流体压强与流速的关系《流体压强与流速的关系》教学范例.doc

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《流体压强与流速的关系》教学范例山东省烟台第九中学张新英【课程设计特点】本节课改变过分强调知识传承的倾向，让学生亲自经历科学探究的过程，学习科学研究的方法，培养学生的科学态度、探究精神、实践能力及创新意识，突出学生的主体地位，充分发掘学生潜在的创新能力。教师根据学生的身心特点，将媒体合理组合，使实物教具与多媒体课件相辅相成，充分发挥了媒体的长处。多媒体课件在本节课的引入、实验探究、实例分析等环节中恰到好处地应用，使学生的学习资源更为直观、形象，帮助学生加深理解。教师还利用一系列的探究实验，形象地将这节课所要讲授的内容酣畅淋漓的表达出来，传授给学生，使学生在主动探究的过程中既加强了小组同学间的合作交流，同时也收获了知识。【教学目标】1.知识与技能l了解流体压强与流速的关系。l了解飞机的升力是怎样产生的。l了解生活中跟流体的压强与流速相关的现象。2.过程与方法l通过观察和实验，认识流体的压强跟流速有关的现象。l体验由流体压强差异产生的力。3.情感态度与价值观l初步领略流体压强差异所产生现象的奥妙，获得对科学的热爱、亲近感。【教学重点、难点的确定】重点：流体压强与流速的关系。难点：用流体压强与流速的关系对有关现象进行解释。【教学用具】教师用：多媒体及课件、机翼模型、鼓风机。学生用：漏斗、乒乓球、硬币、纸、纸条、水槽、水、穿有细线的泡沫塑料、矿泉水瓶（瓶盖上钻有小孔）。【教学过程】一、创设情景，引入新课多媒体课件展示三个情景： 1.飞机起飞过程的视频录象。2.乘客站在安全线以外的位置等候地铁的图片。3.卡洛斯踢的经典香蕉球的视频录象。请同学们欣赏画面，画面中你观察到了什么？画面中你最想了解些什么？学生积极发言，说出自己想要了解的知识。刚才同学们提出了很多问题，看来同学们的好奇心还是很强烈的，那么大屏幕上所展现的三幅情景是否存在着某种联系呢？它们是否包含着相同的物理规律呢？今天这节课我们就来揭开这些现象背后的奥秘。（通过创设不同的物理情景，让学生在欣赏的同时设疑，给学生留下悬念，既调动了学生的探究欲望和学习激情，又体现了从生活走向物理的教育理念，为新课的顺利进行做好铺垫。）二、学生实验，确立课题首先请同学们来做一个小实验：在倒置的漏斗口处放一个乒乓球，用手指托住乒乓球，如图1所示，然后移开手指，观察现象，分析原因。在不借助其它器材的情况下，移开手后要使乒乓球不掉下来，你能想出哪些办法？小组同学讨论出方案，并亲自做实验验证一下，看你的方案是否可行，分析方案成功或失败的原因。教师引导学生分析、讨论找出方案：从漏斗口处用力吹气或吸气，如图2所示。图1图2图3找学生上讲台前给大家边演示实验边分析方案成功或失败的原因。在教师的引导下，学生猜想从漏斗口向下用力吹气时，乒乓球不会掉下来的原因可能是：乒乓球上方空气流动的速度快，压强小，乒乓球下方空气流动的速度慢，压强大，如图3所示，这样就会产生一个向上的压强差，从而产生一个向上的压力差，将乒乓球托起。教师归纳学生的猜想：气体压强的大小可能与气体的流速有关，流速越大压强越小。 然后接着问学生：同学们的猜想究竟对不对呢？仅凭刚才这一个实验能下定论吗？学生回答：不能，一次实验可能存在偶然性，应多做一些实验。教师介绍流体的定义：我们知道常见的物质分为三种状态：固、液、气，除了气体具有流动性之外，还有哪种物质也具有流动性？（学生回答：液体）我们把具有流动性的气体和液体统称为流体。引出探究课题：既然液体也具有流动性，那么它是否像气体一样，液体的压强与流速也存在着这种关系呢？下面我们就把流体压强与流速的关系作为一个探究课题，通过实验来验证我们的猜想。（学生通过自主实验，发掘问题，不仅激发了学生的求知欲，还顺理成章地引出了本节课要探究的主题，教师的主导作用通过学生的主观能动性起到了积极有效地作用。）三、设计实验，进行探究老师为大家准备了许多器材，小组同学互相讨论一下，利用桌面上的器材你能想到哪些实验可以探究出流体压强与流速的关系？设计出实验方案，并亲自做实验验证，对实验中出现的现象进行分析论述，把你们发现的问题记录下来，待会儿请同学上来交流，看看哪个小组最有智慧，最富创造性，想到的实验最多，设计的方案最好，得出的结论最准确，完成实验的速度最快。（教师提示学生：手压矿泉水瓶可以使水流从瓶盖的小孔喷出）学生自主探究，教师深入小组成为合作者。（本环节开放性很大，极具挑战性，需要发挥小组同学的共同智慧，集思广益，有利于培养学生的团结协作精神及表达、交流和与人合作共事的能力。让学生自由选择器材自主设计方案进行实验探究，亲历科学探究的过程，极大地调动了学生探索的热情，充分发挥他们的自主能动性，发掘他们的创造潜能，培养了学生的创新意识、实践操作能力、解决问题能力、综合分析能力、因果推理能力及归纳总结能力。）四、汇报交流，得出结论实验结束后，教师请几个小组的代表就刚才的实验，上讲台来重新演示，说说实验设计的思路、观察到的实验现象、得到的实验结论，同组进行修正、补充，小组间质疑、评价。学生汇报交流，教师充分发挥媒体的功能，借助多媒体课件和投影仪形象直观地将现象产生的原因和一些学生不易观察清楚的地方展现出来，产生一种身临其境的效果，获得良好的感性认识，让学生了解现象的本质，帮助学生加深理解。可能出现的实验有： 1.用手握住两张纸，让纸自由下垂，在两张纸的中间向下吹气；2.将纸条一端靠近下嘴唇，另一端自然垂下，沿纸条上方水平吹气；3.在桌面上放一枚铝质硬币，在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹气，硬币会“跳”起来；4.用矿泉水瓶向并排漂浮在水面上的两块泡沫塑料间喷射水流（学生上来演示这个实验时，坐在下面的同学看不清实验现象，可借助投影仪将整个实验过程清晰地展现在大屏幕上，确保实验效果）等等。教师通过向学生提出问题，如：怎样能使硬币“跳”的更高？怎样能使两块泡沫塑料靠的更近？引导学生得出流体流速越快压强越小的结论。最后学生归纳得出结论：在流体中，流速越大的地方压强越小，流速越小的地方压强越大。（学生在自主探究活动后，看到自己的成果得到老师和同学们的肯定和赞许，更加激发他们的求知欲望和探究热情，对今后的物理学习会产生积极的影响。）五、学以致用，拓展延伸1.运用实验结论解释下列现象：（1）乘客为什么必须站在安全线以外的地方候车。（2）“船吸”现象（举例：1912年“豪客”号撞击“奥林匹克”号的重大海难事故。用多媒体课件动画模拟“豪客”号撞击“奥林匹克”号的过程，突破时间、空间的限制，让学生形象直观地看到相撞的过程，获得良好的感性认识。在这个事例中，教师要点出：质量越大的物体，惯性就越大，运动状态不容易改变，因此大船的偏航速度相对较小，看上去是小船向大船撞去）。让学生小组讨论后，自己分析原因，然后交流看法，多媒体课件展示相关动画、图片及原因分析过程。2.探究飞机升空的原理：刚上课时我们观看了飞机起飞过程的录象，同学们很想知道几十吨重的飞机是如何飞上高空的，其实飞机能够腾空而起的秘密武器就是它的机翼（多媒体课件展示飞机机翼的图片，教师出示机翼模型）。大屏幕展示四个问题：（1）飞机机翼的形状有什么特点？（2）飞机向前运动时，在相同的时间内，机翼上方气流通过的路程与下方气流通过的路程是否相同？ （3）飞机向前运动时，机翼上下的空气流速是否相同？（4）你能说出飞机升空的道理吗？根据大屏幕上提示的问题，同学们能自己探寻出飞机起飞的奥秘吗？让学生以小组为单位自由进行讨论，自己分析出飞机升空的原理，然后找学生交流看法，培养学生的分析能力和逻辑思维能力，体现以学生为主体的教育理念，多媒体课件展示学生的分析过程，并利用课件动画模拟讲解飞机升空的原理，让学生形象直观地看到现象的本质，帮助学生加深对知识的理解。学生解释飞机升空的原理：飞机的机翼通常做成上面凸起下面平直的形状。当飞机向前运动时，空气和飞机做相对运动，相当于有气流迎面流过机翼，气流被机翼分成上、下两部分，在相同的时间内，机翼上方的空气要比下方的空气移动的距离长，因此流过机翼上方的空气速度快，它对机翼向下的压强较小，压力也较小，流过机翼下方的空气速度慢，它对机翼向上的压强大，压力也较大，这样机翼上下方所受的压力差形成向上的升力。飞机在起飞前要在跑道上助跑，越跑越快，升力越来越大，当飞机运动的速度达到一定值时，机翼所受的升力超过飞机自重，飞机就起飞了。教师补充说明一点：普通的飞机是利用升力而升空的，因此飞机要想在高空中飞行不坠落下来，就必须持续不断地高速飞行，始终维持足够的升力存在，否则会因受重力作用而坠落下来。教师演示用鼓风机吹机翼模型，使机翼上升，模拟飞机受到的升力而升空的实验，让学生身临其境、现场感受飞机升空的过程。教师将知识进一步拓展与延伸：（1）人类发明了飞机，实现了飞天梦想，其实最初的灵感其实来自于鸟类的翅膀，飞机的机翼和鸟类翅膀的形状有着异曲同工之处，可以说飞机的研制成功是仿生学的典型例子（多媒体课件同时展示飞机机翼的图片和鸟类翅膀的图片，学生对比飞机机翼和鸟类翅膀的形状，找出相似之处）。现在同学们知道为什么鸟在空中展翅滑翔时不会坠落下来的原因了吧！（2）介绍水翼船：同学们听说过水翼船吗？（多媒体课件展示水翼船以及船体下部水翼的图片）水翼船是一种高速船，在船体下部有类似机翼形状的水翼，当船在水中高速行驶时，水翼会获得升力，把船身抬离水面，从而减小水对船体的阻力，提高船速。（多媒体课件播放一段水翼船在水面上航行的视频录象）3.逆向思维，升华知识随着生活水平的提高，车现已成为我们生活中不可或缺的交通工具了，同学们注意观察过它吗？（多媒体课件展示一幅流线型车身造型 的小轿车的图片）这是一幅小轿车的图片，根据这节课学习的知识，你能解决大屏幕上提出的问题吗？（1）小轿车的车身外形有什么特点？（2）为什么要设计成这种形状？（3）这种外形设计会产生什么不利影响？（4）如果你是一位汽车设计师，你会给汽车安装一个什么形状的装置来消弱这种不利影响？学生讨论、分析，交流看法，教师适当补充、修正、评价，引导学生根据机翼的作用，运用逆向思维，找到解决问题的方法：在车的尾部安装类似倒置的机翼形状的尾翼，学名称为气流偏导器，这样可以使车对地面的压力增大，提高车轮的抓地性能，增强汽车的稳定性和安全性。让学生欣赏几款车的不同造型的尾翼图片，然后教师对汽车尾翼的相关情况作一个简单的介绍，开阔一下学生的眼界，也让学生认识到生活处处有物理，增强学生学习物理的积极性和兴趣。（通过对教师提出的一些生活中的物理现象的探究、讨论、分析和多媒体课件的展示，不仅加深了学生对本节知识的理解和应用，拓展了学生的视野，同时也培养了学生的观察能力、分析能力、逻辑思维能力、空间想象能力、归纳总结能力、应用知识解决实际问题的能力以及学以致用的习惯。使学生体会到物理在生活中的应用，感悟物理就是生活，生活中处处有物理，使学生感受到科学并不神秘，只要有科学探究精神，就一定能揭开大自然的神秘面纱，树立热爱科学的意识。）六、回顾总结，梳理反思回顾自己这节课所学的内容，谈谈通过本节课的学习，你有哪些收获和感悟？学生畅谈自己的收获和感悟，然后多媒体课件展示本节课学习的主要内容。七、布置作业1.查找“香蕉球”的奥秘，弄清它的物理道理。2.生活中还有哪些现象或事例与我们今天学习的知识有关？列举出几例。3.利用流体压强与流速的关系再设计几个小实验，动手做一做，体验本节的知识。4.制作一个飞机模型，在操场上进行表演，比一比谁的模型飞机在空中飞行的时间最长。