教學設計課程基本信息學科物理年級八年級學期春季課題第5節流體壓強與流速的關系教學背景1．教學內容分析本節由“流體壓強與流速的關系”和“飛機的升力”兩部分內容構成。這一節是在學生已經學習了壓強、液體壓強、大氣壓強等基礎知識之后進行的，是對液體壓強和氣體壓強特點的拓展，旨在引導學生理解流體（包括液體和氣體）的壓強與流速之間的基本關系，即：流速大的地方壓強小，流速小的地方壓強大。《義務教育物理課程標準(2022年版)》對本節的要求是“了解流體壓強與流速的關系及其在生產生活的應用”，因此本節課的應用例子很多，大量的生活現象以及實驗也有助于學生建立起對流體力學的初步認識，更有利于培養學生的科學探究能力和實踐應用能力。2．學情分析從知識上看，盡管學生對力、壓強等有關概念有一定的理解，但他們對流體壓強與流速關系的知識儲備相對有限。學生可能已經了解到流體具有流動性，并對壓強有初步認識，但對流體壓強與流速之間的具體關系可能缺乏直觀的感受和深刻的理解。學生需要通過實驗和理論學習來建立流體壓強與流速之間的聯系，并能夠應用這一知識解釋生活中的相關現象。從思維方法上看，八年級學生的抽象思維能力逐漸增強，對物理現象的好奇心和探究欲望也在增加，但這種好奇往往停留在現象本身，缺乏深入探究內在原因的動力。因此，在教學過程中應盡量選取操作簡單、現象明顯、直觀生動、互動性強的小實驗，鼓勵學生親自參與，激發學生的探究欲，引導他們通過科學探究的方法，深入理解流體壓強與流速之間的關系。在觀察和實驗的過程中，讓學生了解流體壓強與流速的關系及其在生活中的應用，體會科學原理的價值，培養他們的科學思維能力。教學目標物理觀念1．通過觀察生活現象和實驗，了解流體壓強與流速的關系。2．能利用流體壓強與流速的關系解釋簡單的物理現象。3．了解飛機的升力產生的原因。通過機翼模型和相關生活實例等，提升用物理知識解決實際問題的能力。科學思維1．通過舉例，歸納流體壓強與流速的關系，培養觀察、比較、分析、歸納與遷移的能力。2．對于生活中與流體壓強和流速有關的事例敢于質疑，并能用科學實驗進行驗證。科學探究1．通過氣體、液體中流體壓強與流速關系的實驗，培養分析與概括能力。2．能夠針對流體壓強與流速的關系提出猜想，基于問題提出、證據收集、解釋現象和交流討論的過程，發展科學探究能力。科學態度與責任1．在認識流體壓強與流速的關系過程中，體會探索科學本質的歷程，感覺科學就在身邊。2．通過體現流體壓強與流速關系的實驗，培養觀察思考、勇于發現、樂于探究的學習習慣。教學內容教學重點流體壓強與流速的關系。教學難點利用流體壓強與流速的關系解釋相關現象。教學過程教學環節教師活動學生活動設計意圖新課導入一、演示實驗如圖所示，在自然下垂的紙條上方朝水平方向吹氣，觀察紙條將會怎樣運動。停止吹氣，又會有怎樣的現象？二、教師點撥紙條向上運動，說明紙條所受合力向哪里？紙條上方和下方均有氣壓，但是合力向上，說明哪方的氣壓更大？停止吹氣，紙條下垂，說明紙條能向上運動的關鍵是什么？可得結論：紙條向上運動的關鍵在于“吹氣”，吹氣導致紙條上表面的空氣流動速度變大，氣壓變小。三、進一步提出問題通過剛才的演示實驗我們發現，流動的空氣和不流動的空氣產生的氣壓有所不同，那么是不是流體的壓強與流速之間都存在這樣的關系呢？觀察到：吹氣使紙條向上運動，停止吹氣，紙條下垂。學生積極思考，回答問題。合力向上。下方氣壓大。關鍵是空氣流速。明確本節課的核心問題——流體壓強與流速的關系。活躍課堂氣氛，激發學生興趣，引出課題。從現象到原理，引導學生進一步思考，避免停留在現象表面。新知探究一、流體的概念展示圖片：流水、刮風，引出流體和流體壓強的概念。二、實驗探究【提出問題】流體的壓強與流速有怎樣的關系？【進行猜想】在氣體和液體中，流速大的位置壓強大。在氣體和液體中，流速大的位置壓強小。【實驗設計思路】為了使結論具有普遍性，需要對氣體和液體分別進行實驗。學生可以分組進行實驗，也可以由教師演示多組實驗。在實驗的過程中，改變氣體或者液體的流速，觀察和思考實驗中的現象。實驗一的器材：兩張紙。設計實驗：手握兩張紙，平行放置，讓紙自然下垂，保持約10cm的間距，向兩張紙中間吹氣，觀察兩張紙將會怎樣運動，如圖所示。實驗二的器材：一個漏斗和一個乒乓球。設計實驗：將漏斗倒立放置，把乒乓球放置于漏斗中間，用力對著漏斗吹氣，松手后觀察現象，如圖所示。實驗三的器材：一個U形管、一根橡皮管、一根玻璃管與一個氣泵。設計實驗：啟動氣泵，觀察U形管中液面的變化，如圖所示。實驗四的器材：一個裝水的大托盤、兩艘小船模型和一支注射器。設計實驗：將兩艘小船模型平行擺放在托盤內（小船相互靠近一些），然后用注射器向小船模型中間的水域沖水，產生水流，如圖所示。【進行實驗與收集證據】實驗一觀察到的現象：兩張紙向中間靠攏。分析原因：吹氣時，兩張紙內側的空氣流動快，壓強變小，產生內外壓強差，兩張紙被“壓”到了一起。歸納總結：氣體流速大的地方壓強小，流速小的地方壓強大。實驗二觀察到的現象：松手后，乒乓球不掉落。分析原因：吹氣時，乒乓球上方的氣體流速快，壓強小，乒乓球上下部分的壓強不同，有壓強差，產生氣體壓力差，使乒乓球不掉落。歸納總結：氣體流速大的地方壓強小，流速小的地方壓強大。實驗三觀察到的現象：U形管左側液面高于右側。分析原因：氣泵導入氣體后，左側液面上方流速大，向下的氣壓變小，右側液面上方還是大氣壓，因此兩側液面上方有氣壓差，使左側液面升高。歸納總結：氣體流速大的地方壓強小，流速小的地方壓強大。實驗四觀察到的現象：兩艘小船向中間靠攏。分析原因：兩艘小船內側水的流速大于外側水的流速，兩艘小船內側水向外的壓強變小，使船身兩側有壓強差，兩艘小船便會逐漸靠攏。歸納總結：液體流速大的地方壓強小，流速小的地方壓強大。【交流、分析與論證】總結歸納以上實驗，前三個實驗通過吹氣增大空氣流速，第四個實驗通過注水增大液面流速，無論是哪種方式增大了流體流速，在流體中流速大的位置，壓強都小。【拓展實驗】播放液體壓強與流速關系的視頻，可利用液柱長短，直觀地展示在不同流速下，液體壓強的不同。分析實驗現象：每秒流經管子不同截面的液體體積相等。橫截面積大的位置流速小，橫截面積小的位置流速大。流速越大，液體所受的壓強越小，因此液柱越低。學生認真聽講。提出問題與猜想。思考實驗方案。動手實驗，記錄實驗現象。收集證據、討論分析原因，得到初步結論。通過完整的實驗探究過程以及交流學習的過程，逐漸建構起“流體中流速大的位置壓強小”的聯系。學生觀看視頻，深入學習。觀察1：通過水平管內的紅色標記可以看到，粗管子和細管子內液體的流速不一樣。觀察2：通過豎直管內的紅色標記可以看到液面的高度不同，意味著底部的液體壓強大小也不同。體驗完整的科學探究過程，培養學生的科學探究、實踐能力。通過交流反思、論證總結，培養學生科學思維、總結歸納的能力和表達能力。液體壓強與流速關系的例子比較少。這個實驗裝置復雜，難以讓學生自行實驗，用演示的方式，輔以教師講解，效果更佳。可以使學生對液體壓強與流速關系有更深入的理解。學以致用一、物理與生產1．教師提問：上百噸的飛機為什么能夠在空中飛行？2．實驗演示：展示飛機機翼模型飛起的實驗裝置。引導學生觀察機翼模型的特點：機翼橫截面的形狀上、下不對稱，上表面彎曲，下表面比較平。3．原理講解：介紹機翼模型的難點之一就是讓學生了解到機翼上下表面流速與壓強是不同的。為了突破這一難點，可以利用風速儀和氣壓傳感器直觀測量出機翼上下表面的流速與壓強。或者對器材進行改裝，將U形管與機翼上下表面相連，通過U形管左右液面的高低來顯示機翼上下表面的壓強。有了以上實驗數據或實驗現象的支撐，再進一步引導學生分析原因。先分析機翼上下的流速關系，再分析壓強關系，最后解釋機翼上下表面壓力差和升力。4．實踐體驗：事先剪切并粘貼一個飛機機翼的紙質模型，（時間充足的情況下，可以讓學生在課堂上進行該操作）讓學生將一根細線穿入模型粗頭一端，如圖所示。繃緊細線并對著機翼吹氣，體驗氣流讓機翼升起的過程。可以看到機翼向上翹起。再將機翼翻轉過來吹氣，則機翼不能向上翹起。由此可以推測，飛機的飛行姿態等也會影響升力的大小。二、物理與生活教師列舉生活中與本節課有關的實例，讓學生討論、交流、解釋。（可以挑選部分實例進行講解）例1：展示一個結構如圖所示的噴水壺。通過實驗發現，當推動拉桿使活塞在橫管內水平運動時，儲水罐中的水會從噴嘴處噴出，引導學生思考該現象發生的原因。例2：火車站與地鐵站的站臺上為何要設立安全線、安全門？例3：航海規則規定，兩艘輪船不能近距離同向航行。例4：汽車尾翼是一種氣流偏導器。觀察、思考、分析，應用所學知識解決問題。觀察現象，直觀地了解機翼上下表面流速與壓強的不同之處。深入分析原理，學習并了解飛機升力產生的原因。親自動手實踐、直觀感受飛機飛行的姿態也會影響升力。學生交流與思考，運用知識解釋生活中的有關現象。利用實驗數據和現象讓學生直觀地了解機翼上下表面壓強的不同，為后續講解原理進行鋪墊。培養學生利用知識解決實際問題的能力。飛機機翼的升力產生是一個復雜現象，對學生