《流體壓強與流速的關系》教學設計

　　摘要：本文以新課程理念為指導，以創設物理情境提出問題、實驗探究解決問題、實際應用拓展問題為基本思路，對《流體壓強與流速的關系》進行教學設計。
　　關鍵詞：流體壓強；流速；教學設計
　　中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148(2011)7(S)-0067-3
　　
　　一、設計理念
　　本節課教學以從生活走向物理，從物理走向社會的課程理念為中心，讓學生利用生活中常見的器材，自己親身經歷觀察、操作、制作、實踐等各種探究活動，得到最直接生動的實驗事實，獲得體驗科學探究的樂趣，培養學生自主探究的能力和對科學的熱愛之情。設計的基本思路是：創設物理情景提出問題，實驗探究解決問題；實際應用拓展問題。
　　二、相關分析
　　教材分析
　　本節課主要由“流體與流速之間的關系”和“飛機升力的產生原因”兩個核心問題組成，是大氣壓強、液體壓強等力學知識的延伸和拓展。教材內容與實際生活聯系密切，實例雖較為常見，但學生很難解釋其中的奧妙，教材抓住初中學生具有強烈求知欲望的特點，利用實驗探究，激發學生思考，探究物理規律，學會應用物理知識解決實際問題，體現了從生活走向物理，從物理走向社會的課程理念。
　　學情分析
　　（1）對生活中一些常見的跟流體壓強與流速的關系的相關現象并不十分清楚，對此存在好奇心，有強烈的探索欲望。
　　（2）九年級學生已經具備了一定的提出問題、進行實驗探究、解決問題的能力。
　　（3）學習本節課之前已經掌握了壓強、液體壓強和大氣壓強的相關知識，奠定了知識基礎。
　　方法運用
　　整節課的設計圍繞一條主線“巧設情景—提出問題—猜想假設—實驗驗證—得出結論—生活應用”來進行；“氣體壓強與流速的關系”的研究采用以學生自主實驗為主，分組討論，小組合作共同探究的方法，而教師以引導為主，適時地在各個活動的關鍵環節進行指導，適時地組織學生進行討論并引導學生擴展。
　　三維目標
　　1、知識與技能
　　⑴了解流體壓強與流速的關系，并能用其解釋一些生活現象。
　　⑵了解飛機的升力是怎樣產生的。
　　2、過程與方法
　　⑴通過觀察和實驗讓學生認識并歸納流體壓強與流速的關系。
　　⑵體驗由氣體壓強差異產生的力。
　　3、情感態度與價值觀
　　⑴初步領略氣體壓強差異所產生現象的奧妙，獲得對科學的熱愛、親近感。
　　⑵培養學生愿意觀察生活，探索未知世界的良好習慣。
　　教學重點和難點
　　1、重點：探究獲得流體壓強與流速的關系。
　　2、難點：運用流體的壓強與流速的關系解釋日常生活的現象，理解飛機升力產生的原因。
　　教學準備
　　教師：多媒體課件、漏斗（2個）、乒乓球（2個）、鋁質硬幣、黑板擦。
　　每組學生：白紙（2張）、蠟燭（2支）、火柴、筆管、水槽或臉盆、適量水、注射器、帶大頭針的泡沫塊（2塊）、機翼模型（自制）
　　三、教學設計
　　（一）設計小實驗，引入新課
　　課堂開始時，分別讓兩位學生做用漏斗吹乒乓球的實驗，把乒乓球放置于漏斗里，一位朝上用力吹，一位朝下用力吹（如圖1）。
　　吹前先讓其他同學猜，哪位同學的球會被吹走，哪位同學的球不會掉下來，然后實驗。實驗現象與學生猜想會有很大差距，鼓勵不相信的同學可以再親自做一下，此時激起了學生強烈的好奇心和求知欲，引入新課“流體壓強與流速的關系”。
　　教師：介紹流體和流體壓強，液體和氣體都具有流動性，統稱為流體。如：空氣、水等。流體流動時的壓強稱作流體壓強。
　　（二）新課教學
　　1、探究氣體壓強與流速的關系。
　　教師：空氣流動時流速時刻變化，氣體壓強是否變化，如何變化，下面我們來探究他們之間的關系。
　　提出問題：氣體壓強與流速有什么關系？（課件出示）
　　教師：在猜想前我們先來個“吹硬幣”的比賽。（課件出示吹硬幣的相關規則）每組派一個選手上講臺參賽，對吹過欄桿的選手進行表揚。
　　根據實驗情況，引導學生思考做出合理的猜想。
　　教師：根據力學知識硬幣能飛起，說明受力情況是怎樣的？
　　學生：受向上的力。
　　教師：硬幣飛起時誰跟它接觸，誰才能給它向上的力？
　　學生：空氣。
　　教師：也就是說硬幣受到大氣壓力，上下表面的大氣壓力不同，上表面受到的大氣壓力小，可以說上表面受到的大氣壓強小。那么吹氣使硬幣上下表面的空氣有什么不同？
　　學生：上表面的空氣流速大，下表面的空氣流速小。
　　教師：據此同學們猜想氣體壓強與流速有什么關系呢？
　　學生：流速越大，氣體壓強越小。
　　猜想：流速越大，氣體壓強越小（課件出示）
　　教師：我們的猜想是否正確可以用幾個實驗驗證一下。
　　實驗一：（如圖2）在兩紙中間吹氣，觀察兩張紙的運動情況。（課件出示）
　　教師：如果同學的猜想是正確的，你們認為這兩張紙應怎樣運動呢？
　　學生：兩張紙應該會靠攏。
　　教師：各組實際來做一做，看看是不是這樣。
　　學生操作，教師邊巡視邊與同學們交流。各組敘述觀察到的現象并簡單加以分析。
　　實驗二：兩只蠟燭點燃，間隔一定的距離，從中間用筆管吹，觀察發生的現象。
　　教師：按照我們的猜想，兩支蠟燭的火焰會出現什么現象？
　　學生：火焰向中間靠攏。
　　教師：各組實際來做一做，看看還是不是這樣。
　　學生操作實驗二，教師邊巡視邊與同學們交流。各組敘述觀察到的現象并簡單分析。
　　教師：通過同學們的實驗驗證，證明了我們的猜想是正確的。
　　結論：氣體流速越大，壓強越小。（課件出示）
　　教師：根據我們的結論，同學們思考討論，為什么用漏斗不論向上吹還是向下吹乒乓球都不不會掉落到地面上呢？
　　學生：討論后發言。
　　教師：總結學生的發言，并通過課件圖片詳細講解。
　　2、探究液體壓強與流速的關系
　　教師：液體流動時是否與氣體的性質一樣呢？
　　試驗三：（如圖3）讓穿有大頭針的兩個泡沫塊漂浮在臉盆的水面上，用注射器向兩個泡沫塊中間噴水，觀察泡沫塊的運動情況。
　　各組同學認真操作完成實驗三，請各組代表發言敘述觀察到的現象，并解釋。
　　學生：觀察到的現象：兩個泡沫塊互相靠近。原因中間水流速度大壓強小，外側水流速度小壓強大，使兩泡沫塊向中間靠近。說明液體流速越大產生的壓強也越小。
　　教師：同學們分析一下發生在1912年遠洋貨輪“奧林匹克”號身上的撞船事件。（課件出示詳細經過）
　　學生：看完后結合剛得出的結論“液體流速越大產生的壓強也越小”討論分析。
　　教師：介紹航海規則其中一條規定是“兩艘輪船不能近距離同向航行”。
　　教師：（總結）流體壓強與流速的關系是：在氣體和液體中，流速越大的位置壓強越小。（課件出示）
　　3、生活中的相關現象
　　請學生思考列舉生活中與流體壓強與流速關系的相關現象，并加以簡單解釋。教師從中引導補充歸納總結。課件出示：列車安全線、汽車高速駛過后總是塵土飛揚、詩人杜甫《茅屋為秋風所破歌》中的“八月秋風尚怒號，卷我屋上三重茅”詩句、非洲草原犬鼠洞穴分布圖、飛機起飛等。
　　4、飛機的升力
　　教師：幾十噸重的飛機之所以能騰空而起秘密在于其機翼。大家觀察一下飛機的機翼，看它的截面是什么形狀？（課件出示飛機和機翼截面圖）
　　學生：認真觀察。
　　教師：這樣的形狀有什么好處呢？我們用自己制作的機翼模型來做一個小實驗。
　　實驗四：兩同學從兩邊拉平繃緊機翼模型的細線，固定機翼模型，另一同學用嘴對著機翼前端細線位置用力水平吹氣，觀察發生的現象。
　　學生合作操作實驗，觀察到機翼向上翹起。
　　教師：引導學生思考分析，飛機飛行時，機翼的形狀決定了機翼上下表面空氣流動的速度不同（如下圖所示），從機翼橫截面的形狀可知，其上方彎曲，下方近似于直線，因此，飛機飛行時，空氣和飛機做相對運動，相同時間內，由于上方的空氣比下方的空氣走的距離要長，所以機翼上方空氣流動比下方要快，壓強變小。機翼下方空氣流動較慢，壓強較大，上下的壓強差造成了空氣對飛機有一個向上的升力。
　　教師：同學們思考，如果把機翼反著安裝使用會收到什么效果呢？一般用在什么地方？
　　學生：（思考討論回答）跑車的尾翼，防止飄起來。
　　（三）作業（課件出示）
　　1、把長10cm左右的飲料吸管A插在盛水的杯子中，另一根吸管B的管口貼靠在A管上端。（如圖4）往B管中輕輕吹氣，可以看到A管中的水面發生怎樣的變化？自己準備器材做實驗并解釋現象。
　　2、通過查資料了解乒乓球和足球中的弧圈球與香蕉球中的物理道理。
　　板書設計
　　四、流體壓強與流速的關系
　　1、流體：氣體和液體
　　2、在氣體和液體中，流速越大的位置壓強越小。
　　3、飛機的升力
　　四、教學反思
　　（一）本節課的亮點：
　　1、整節課以“巧設情景—提出問題—猜想假設—實驗驗證—得出結論—生活應用”為主線的思維程序讓學生自己探究，整個過程有條不紊，便于學生的整體把握。
　　2、整個課堂大部分時間都是學生合作實驗、討論總結，充分調動學生學習的積極性和協作學習的精神，使學生真正成為課堂的主人，實現了教學模式的轉變。
　　3、創設的情景、設計的實驗、列舉的實例、布置的作業都貼近生活體現了從生活走向物理，從物理走向生活的課程理念。
　　4、充分發揮了多媒體課件的輔助作用，使相關現象的解釋直觀明了。
　　（二）本節課應注意的問題：
　　1、注意知識與實驗內容要有機結合。實驗的目的是為了幫助學生更好地理解知識，所以實驗要注意其有效性和可參與性；而同時知識又為實驗提供了理論基礎，要注意讓學生在做中學，在學中做，做完后，還要回頭想一想，“嘗試對相關現象進行解釋”，這樣既可以讓學生揭開科學神秘的棉紗，又可以讓學生具有成就感。
　　2、活動與實驗要有選擇性。活動不必過多，也不必過雜，讓學生有針對性地有目標地完成幾個有趣的可操作性大一點的實驗，然后留給學生足夠的思考、討論和交流的時間，這是這一堂課成功的關鍵。
　　(欄目編輯張正嚴)