1、流體壓強與流速的關系一、教學目標1知識與技能知道流體的壓強與流速的關系，并會用之解釋生活中的相關問題。2過程與方法讓學生經(jīng)歷知識發(fā)現(xiàn)的過程，學會從簡單的物理現(xiàn)象中歸納出物理規(guī)律，培養(yǎng)學生觀察、比較、分析、歸納等學習方法和科學的思維觀。3情感、態(tài)度與價值觀提高學生學習物理的興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神，讓學生體會科學技術的力量，加強安全教育。二、教學重點、難點重點：會解釋生活關于流體壓強與流速關系的現(xiàn)象。難點：通過觀察、實驗、分析歸納等方法，總結出流體的壓強跟流速的關系。三、教學用具多媒體課件等四、新課引入教師播放視頻不聽話的“紙片” 。人手拿一張紙條，我們看到紙條由于重力而下垂。把紙條靠近嘴邊，在

2、紙條的上方沿水平方向吹氣，紙條會向上飄。為什么紙條沒有被吹下去，而是飄了上來？學生觀看視頻后討論。人在紙條的上方沿水平方向吹氣，會加快紙條上方空氣流動的速度，此時紙條上飄，說明紙條上方壓強小，紙條下方壓強大，產(chǎn)生一個向上的壓強差，于是紙條向上運動。可見，空氣流速大的地方，壓強小。五、新課講解（一）流體壓強與流速的關系首先我們來做一個實驗，大家把一個乒乓球放在倒置的漏斗里，用手指托住乒乓球。然后從漏斗口用力吸氣，并將手指移開，乒乓球會掉下來嗎？學生實驗后討論。乒乓球不會掉下來，原因是我們把漏斗玻璃管里的氣體吸走，乒乓球上方的氣壓減小，小于乒乓球下方的大氣壓，在大氣壓的作用下，乒乓球被 “吸” 住

3、， 不掉下來。如果從漏斗口向下用力吹氣，并將手指移開。那么，乒乓球會掉下來嗎？學生實驗后討論。乒乓球也沒有掉下來，這是怎么回事呢？學生討論并分析，雖然乒乓球受到一定的重力作用，而且吹氣時氣流對球也有一定的沖擊力，但乒乓球沒有掉下來。這是由于乒乓球下端的空氣流動慢，氣體對球向上的壓強大，球上端的空氣流動快，氣體對球產(chǎn)生的向下的壓強小。這個壓強差產(chǎn)生的向上的升力，足以克服乒乓球所受的重力作用和氣流對球的正面沖力，因此球不會掉下來。在 U 形管中裝有一定量的水，其一端與一個三通玻璃管相連，當從玻璃管一端吹氣時，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。該現(xiàn)象說明了什么？教師演示實驗，結果發(fā)現(xiàn)U 形管中與玻璃管相連的一端， 液

4、面上升，兩端液面出現(xiàn)高度差。學生觀看實驗并討論，當我們從玻璃管一端吹氣時，與玻璃管相連的一端，液面上升，說明該端液體上方的氣壓減小，小于另一端液面上的大氣壓，在這個大氣壓的作用下，液面出現(xiàn)高度差。可見在氣體中，流速越大的位置壓強越小。教師播放視頻連通器的液面為什么不相平了？。 關閉閥門K， 將水注入蓄水容器中，液面是相平的，打開閥門，水流動時各容器的液面不再相平，底部細的管中液面低。學生觀看視頻并討論，水不流動時，根據(jù)連通器的原理，各液面是相平的。當水流動時，相同時間內(nèi)流過各橫截面不同的管子的水量是相同的，所以水流過細管子的速度大，流過粗管子的速度小，此時細管上方的容器液面低，說明細管中的水的

5、壓強小。可見，水的流速越大，壓強越小。將事先折好的兩只小船，放入水槽內(nèi)，然后用注射器當作水管向兩船中間的水域沖水，觀察兩船如何運動。學生先猜測，教師再演示，我們看到兩小船靠攏了，為什么？學生觀看實驗后討論。用注射器當作水管向兩船中間的水域沖水，兩船中間水的流速比船外側水的流速大，船中間所受水的壓強比船外側所受的壓強小。因此，兩船靠攏。可見水的流速越大，水的壓強越小。到底我們分析的對不對呢？本節(jié)課我們就來學習流體壓強和流速的關系。物理學中把具有流動性的液體和氣體統(tǒng)稱為流體。當液體和氣體處于流動狀態(tài)時，其壓強和流速有什么關系呢？教師歸納：在氣體和液體中，流速越大的位置，壓強越小，反之，流速越小的位

6、置，壓強越大。（二）飛機的升力教師出示圖片并提問：飛機是怎樣升上天空的？學生觀看飛機機翼的形狀，討論氣流流過機翼時的情況。迎面吹來的風被機翼分成兩部分，由于機翼橫截面形狀上下不對稱，在相同的時間里，機翼上方的氣流通過的路程長，因而速度較大，對機翼的壓強較小；下方氣流通過的路程較短，因而速度較小，對機翼的壓強較大。這樣在機翼的上下表面產(chǎn)生了壓強差，因而有壓力差，這就是向上的升力。教師出示圖片并提問：汽車的外形像不像機翼？高速行駛中的汽車為什么會有 “飄” 的感覺？學生討論并回答。汽車的外形很像飛機的機翼形狀，也是上凸下平。在高速行駛時，氣流通過汽車的上面和下面，由于上面是凸面，相同時間內(nèi)，空氣通

7、過的路程比下面長，上面的空氣流速就比下面大，上面壓強小于下面壓強。這樣汽車就受到了一個向上的升力，所以汽車會“飄”。那么在不減速、不增加自重的情況下你能解決這個問題嗎？學生討論。教師出示圖片并提問：有些跑車在車尾安裝了一種“氣流偏導器”， “氣流偏導器”上表面平直，下表面呈弧形向下凸。為什么要裝“氣流偏導器”？學生觀看圖片討論并回答。由于“氣流偏導器”上表面平直，下表面呈弧形向下凸，當跑車高速行駛時，流過它上方的空氣速度比下方空氣速度小，此時上方空氣壓強比下方空氣壓強大。這樣“氣流偏導器”受到一個向下的壓力差，從而使車輪抓緊地面，增加了車的穩(wěn)定性。教師出示圖片并提問：相信大家都有過這樣的經(jīng)歷：

8、步行在雨中，我們會打一把傘。一陣大風吹來，雨傘會被向上吸起。這是為什么呢？你能用今天所學的知識解釋這個現(xiàn)象嗎？學生討論并回答，氣流通過傘的上面和下面時，由于上面是凸面，空氣通過的路程比下面長，上面的空氣流速就比下面大，上面壓強小于下面壓強。這樣傘就受到了一個向上的升力從而被向上吸起來。教師出示圖片并提問：為什么火車站臺都有一條安全線，火車行駛時嚴禁人們進入安全線以內(nèi)的區(qū)域？學生討論并回答。當火車駛過站臺時，火車周圍空氣被火車帶動一起運動，流速大，壓強小；而離火車遠一點的地方，空氣流速小，壓強大。如果人站在安全線以內(nèi)，容易被壓強大的氣流推向火車，發(fā)生危險。教師播放視頻輪船并行航行的慘劇。 191

9、2 年秋天，當時號稱世界上最大的遠洋輪之一的 “奧林匹克號”正在海上航行。在離它100 m 遠的地方，有一艘比它小得多的鐵甲巡洋艦“豪克號”與它平行疾駛。突然意外的事情發(fā)生了，小巡洋艦好像受到看不見的巨大力量的吸引，竟自動扭轉了船頭，不再聽從舵手的操縱，一個勁地向“奧林匹克號”沖去，結果把“奧林匹克號”的船舷撞了一個大洞。是誰造成了這次意外事故，兩船之間的“吸引”是磁力？還是不可知的 “魔力”？學生觀看視頻并討論。當兩船彼此接近平行行駛時，兩船中間水的流速比船外側水的流速大，船中間所受水的壓強小，船外側所受水的壓強大，產(chǎn)生向內(nèi)的壓強差，因此兩船靠攏。教師播放視頻草原犬鼠。非洲草原犬鼠的洞穴有兩

10、個出口，一個是平的，另一個則是隆起的圓形土堆。生物學家不是很清楚其中的原因，他們猜想：草原犬鼠把其中的一個洞口堆成土包狀，是為了建一處視野開闊的瞭望臺。但是如果這一假設成立的話，它又為什么不在兩個洞口都堆成土包呢？那樣不就有了兩個瞭望臺了嗎？實際上，兩個洞口的形狀不同，決定了洞穴中空氣流動的方向。吹過平坦表面的風運動速度小，壓強大；吹過隆起表面的風速度大，壓強小。 因此產(chǎn)生了一個壓強差，地面上的風從平坦表面的洞口吹進了犬鼠的洞穴，給犬鼠帶去了習習涼風。教師出示圖片并提問：龍卷風的實質(zhì)是高速旋轉的氣流。它能把地面上的物體或人畜“吸”起卷入空中，為什么龍卷風能“吸”起物體？學生討論并回答。龍卷風的

11、實質(zhì)是高速旋轉的氣流，龍卷風的內(nèi)部壓強遠小于外部壓強，產(chǎn)生了向內(nèi)的壓力差，將物體或人畜 “吸”進去。所以，龍卷風具有很大的“吸吮”能力。提問： 在汽車行駛過程中，小明打開車窗后看到車內(nèi)懸掛的窗簾在向車外飄動，這是為什么？學生討論并回答，汽車高速行駛時，周圍的空氣也一起運動，氣體流速越大，壓強越小，小于車內(nèi)氣壓，所以產(chǎn)生向外的壓強差，窗簾在這個壓強差的作用下，飄向窗外。如果你經(jīng)常觀看足球比賽，那么你一定見過罰前場直接任意球。這時候，通常是防守方五六個球員在球門前組成一道“人墻”以擋住進球路線。進攻方的主罰隊員起腳一記勁射，球繞過了“人墻”，眼看要偏離球門飛出，卻又沿弧線拐過彎來直入球門，讓守門員

12、措手不及， 眼睜睜地看著球進了大門。這就是頗為神奇的 “香蕉球”。 看到那瀟灑多變的 “香蕉球”，你有沒有想過是怎么回事呢？學生討論。足球在氣流中運動時，如果其旋轉的方向與氣流同向（如圖球的右側），則球這一側空氣的流動速度加大，球體的這一側產(chǎn)生低壓；而球體的另一側（如圖球的左側）旋轉的方向與氣流相反，空氣流速減小，則會產(chǎn)生高壓。此時流體中的球體相對于流體運動時，會在旋轉體上產(chǎn)生一個側向力，球前進的方向會發(fā)生改變。這就是香蕉球的產(chǎn)生原因。當足球旋轉時，除了可以改變球體周圍的氣流，球的運動軌跡也會相應發(fā)生改變。而且足球不僅可以側旋，觸球部位的不同，還可以產(chǎn)生不同的旋轉，從而使足球上飄和下沉，這樣就

13、達到了迷惑防守方的目的。任何一次成功的任意球中，必不可少的一項技術就是使球按照自己的控制產(chǎn)生旋轉。不知道你注意到?jīng)]有，罰“香蕉球”的時候，運動員并不是踢中足球的中心，而是稍稍偏向一側，同時用腳背摩擦足球，使球在空氣中前進的同時還不斷地旋轉。同時，一方面空氣迎著球向后流動，另一方面，由于空氣與球之間的摩擦，球周圍的空氣又會被帶著一起旋轉。這樣， 球一側空氣的流動速度加快，而另一側空氣的流動速度減慢。物理知識告訴我們：氣體的流速越大，壓強越小。由于足球兩側空氣的流動速度不一樣，它們對足球所產(chǎn)生的壓強也不一樣，于是， 足球在空氣壓力的作用下向空氣流速大的一側轉彎了。流體（液體或氣體）中的旋轉圓柱體或球體相對于流體運動時，會在旋轉體上產(chǎn)生一個側向力。教師提問，為什么鳥飛行的時候，翅膀要上下拍動，飛機的機翼卻固定不動？學生思考并討論。固定翼飛機必須具備兩樣東西才能飛上天，一是機翼，二是推進器。飛機的機翼用來產(chǎn)生升力，從而使飛機 “懸” 在空中； 飛機的推進器用來產(chǎn)生拉力或推力，驅(qū)使飛機前進。如果只有機翼而沒有推進器，那就變成滑翔機。滑翔機只能依靠別的力量托上天去，自己不能獨立升空。可見飛機的機翼在飛行過程中只起到支持的作用，