第十章流体的力现象一、在流体中运动授课地点：教室、物理实验室授课时间：1课时【仪器材料】硬纸、吸管、胶带、电吹风机、铁丝、纸条等【 教学目标 】.知识与技能知道流体的压强与流速的关系：流速大的地方压强小，流速小的地方压强大；了解升力是怎样产生的。.过程与方法通过观察法、实验法探究流体的压强与流速的关系，通过分析推理法探究飞机的升力是怎样产生的；通过制作“鸟翼模型”，训练学生的动手能力；3.情感、态度与价值观结合日常生活现象，激发学生兴趣；了解历史，加深人文素养。 【 教学过程 】教师活动设计 学生活动设计 一、实验探究升力 （ 1 ）提问：鸟儿能在天空中翱翔，依据鸟的原理而设计的滑翔机大家听说过吗？你知道第一个设计滑翔机的人是谁吗？连接滑翔机图片。学生回答问题，若可以回答，教师做必要的补充；若不能回答，教师在图片的引导下，介绍奥托 李林达尔。（ 2 ）德国的奥托 李林达尔，是世界上公认的滑翔机之父（连接到李林达尔）。学生了解到滑翔机之父李林达尔。（ 3 ）今天我们就来动手做一个鸟翼模型，观察气流对鸟翼有什么作用？ 鸟翼向上运动，肯定是有一个力作用在它上面了，而这个力呢，由于它有提升物体的作用，所以我们把它叫做“升力”。 在教师的带领下，做一个鸟翼模型，如教材图11-1-3在中间插一个吸管，将模型放在一个直立的铁丝上，用吹风机正对着鸟翼模型吹风，观察气流对鸟翼的作用；学生观察到鸟翼模型在气流的作用下，沿着铁丝向上运动。 二、伯努利的发现 （ 1 ）提问：这个升力是怎样产生的呢？让我们来追溯一下历史；早在 1738 年，伯努利就发现了流体压强与流速的关系，这不仅解开了鸟儿在天空翱翔的奥秘，也成了人类打开空中旅行大门的钥匙（连接到伯努利）。学生了解伯努利的主要成就。（ 2 ）流速与压强有什么关系呢？引导学生进行探究实验：取一张纸条，从纸条上方沿纸条吹气，如图11-1-4 ，纸条会怎样运动？学生动手操作，并回答：纸条居然飞了起来(这里和他们日常生活中以为只有吹纸条下方才会将纸条吹起来不同，引起学生好奇)；提问：从这个实验中，我们得出流速和压强有什么样的关系（以下是一种引导方案供参考）？ 要得出流速和压强的关系，我们来探究一下纸条上方的流速和压强；学生根据引导一步一步解决问题； 吹纸条上方，导致纸条上方的流速比纸条下方的流速大； 纸条上升，说明纸条上方的压强比下方小；纸条上方的流速大、压强却小，说明流速与压强之间的关系是什么?（ 3 ）让学生自己写出结论，写完后让他们对照书上相应的部分； （ 3 ）学生自己写结论，然后与书上的内容对比；（ 4 ）介绍一下“河流流线”的情况； 观察实验室中模拟鸟翼周围的气流的情况（如图 11-1-5）。学生观察；提问：根据流体流速与压强的关系，了解升力是怎样产生的？学生思考； 我们可以通过流速和压强的关系来解释升力是怎样产生的； 鸟翼上方和下方的压强差导致了升力的产生； 升力是向上的，说明鸟翼下方的压强比上方的大； 根据压强和流速的关系，知道鸟翼下方的流速比上方小； 是什么导致了下方的流速比上方的小呢，当气流通过鸟翼时，下方的流速比上方慢； 做个鸟翼模型，放在水流中，让同学来体验一下，经过鸟翼模型下方的水流要比上方慢。 学生在引导下一步一步解决问题； （ 5 ）让学生整理自己的思路，写出升力是怎样产生的，写完后对照书上的相应部分。 （ 5 ）学生自己用逻辑的语言阐述自己的结论，并和书上的结论对照。三、解释飞机的设计原理 提问：（ 1 ）飞机和鸟有什么共同的特点？（学生讨论） 学生回答：列举出共同点（两支翅膀、头、尾等等）。（ 2 ）那飞机要升入天空，它的机翼应该设计成什么样子的？（画图）（以下是一种引导方案供参考）学生自己动手画图； 飞机同样需要升力； 飞机的成功是仿生的一个典型例子； 飞机的机翼和鸟翼有几乎相同的结构。 四、生活中的“翼” 看教材图11-1-6、图11-1-8 和图片，举出生活中的例子：在空中，飞机、天鹅；在海洋中，企鹅、海豚、鳐鱼、深水飞机。你能想像它们的形状吗？请你们把自己的猜想画出来。 学生根据所学到的知识画了出来。五、发展空间 我们通过图11-1-9某同学设计的冷热水混合淋浴器，来分析它的原理。学生回答。六、课堂小结 1 流速和压强的关系：流速越大，压强越小；流速越小，压强越大；2 用这个关系解释升力产生的原因；3 解释飞机和鸟为什么能在天空中飞行。七、作业 活动手册的相关内容。【 实践活动 】有兴趣的学生可以制作飞机的机翼模型；在因特网或百科全书上查阅有关风洞的内容，并且用自己的话写一下风洞的作用。【 教学反馈 】流体的压强与流速的关系是本节的重点，本节课的设计，始终把学生做为了教学的主体，引导学生不断地思考，不停地诱发学生，最终引导学生解决问题。通过引导，他们会觉得是自己解决了问题。本节课调动了学生学习的积极性、激发了学生探索知识的兴趣，培养了学生怎样依据方案一步一步地解决问题的能力，培养了学生的创新精神。二、科学探究：浮力的大小（一） 授课地点：物理实验室 授课时间：1课时【仪器材料】 石块、弹簧测力计、盛有水的水杯【 教学目标 】1.知识与技能认识浮力，知道浮力的方向是竖直向上的，知道浮力产生的原因是液体对物体有向上和向下的压力差。2. 过程与方法通过观察法和课堂讨论让学生认识浮力，通过类比法、观察法让学生了解浮力产生的原因。3. 情感、态度与价值观结合生活实际培养学生的兴趣，通过学习过程中的合作与交流，培养学生的交流意识、合作精神。 【 教学过程 】教师活动设计 学生活动设计 一、实验探究浮力 （ 1 ）调查：洗澡时进入浴盆，感觉自己身体变轻的同学举手示意一下；（学生参与）绝大多数同学参与并认同有这样的感觉； 古希腊的阿基米德在很久以前跟你们有同样的感受；（ 2 ）将一个小木块放进水里，它会漂起来； 学生观察； 教师：生活中还有很多这样的例子，请同学们举出例子。学生举例； 引导得出浮力概念：这种能让物体浮起来的力叫做浮力；根据这些事实，我们认识到漂浮在液体上的物体受到浮力的作用；绝大多数学生已经有这样的“浮”起来的概念，所以他们很容易理解浮力的概念；他们知道把物体向上托的力就是浮力；（ 3 ）如果我们游泳时，将自己的身体完全浸没水中，我们还受到浮力的作用吗？开始出现分歧，有的学生赞成、有的学生反对、开始怀疑；进行实验：“浸没在液体中的物体受到浮力吗？”（演示实验，如图11-2-2）学生思考； 浸没在液体中的物体受到浮力吗？（以下是一种引导方案供参考） 一步一步引导得出结论； 受不受到浮力，我们直接从弹簧测力计的读数的变化就能知道； 如果在空气中测量的数值等于浸没在水中的数值，那么就没有浮力； 如果在空气中测量的数值大于浸没在水中的数值，那么就存在浮力； （ 4 ）引导学生陈述自己对这个实验得出的结论； 学生自己得出结论，写在笔记本或纸片上；（ 5 ）进一步讨论这个实验：物体受到浮力的大小与 F 1 和 F 2 有什么关系？浮力的方向是什么？（以下是一种引导方案供参考） 学生思考并提出猜想。 我们分析受力的大小和方向可以从分析力的示意图开始； 对第一个图进行受力分析时，注意它受到一个拉力 F 1 和重力的作用； 对第二个图中进行受力分析时，注意它受到一个拉力F2 、浮力和重力的作用； 两个图中，石块都处于静止状态； 静止状态意味着平衡，平衡意味着相等关系，列出关系式，最后的结果是用F1和F2来表示F浮 ； 平衡导致了浮力必须和重力在一条直线上； 浮力向上且与重力在一条直线上，那说明浮力的方向是与重力恰好相反，那么浮力的方向是什么？ 一步一步引导学生解决问题；（ 6 ）引导：同学们想一想，从这个实验中，我们得到了哪几条有用的结论，并归纳出来。学生整理自己的思路，写出得到的结论； 二、浮力产生的原因 （ 1 ）复习：上一节我们学习了升力，作用在鸟身上的升力是怎样产生的呢？学生回答：升力是由于鸟翼上方和下方的压强差产生的。 浮力是怎样产生的呢？（以下是一种引导的方案，供参考） 浮力与升力有共同的特征“能使物体上升”。 学生类比回答； 升力是由压强差产生的，浮力产生的原因和升力类似，通过类比，我们可以得出浮力产生的原因是什么？（ 2 ）让学生自己根据理解，在卡片或笔记本上写出浮力产生的原因； 学生们整理思路运用类比法自己写出浮力产生的原因；（ 3 ）通过实验观察上下表面的压强差。演示实验：将两头带橡皮膜的直桶玻璃管竖直伸入水中，让同学们观察现象；学生们观察到玻璃管下面橡皮膜比上面的凹陷得厉害； 根据你的理解，写一写你从这个实验中得到了什么有用的结论。动笔写自己的理解并与同学分享和完善自己写的内容； （ 4 ）思考：沉没在海底的泰坦尼克号受到浮力了吗？（根据浮力产生的原因判断一下）得出结论：像沉船那样与水底紧密结合的物体不受到浮力的作用，因为它的下表面没有受到水的压强。学生记录：没有。进一步让学生认识到，必须要上下表面的压强同时具备的时候才能产生浮力。三、课堂小结 1 认识浮力，是一种能使浸在液体中的物体受到向上的力，它的方向竖直向上；2 了解浮力产生的原因是由上下表面的压强差产生的；3 得到一种浮力的计算方法： F浮 =F1-F 2 。 四、作业 根据需要布置作业。【 实践活动 】在互联网上查找有关阿基米德以及死海的资料。二、科学探究：浮力的大小（二）授课地点： 物理实验室 授课时间： 1课时 【仪器材料】 盛有水的水杯、两端带有绷紧程度相同的橡胶膜的玻璃圆筒、体积相同的铁块、铜块、较大的铁块、食盐、小塑料袋【 教学目标 】1知识与技能 知道浮力的大小与哪些因素有关，知道阿基米德原理，会求出浮力的大小。2过程与方法通过学生实验，探究浮力的大小与哪些因素有关，培养学生的猜想假设、实验设计能力等科学探究能力，培养学生有步骤进行实验的条理性。3情感、态度与价值观通过实验探究，培养学生尊重科学、实事求是的科学态度。 【 教学过程 】教师活动设计 学生活动设计 一、实验探究：浮力大小与什么有关系（ 1 ）引导猜想：你认为浮力的大小与什么有关系？ 学生猜想：“与浸没在液体中的深度有关”、“与物体的形状有关”、“与物体的密度有关”、“与物体的体积有关”、“与物体的质量有关”、“与浸入液体的体积有关”、“与液体的密度有关”等等。（ 2 ）强调控制变量法：