23第二课时流体压强与流速关系.doc

第 PAGE 5页 课题：流体压强与流速关系的实验 杨玮微 一、内容解读 运动和力这部分内容中的主线是力的平衡这一统一的科学概念，从研究静止和匀速直线运动开始，到液体、气体压强的测量等，始终贯穿着力的平衡概念。在探究液体与流速的关系等活动中，需要进行观察、比较、测量、调查、控制变量等多项科学方法的教育。在亲身实践的过程中，让学生领悟科学精神以及调查力学知识在现代生活、技术中的应用。 1 ．课题目标 ( l )感知流体压强与流速的定性关系。 ( 2 )能运用实验结果解释有关现象。 ( 3 )通过有关现象的解释，增强安全意识。 2 ．背景描述 流体是气体和液体的总称。在人们的生活和生产活动中随时随地都可遇到流体，大气和水是最常见的两种流体，大气包围着整个地球，地球表面的 70 ％的面积是水。大气运动、海水运动（包括波浪、潮汐、中尺度涡旋、环流等）乃至地球深处熔浆的流动，血液在血管中的流动，心、肺、肾中的生理流体运动和植物中营养液的输送，都是流体力学的研究内容。此外，流体力学还研究鸟类在空中的飞翔，动物在水中的游动等等。所以流体力学是与人类日常生活和产业活动密切相关的。本课题涉及的是流体中的压强与流速的定性关系问题。 二、材料器具 纸条 4 张（普通 8K 纸，竖的撕成 4 条即可）、汤匙 2 只（最好塑料做的）、叉子 2 个、烧杯一个、塑料吸管 1 根、刀 1 把、自来水龙头及水槽、吊有细线的乒乓球 2 个、漏斗 2 个、乒乓球 l 只。 三、活动展开 教学过程设计学生活动1．纸条间吹气 用双手分别捏着两张纸条的一端，让纸自由下垂。 沿两张纸的中间向下吹气。 控制和变换吹气气流的速度，重复几次实验。 2 ．汤匙在空气中靠近水流 实验前让学生猜想：水将把汤匙往外推，还是往里拉? ( l ）拿起一只塑料汤匙，用手指轻轻捏住汤匙柄端，让汤匙在指间晃动自如。 ( 2 ）打开水龙头，让水稳定地往下流。把汤匙的背面在空气中逐渐向水流靠近，重复几次。 3 ．叉子在空气中靠近水流 把汤匙换成叉子，重复第 2 步实验。 ( l ）预测实验观察到的结果。 ( 2 ）用叉子???实验与用汤匙做实验，有什么不同的结果？ ( 3 ）解释其中的原因？ 4 ．汤匙、叉子在水中靠近水流 在水槽中积有一定量的水，重复第 2 步实验步骤，但此时要将汤匙浸没在水中，把汤匙的背面在水中逐渐向水流靠近，观察汤匙的运动状态，重复几次。把汤匙换成叉子，重复几次实验。 5 ．两把汤匙模拟轮船相撞在第 4 步实验中，用两把汤匙的背面分别在水流两侧，在水中逐渐靠近水流，观察汤匙的运动状态，重复几次。 6 ．讨论流体流速与压强的关系在生活中有哪些作用？ 7 ．你能说出生活中还有哪些应用吗？ 此实验可人人动手做。 让学生猜想：吹气后纸条怎样运动。 让学生观察纸条运动状态。 让学生思考：纸条运动的原因。 请学生思考：汤匙正面压力小还是背面压力小？你是怎样知道的？ 让学生讨论：课前引入的问题，为什么要在列车的站台上标志一道平行于铁轨的直线。 思考：水对汤匙正面压力小还是背面的压力小？与空气中的实验结果相同吗？ 猜想：两汤匙的运动状态。为什么会有这样的实验结果？ 小资料：“奥林匹克号”与“豪克号”相撞事件。 四、分析讨论 1 ．在火车站或地铁站的站台上，为什么离站台边缘1m左右的地方标有一条安全线？ 简答：当火车或地铁驶过站台时，使车厢周围的气流速度增大，压强减少，如果人离火车较近，可能会导致人被“吸”人铁轨，产生危险。 2 ．向自由下垂的两纸条中间吹气时，将会出现什么现象，为什么? 简答：向两纸条中间吹气时，两纸条将向中间靠拢，且气流越快靠拢越明显，纸条间距离变得更小。因为当吹气时，两纸条内侧气体的流速较大，压强较小，外侧气体的压强较大，所以出现纸条靠拢现象。内侧气流速度越大，压强越小，内外侧压强差更大，靠拢更明显。 3 ．汤匙、叉子靠近水流时，会出现什么现象，为什么? 简答：汤匙背面靠近水流时，汤匙会往水柱靠过去，换用叉子，则既不会靠过去，也不会被推开。因为汤匙靠近自来水那一侧空气是流动的，弯曲的背面，使气流速度更快，而另一侧的空气是静止的。流动的自来水那侧空气产生的压强要比静止的空气产生的压强小，汤匙就从压强较大的一侧向压强相对小的一侧靠近。若用叉子做实验，由于叉子有间隙存在，导致叉子两面的气体流速相同，压强也相同，所以既不会靠拢，也不会被推开。同理，汤匙背面在水中靠近水流时，由于汤匙两面水流的流速不同导致的压强差，使汤匙靠近水流。 4 ．两汤匙背面在水中由水流两侧靠近水流时，会出现什么情况，为什么？ 简答：两汤匙背面同时在水中由水流两侧靠近水流时，两汤匙会背靠背相撞，因两汤匙内侧的水流流速大于外侧，内外压强差使两汤匙相互靠拢，此情形犹如两艘同向平行的船靠