，等质量的空气在相同的时间内通过出口的上表面，吹过平坦表面的风流速小，压强 大；吹过隆起表面的风流速大，压强小.因此，地面上的风吹进了犬鼠的洞穴，给犬 鼠带去了习习凉风。
课堂小结
3.了解生活中跟流体的压强与流速相关的现象。
（1）地铁站或火车站站在安全线以外候车。
（2）喷雾器。
（3）草原犬鼠的空调系统。
流体压强与流速的关系。
流速越大的位置，压强越小；
流速越小的位置，压强越大。
2.飞机生的原因。
机翼的形状决定了机翼上下表面空气的流速不同，使机翼上下方产生压强差，形成了压力差，使飞机获得向上的升力。
下节课，再见！

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