資源簡介

(共30張PPT)
第九章 壓強
第5節 流體壓強與流速的關系
教學分析
課前準備
學習目標
1. 了解流體壓強與流速的關系，并能用其解釋一 些生活現象。
2. 了解飛機的升力是怎樣產生的。
課前準備
教學分析
學習重點 ：了解流體在穩定流動時，在流速大的地 方壓強小，在流速小的地
方壓強大。
學習難點 ：了解飛機機翼的形狀及飛機升力產生的原因 。
學習方法 ：通過交流與合作，動手制作機翼模型。
相關準備：多媒體課件、漏斗、乒乓球、水盆、水、紙片、硬幣、自制紙船。
教學內容
01
情境引入
02
互動新授
03
鞏固拓展
04
課堂小結
點我喔
情境引入
如圖是我國自主研制的新一代隱身艦載戰斗機 “殲35”，這種重達幾十噸的飛機是如何騰空而起的呢 你知道是什么支撐著它嗎
想一想
互動新授
知識點一 流體壓強與流速的關系
想一想
上述情境中蘊含著什么物理知識 如何用科學的語言來概括呢
噴霧器噴水
飛機翱翔藍天
水翼船破浪前進
互動新授
說明：
上面涉及的氣體與液體都是具有流動性的物體，如 空氣、水……具有流動性的氣體、液體，我們統稱為流體，它們對物體產生的壓強叫流體壓強。這一節課我們的任務就是要知道流體壓強與流速之間的關系，并能用它們之間的關系解釋生活中的一些現象。
思考：
我們在第2、3節分別探究了液體和氣體不流動時的壓強特點，那么當液體和氣體流動時，其內部壓強又會有什么特點呢
互動新授
探究氣體的流速與壓強的關系
實驗1
請同學們手握如圖甲所示的兩張紙，讓紙自然下垂，在兩張紙中間向下吹氣。猜想一下，這兩張紙將怎樣運動
實驗現象：向兩張紙中間吹氣后，兩張紙 會緊密地貼在一起。
互動新授
實驗2
如圖乙所示，把乒乓球放在漏斗里，按住乒乓球，把漏斗口朝下。用力向漏斗內吹氣，此時松開手，乒乓球會不會掉下來
實驗現象：用力向漏斗內吹氣，乒乓球沒有下落。
互動新授
總結
說明：
剛才是我們在物體兩側人為制造了不同的流體流速，如果在兩旁放 上容易移動的物體，向中間吹氣，使得物體的一側空氣流動快，另一側空氣流動慢，通過兩旁物體的移動現象，可以確定物體兩側的壓強大小發生了變化 。實驗(1)中， 好像是紙片兩側的氣壓把它們緊緊地壓在了 一起，實驗(2)好像是大氣壓把乒乓球托了起來 。
流體流速的變化使其壓強發生了變化。
互動新授
想一想
以實驗(2)為例，結合圖片具體分析壓強的變化情況。
分析：
由于吹氣，球上方氣體流速快，壓強小。相對于球上方而言，球下方氣體流速慢，壓強大，球的上下方存在一個壓強差，將乒乓球托住不會掉下。
互動新授
小活動
在分析實驗(2)的基礎上，自主分析實驗(1)。
分析：
向兩張紙中間吹氣，中間空 氣流速快，壓強小；兩側空氣流速慢，壓強大，使兩張紙向中間靠攏。
在流動的氣體中，流速越大的位置壓強越小；流速越小的位置壓強越大。
實驗結論
互動新授
探究液體的流速與壓強的關系
想一想
氣體的流速與壓強的關系大家了解了，液體的流速與壓強是否也存在這樣的關系呢
實驗方案：將兩只紙船分別用細線系好前后兩端，放在盛有水的盆中，使兩只小紙船平行，用水管向兩船中間的水域沖水，看兩只小船是靠近還是遠離。
實驗現象：兩只小紙船撞在了一起。
演示實驗
分組探究
互動新授
想一想
結合前面所學知識加以解釋剛剛的實驗現象。
分析：
兩只平行在水中的小船，中間水道狹窄，水流速度快，壓強小，而小船外側流速慢，壓強大，將小船推向中間，導致兩只小船相撞 。
在氣體和液體中，流速越大的位置，壓強越小。
實驗結論
互動新授
國產C919大飛機
下面我們來分析重達幾十噸的飛機是如何騰空而起的。
飛機為什么能夠在空中飛行呢？
想一想
互動新授
知識點二 飛機的升力
小問題
獲得大于自身重力的升力，這是航空器升空飛行的基本前提。
機翼是怎樣產生向上的升力的？
互動新授
如圖所示為一個機翼的縱剖面圖，空氣流過機翼時，流線被迫變得彎曲。以翼型的翼弦為界把氣流分成上下兩部分。在相同時間內，機翼上方氣流通過的路程較長，因而機翼上方的流速V 大于前方的流速 V , 因而機翼上方的壓強 P2就小于機翼前方的壓強 P1; 在下半部分，由于空氣水平地流過機翼下方，機翼下方的流速 V 就大致等于前方的流速V , 因而機翼下方的壓強也就大致等于前方的壓強P1, 由此可知，機翼下方的壓強就大于機翼上方的壓強P2。這就產生了作用于機翼上的向上的升力。
總結：
機翼的形狀決定了機翼上下表面空氣的流速不同，使機翼上下方產 生壓強差，因而有壓力差，產生了升力。
演示實驗
互動新授
小活動
請根據教材提示制作飛機機翼模型。
互動新授
想一想
“水翼船”的原理是什么？
原理：
水翼船的下部有類似于飛機機翼的水翼，船在高速行駛時，水翼會獲得升力，使船體與水的接觸面積減小，從而減小水對船體的阻力，進一步提高船速。
互動新授
用傳感器研究氣體壓強與流速的關系
實驗裝置
前面我們研究了“流體壓強與流速的關系”,下面我們通過實驗來進一步驗證這個規律，我們這里的流體為氣體，即探究“用傳感器研究氣體壓強與流速的關系”。
1.抽氣機：它既可以吹氣也可以抽氣 。
2.三個相同的“數字氣體壓強傳感器”：可以自動采集氣體的壓強數值，并將其 轉化為數字信號 。
3 .三節塑料管：這三節塑料管的粗細是不同的，其中綠色的最粗，其次是藍色 塑料管，紅色的塑料管最細，這三節塑料管利用連接器可以緊密連接在一起。
4. 數字信息接收器：負責將傳感器接收到的信息進行處理，并傳給電腦。
5.電腦，包含相關軟件：這個數字軟件，可以自動采集、記錄和處理實驗數據。
按照教材圖連接實驗器材 。
注意：我們將“數字氣體壓強傳感器”的探頭插入塑料管時，探頭位置一定要都位
于塑料管中間位置，并做好密封，防止漏氣。
互動新授
實驗步驟
我們首先打開電腦軟件，然后打開抽氣機并啟動抽氣模式。這時電腦將自動采集實驗數據、記錄實驗數據，并繪制驗圖像。
我們改變抽氣機抽氣速度重新實驗，大家可以看到電腦將自動采集的實驗數據及時記錄，實驗數據都發生了變化，繪制出的實驗圖像也與剛才的不同。
再次改變抽氣機抽氣速度，讓電腦繪制出不少于三組的實驗圖像。
互動新授
實驗數據
這幅電腦繪制的實驗圖像中：
圖線①記錄的是紅色塑料管(直徑最小的管)中氣體壓強數據；
圖線②記錄的是藍色塑料管中氣體壓強數據；
圖線③記錄的是綠色塑料管(直徑最大的管)中氣體壓強數據。
互動新授
實驗分析
問題一：三節塑料管緊密地連接在抽氣機上，通過三節塑料管的氣體的流量是一 樣的，但這三節塑料管的粗細不同，會造成什么不一樣
問題二：哪個管內的流速大，哪個管內的流速小
問題三：實驗數據中“方框”內的實驗數據為什么不同
規律：因為三節塑料管緊密地連接在抽氣機上，通過三節塑料管的氣 體的流量是一樣的，但因為塑料管的粗細不同，所以通過塑料管的空氣的流速不同，塑料管越細，通過塑料管的空氣的流速越大。
通過上面的實驗數據可以發現：空氣流速越大的地方，壓強越小。
實驗結論
互動新授
實驗演示
鞏固拓展
1. 在火車站或地鐵站的站臺上，離站臺邊緣1 m 左右的地方標有一條安全線，乘客必須站在安全線以外的地方候車， 這是為什么呢
解析：人離火車太近，火車開動時，使人和火車之間的空氣流動速度快，壓強變小，離站臺遠的地方氣體相對流速較慢，壓強較大，人在內外壓強差的作用下，被強大的氣流壓向列車，從而造成危險。
了解鄂洛多克事故
鞏固拓展
丹尼爾 · 伯努利
1905年冬天的一個早晨，俄國沙皇派往西伯利亞的一位欽差大臣將要乘火車經過一個名叫鄂洛多克的小 站。站長沃爾倫斯基一大早就讓部下把車站打掃得干干凈凈，身著筆挺的新制服，率領全站職工，手捧花束，排 列在鐵道兩旁，恭候欽差大臣的到來。
不多久，列車在汽笛聲中風馳電掣般地沖進了由38名鐵路員工組成的“人巷” 。離列車很近的人們剛要舉 起手中的花束歡呼時，突然，所有的歡迎者都像是被人從背后猛推了一下，紛紛不由自主地向前撲倒下去 …… 結果，這“魔鬼般的黑手”,造成了4人終身殘疾，而包括站長在內的其余34人全都成了滾滾車輪下的冤魂!
奇特的慘案發生后，地方法院開始調查案件真相.然而，機車狀況良好，司機和員工都沒有違章操作。反復。調查毫無結果，法官只好在判決書上寫下了《圣經》上的一句話：“每個人都是上帝的羔羊，遲早要回到上帝的 跟前!”
著名的俄國科學家齊秋奧爾科夫斯基知道這一 “判決”結果后，哀嘆道：“可惜法官不懂伯努利定理 …… ”
丹尼爾 · 伯努利，荷蘭物理學家.1726年，伯努利通過無數次實驗發現：流體速度加快時，物體與流體接觸 的界面上的壓力會減小，反之壓力會增加。為紀念這位科學家的貢獻，這一發現被稱為“伯努利效應”。伯努利效應適用于包括氣體在內的一切流體。
鞏固拓展
2.分析噴霧器的原理 。
解析：
它是利用流速大、壓強小的原理制成的，讓空氣從小孔迅速流出，小孔附 近的壓強小，容器里液面上方的空氣壓強大，液體就沿小孔下面的細管升上來，從細管的上口流出后，受氣流的沖擊，被噴成霧狀。另外，汽油發動機的汽化器與噴霧器的原理是相同的。
鞏固拓展
3.自主分析草原犬鼠的空調系統原理。如圖是非洲草原犬鼠洞穴的橫截面示意圖，犬鼠的洞穴有兩個出口， 一個是平的， 而另一個則是隆起的土堆.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，它為什么不在兩個洞口都堆上土 包呢
解析：犬鼠的洞穴有兩個出口， 一個是平的，而另一個則是隆起的土堆，等質量的空氣在相同的時間內通過出口的上表面，吹過平坦表面的風流速小，壓強 大；吹過隆起表面的風流速大，壓強小.因此，地面上的風吹進了犬鼠的洞穴，給犬 鼠帶去了習習涼風。
課堂小結
3.了解生活中跟流體的壓強與流速相關的現象。
（1）地鐵站或火車站站在安全線以外候車。
（2）噴霧器。
（3）草原犬鼠的空調系統。
流體壓強與流速的關系。
流速越大的位置，壓強越小；
流速越小的位置，壓強越大。
2.飛機生的原因。
機翼的形狀決定了機翼上下表面空氣的流速不同，使機翼上下方產生壓強差，形成了壓力差，使飛機獲得向上的升力。
下節課，再見！

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