第十章流体的力现象
课题：第1节在流体中运动
《在流体中运动》教学设计 一、教学目标 １、知识与技能 （1）知道流体的压强与流速的关系。 （2）了解升力是怎样产生的。 ２、过程与方法 （1）通过观察、实验，让学生经历探究流体压强与流速关系的过程，体会伯努利原理的推理过程。 （2）通过对鸟翼和机翼的观察和探究，认识升力，并培养学生的观察能力和动手能力。 3、情感、态度与价值观 （1）结合日常生活现象，激发学生兴趣。 （2）了解历史，加深人文素养。 （3）培养学生交流讨论意识和协作精神。 二、教学重点与难点 教学重点：流体的压强与流速的关系，并能解释生活现象。 教学难点：对液体压强与流速关系的探究活动，设计实验认识“升力”。 三、教具： 乒乓球两个、漏斗、两张纸、纸片、水槽、水、水杯，吸管两支、多媒体课件 四、教学过程： （一）创设情境、引入新课： 1、创设情境，激发学习兴趣 （课件1）引入：同学们看过特工007系列电影吗？有的同学可能看过，咱们来共同看其中一个电影片段，看一下片段中，007和敌人作战时的一个镜头。 （1）让学生注意观察现象。看完后说一说，你印象深刻的一幕是哪一个镜头，（人被“吸”进飞机的螺旋桨内）。 (2)、你认为出现这种现象的原因可能是什么？ 引导学生得出：可能是飞机螺旋桨那里空气流动快的缘故。 师：空气流动快，就可以把人“吸”进去了吗？ 带着这个疑问，让我们一起走进今天的知识殿堂。 引入今天的课题“在流体中运动”。 （二）进行新课 1、流体的定义：什么是流体？液体和气体都具有流动性，统称为流体。如：空气、水等。流体流动时的压强称作流体压强，空气和水流动时有快有慢，当流速变化时，流体的压强是否变化，如何变化？下面我们来探究他们之间的关系。 2、科学探究活动———研究流体压强与流速的关系 （1）提出问题：流体压强与流速有什么关系？ （2）（课件2） 猜想与假设： 猜想1：液体和气体流动越快，它的压强越大。 猜想2：液体和气体流动越快，它的压强越小。 猜想3：液体和气体流动越快，它的压强不变。 （3）制定计划、设计实验： 我们在探究过程中，提出了猜想假设以后，接下来要做什么？ 生：制定计划，设计实验，然后进行实验，收集证据。
《在流体中运动》教学反思 《在流体中运动》授课后，总结备课过程中的预期效果和实际课堂中的对应状况，听取了于本教研组教师的意见，回来了对课堂的设计和课堂中实际问题进行了反思，有太多的感悟。 一、从新授课的设计角度。 这节课的设计，我从两部分入手，伯努利原理、升力、努力原理的应用.以下的学生自主设计实验的部分，首先引导学生如何来设计实验，自主性探究实验的前期指导是必要的，进行指导时我说的过多，要一点到位，避免过多的干涉，把问题复杂化。进行完后进行必要的汇报指导，我认为还是很有必要的。可以使学生的汇报目的更明确，提高课堂的效率。在这部分过程中，有些学生的设计确实出乎意料，有一组学生用漏斗和乒乓球、吸管进行实验，用吸管吹漏斗内的乒乓球的一侧，乒乓球发生了旋转，这不就是旋转球的原理吗？还有一组的设计出现了问题，设计的方案，并不能说明流速和压强的问题，所以，在指导学生的实验时，如何高效的指导和统观全局是我需要继续的在实践中提升问题。 第二部分进行升力的问题，我把重点放在了认识机翼的形状对于气流的影响和机翼在气流中的受力的情况，首先引导学生用纸和胶带制作了机翼模型，然后使模型自然下垂，凸面向外，向下吹气施加与模型平行的气流，观察机翼受力运动的情况，将模型调转，使凸面向内，施加与模型平行的气流，观察机翼的运动情况，总结一凸一平的形状在气流中凸面的压强小于平面，模型向凸面方向运动。演示机翼模型在气流中上升。这部分的设计优点在于可以使学生了解物体的形状可以改变通过的气流速度，不仅仅局限于上凸下平的物体在水平气流中的运动情况，在后续的汽车气流偏导器的设计中，这部分的设计对于学生的自主设计提供了很好的知识储备。如果在分析的时候采用鸟翼模型为对象，之后由学生来设计机翼是不是更好呢？
在流体中运动教案 一、教材分析： 气体压强与流速的关系、飞机的升力等知识与我们的生活息息相关，我们要探究 这个关系对我们生活的影响。 二、教学目标： 知识技能：1、通过对鸟类翅膀的观察和探究，理解升力。 2、通过实验探究，知道气体压强与流速的关系。 3、会利用此规律解释相关现象。 过程与方法：通过观察，理解气体的压强跟流速相关的现象；体验由气体压强差异产生的力。能简单描述所观察物理现象的主要特征，归纳简 单的科学规律。 情感、态度价值观：初步体验探索问题时的喜悦，领略它的美妙与和谐。 三、教学重点：气体、液体压强与流速的关系。 四、教学难点：飞机的升力产生的原因。 五、教学方式：小组合作实验探究、班级师生交流。 教学用具 1. 教师用具：水槽、漏斗、水、瓶盖、洗衣机下水管、彩纸屑、饮料 2. 学生用具：蜡烛、乒乓球、磁铁、口杯、纸条、纸片 六、教学过程： 1、引人新课：同学们，我们先来实行一次比赛，比比谁最能吹。老师这里有一 个漏斗和一个乒乓球，我把乒乓球放在漏斗里，看看谁能把它吹的 最高。（同学们踊跃的举手想要尝试，找两名力气大的同学来比赛，）师：结果发现用再大的劲吹，也不能把乒乓球吹起来，那么，通过这节课的学习，我们就能揭开问题的答案。 2、新课过程： 师：千百年来，人们就一直梦想着能够像鸟儿一样在天空中翱翔，但直到1783年，德国人奥拓李林达尔模仿仙鹤翅膀的形状，设计并制造出了第一架实用的滑翔机，实现了人类飞翔的梦想。大家知道世界上第一架飞机是谁发明的吗？（莱特兄弟）今天，飞机已经成为我们重要的交通工具，如此重的飞机是如何实现腾空而起的呢？今天我们要采用自主学习的方式来实行。请大家看 自学指导（一）。 请大家认真看书60页的内容，边看书边思考，3分钟后比谁能准确回答下列问题： 鸟的翅膀是什么形状的？ 你能设计并制作一个鸟翼模型吗？ 鸟翼是如何获得升力的呢？和同学交流，阐述你的观点。 学生们阅读教材，自主学习，思考并回答以上问题。 请利用身边的器材制作鸟翼的模型。并实际动手做一做，把细绳拉平绷紧，用嘴对着“鸟翼”前端细绳的位置，用力水平吹气，能够看到什么现象？ 分析鸟翼模型是如何获得升力，向上飞行的。
1.在流体中运动 教学目标 三维目标要求 一、知识与技能 1.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。 2.了解升力是怎样产生的。 二、过程与方法 1.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。 2.通过制作“鸟翼模型”，训练学生的动手能力； 三、情感态度与价值观 1.结合日常生活现象，激发学生兴趣。 2.了解历史，加深人文素养。 教学重点和难点 一、教学重点 知道气体的压强与流速的关系。 二、教学难点 了解飞机的升力是怎样产生的。 教学过程 情景导入 今天，我们先请两位同学来进行一项比赛：“漏斗吹球”比赛。(比赛规则：用手掌托着乒乓球，把乒乓球放在翻转的漏斗中，用嘴通过漏斗向下吹气，同时放开手。看到了什么现象？)
教师提问：乒乓球为什么在漏斗下方不会掉下来呢？ 教师讲述：让我们带着问题一起走进今天的物理课堂。 教学活动 一、鸟儿是怎样翱翔的 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？ 德国的奥托·李林达尔，是世界上公认的滑翔机之父（链接到李林达尔），设计和制造了实用的滑翔机（见教材P65图10-1-1），实现了飞行的梦想。 阅读教材P54，实验探究：鸟翼的升力。 鸟类的翅膀形状各异，飞行方式也各不相同，但它们有一个共同的特点，鸟翼横截面的连线是弯曲的，如图10-1-2所示。
设计实验： （1）如图10-1-3，用硬纸做一个鸟翼模型，在其中插一根吸管，穿过吸管将模型套在竖直的铁丝上。 （2）用吹风机对着模型吹风，观察气流对鸟翼模型有什么作用。 实验结论：水平的气流，能使鸟翼获得向上的升力。 什么是升力？ 就是向上的力，使鸟翼上升的力。一般都是说在空气中，向上的力大于向下的力，其合力可以使物体上升。这个力就是升力。 二、伯努利的发现 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（链接到伯努利）。 1.流体流速与压强有什么关系呢？ 阅读教材P55，做“活动：液体压强与流速的关系”。 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10-1-4 ，纸条会怎样运动？
《在流体中运动》教学设计 课时：1 课时 课型：新授课 教学目标： 知识与技能： 1、知道气体的压强与流速的关系。 2、了解飞机的升力是怎样产生的。 过程与方法： 1、通过对鸟类羽翼的观察和探究，认识升力。 2、通过实验探究，认识气体的压强跟流速有关的现象。 情感态度与价值观： 通过制作鸟翼模型和飞机模型，感受自然界的奇妙和人类的伟大。 教学重点：流体的压强与流速的关系，是本节的重点。 教学难点：设计与组织学生认识“升力”是本节的难点。 教学用具：纸条、硬纸、吸管、胶带、电吹风机、铁丝、乒乓球、玻璃漏斗、两张活页纸。 教学方法：实验探究法、观察法 教学过程： 一、导入新课
出示玻璃漏斗和乒乓球，先让学生猜想把乒乓球放入漏斗往上吹和往下吹分别会发生什么现象，然后让一同学给学生演示，观察现象。想知道原因吗？今天我们学习了在流体中运动，这些问题就可以迎刃而解了。 二、进行新课 1、实验探究——鸟儿是怎样飞翔的 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”。 这是老师做的一个鸟翼模型，我用吹风机对着模型吹风，观察气流对鸟翼模型有什么作用。 学生观察到鸟翼模型在气流的作用下，沿着铁丝向上运动。 2、伯努利的发现 教师提问：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，伯努利就发现流体压强与流速有关，这不仅解开了鸟在天空中翱翔的奥秘，也成为人类打开空中旅行大门的钥匙。流速与压强有什么关系呢？ 引导学生进行探究实验：实验一：取一张纸条，从纸条上方沿纸条吹气，如图10-1-4，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)。引导学生进行体验小实验： 实验二：取两张活页纸，手握两张纸，让纸自然下垂，如果在两张纸中间向下吹气，你猜两张纸将怎样运动．试试看。 学生动手操作，并回答：两张纸向一起靠拢，纸条居然飞了起来(这里和他们日常生活中以为只要吹气活页纸就会分开，纸条向下方运动不同，引起学生好奇)； 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。
教师学科教案[ 20 – 20 学年度第__学期] 任教学科：_____________ 任教年级：_____________ 任教老师：_____________ xx市实验学校
在流体中运动 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； 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。 教学仪器：硬纸、吸管、胶带、电吹风机、铁丝、纸条等 教学过程： 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。 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)。 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”。 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)。 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10-1-4 ，纸条会怎样运动？ 提问：从这个实验中，我们得出流速和压强有什么样的关系 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； 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、伯努利原理：流体在流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。 4、介绍一下“河流流线”的情况；
* * [单选][B] 与牛顿内摩擦定律有关的因素是： [A]压强、速度和粘度； [B]流体的粘度、切应力与角变形率； [C]切应力、温度、粘度和速度； [D]压强、粘度和角变形。 [单选][D] 在研究流体运动时，按照是否考虑流体的粘性，可将流体分为：( ) [A]牛顿流体及非牛顿流体； [B]可压缩流体与不可压缩流体； [C]均质流体与非均质流体； [D]理想流体与实际流体。 [单选][A] 流体的切应力。 [A]当流体处于静止状态时不会产生； [B]当流体处于静止状态时，由于内聚力，可以产生； [C]仅仅取决于分子的动量交换； [D]仅仅取决于内聚力。 [单选][D]
* * 流体是 一种物质。 [A]不断膨胀直到充满容器的； [B]实际上是不可压缩的； [C]不能承受剪切力的； [D]在任一剪切力的作用下不能保持静止的。 [单选][D] 下面四种有关流体的质量和重量的说法，正确而严格的说法是 。 [A]流体的质量和重量不随位置而变化； [B]流体的质量和重量随位置而变化； [C]流体的质量随位置变化，而重量不变； [D]流体的质量不随位置变化，而重量随位置变化。 [单选][A] 将下列叙述正确的题号填入括号中：由牛顿内摩擦定律dy du μ τ=可知，理想流体( ) [A]动力粘度μ为0； [B]速度梯度 du dy 为0； [C]速度μ为一常数； [D]流体没有剪切变形 [单选][B]
* * 理想液体的特征是（ ） [A]粘度为常数； [B]无粘性； [C]不可压缩； [D]符合RT p =ρ。 [单选] 水的密度为1000kg/m 3，运动粘度为1×10-6m 2/s ，其动力粘度为（ ） [A]1×10-9Pa ·s [B]1×10-6Pa ·s [C]10-3Pa ·s [D]1×10-1Pa ·s [单选] 无粘性流体是（ ） [A]符合 ρ P =RT 的流体 [B]ρ=0的流体 [C]μ=0的流体 [D]实际工程中常见的流体 [单选]
10.1 在流体中运动 导： 【学生活动】：预习检测及反馈 知识点：流体压强与流速的关系 自主检测1：完成下列填空。 _________和___________统称为流体； 自主检测2：小组的实验探究过程。 （1）猜想：你所在的小组是第_____组，你们的猜想是——流体在流速大．的地方压强______？ （2）探究：验证此猜想的简单实验（或生活经验）是：（文字描述或画图说明均可） （3）结论：流体在流速大的地方压强________。 小组互助活动：（1）根据老师给出的正确答案先自行纠错（2）组长记录组员完成及纠错情况： 完成情况： 组员自评：错题_________处。 纠错情况： 物理小组长：此组员纠错_______处，该组员______（是、否）认真纠错，物理组长签字：_____________ 探： 【探1 】如图所示，当松开握小球的手时，为了让漏斗中的小球悬而不落，可以采用__________________方法。 这样做的依据是__________________________________ 。 【及时练习1】下面的实验，不能揭示流体压强与流速关系的是（） A．B．C．D． 【探2】利用如图所示的装置可探究机翼升力产生的原因．压强计的两端分别置于机翼模型的上、下表面附近，用鼓风 机向模型左端吹气，可观察到压强计两侧液面出现高度差．则（） A．模型上方空气流速大，压强小 B．模型下方空气流速大，压强大 C．模型上方空气流速小，压强大 D．模型下方空气流速小，压强小 【及时练习2】根据流体压强与流速的关系，有些跑车的尾部安装了导流板，如图所示。它的作用主要是在跑车高速行 驶时，增加车对地面的压力，提高车轮的抓地性能，那么导流板横截面的形状应是（） A．B．C．D． 达 1、小红撑一把雨伞行走在雨中，如图所示，一阵大风吹来，为了不使雨伞被大风吹起，小红需要额外施加一个向下的 力，是因为伞下方的空气流速______上方的空气流速，所以向上的压强_____向下的压强（选填“大于’或“小于”）。 2、如图是北美草原犬鼠洞穴的横截面示意图。它有两个出口，当风吹过隆起洞口A时，风速较大，吹过平坦洞口B时， 风速较小，从而给洞中的犬鼠带去习习凉风。则有关洞内风向分析正确的是（） A.风总是A口吹入，B口吹出 B.风总是B口吹入，A口吹出 C.风总是A、B口同时吹入 D.风有时从A口吹入，有时从B口吹入 3、学习了“流体压强与流速的关系”后，为了解决“H”形地下通道中过道的通风问题，同学们设计了如下几种方案。如图， 黑色部分为墙面凸出部分，“M”为安装在过道顶的换气扇，其中既有效又节能的是( ) A B C D 4、弧圈球是一种攻击力强、威力大的乒乓球进攻技术．如图为某人某次拉出的弧圈球在空中高速旋转前进的示意图， 此时球上方气体相对球上部流速小于下方气体相对球下部流速，以下说法正确的是（） A．球在空中继续前进是受到惯性力的作用 B．球在空中前进时受平衡力作 C．球因高速旋转前进比不旋转前进时会下落得慢 课堂深探究 预习巧导航 1
第一章 绪论 1-1 连续介质假设的条件是什么？ 答：所研究问题中物体的特征尺度L ，远远大于流体分子的平均自由行程l ，即l/L<<1。 1-2 设稀薄气体的分子自由行程是几米的数量级，问下列二种情况连续介质假设是否成立？ （1）人造卫星在飞离大气层进入稀薄气体层时； （2）假象地球在这样的稀薄气体中运动时。 答：（1）不成立。 （2）成立。 1-3 粘性流体在静止时有没有切应力？理想流体在运动时有没有切应力？静止流体没有粘性吗？ 答：（1）由于0=dy dv ，因此0==dy dv μτ，没有剪切应力。 （2）对于理想流体，由于粘性系数0=μ，因此0==dy dv μ τ，没有剪切应力。 （3）粘性是流体的根本属性。只是在静止流体中，由于流场的速度为0，流体的粘性没有表现出来。 1-4 在水池和风洞中进行船模试验时，需要测定由下式定义的无因次数（雷诺数）νUL =Re ， 其中U 为试验速度，L 为船模长度， ν为流体的运动粘性系数。如果s m U /20=，m L 4=，温度由C ?10增到C ?40时，分别计算在水池和风洞中试验时的Re 数。（C ?10时水和空气的运动粘性系数为410013.0-?和410014.0-?，C ?40时水和空气的运动粘性系数为4100075.0-?和410179.0-?）。 答：C ?10时水的Re 为：()() 72410154.6/10013.04)/(20Re ?=??==-s m m s m UL ν。 C ?10时空气的Re 为：()()72410714.5/10014.04)/(20Re ?=??==-s m m s m UL ν 。 C ?40时水的Re 为：()() 82410067.1/100075.04)/(20Re ?=??== -s m m s m UL ν。
物体在流体中运动所受到的作用力 北京教育学院物理系叶禹卿 在中学物理中，研究了自由落体、单摆、抛体、振动等物体的运动。研究时，认为物体在空气和水（流体）中运动时，没有受到流体的作用力，物体的运动是“在理想情况下的运动”。在进行中学物理教学时，应当让学生理解和掌握这种物体的“理想运动”规律。但是也应当清楚：在流体中运动的任何物体，都受到流体的作用力，有些情况下的作用力还很大，明显地影响了物体的运动状态。 对于物体在流体中运动的实际情况，我们应当有所了解。本文仅介绍实际流体对在其中运动物体的阻力、压力，研究一些在流体中运动的实际物体运动规律，简要分析和说明有关理论与实际联系一些问题。 一、对流体的认识 流体由连续分布的介质组成，有自身的结构和特点。物体在流体中运动时，对组成流体的介质有作用，也必定受到介质的反作用。在过去的中学物理中，基本不讨论流体问题。现在，初中和高中都增加了有关流体的内容。例如，在高中实验教材第一册增加了“流体的阻力”“伯努利方程”等，对流体的主要性质及其运动规律做了简单分析。 1．流体具有易流性、粘性和压缩性 易流性是流体在切向力作用下，容易发生连续不断变形运动的特性。液体和气体与固体的差异，或者说流体最显著的特征就是具有“流动性”或者“易流性”。 如果对静止的流体施加一个切向力，即使这个力多么微小，流体也将沿着力的方向运动。流体具有易流性的原因，是流体既不能承受拉力、也不能承受切向力。由于流体具有易流性，所以流体没有固定的形状，并且在流动中能与外界发生各种传输作用。理想流体和实际流体都具有易流性。理想流体的易流性比实际流体更强。气体只能传递纵波、液体主要传递纵波的原因就是流体的易流性。 理想流体是没有粘性的，其内各部分之间不存在切向作用力。实际流体与理想流体的主要差异是实际流体有粘性。粘性大小用粘性系数表示。粘性系数由流体自身的性质决定，与流体的种类、流体的温度等一些因素有关。在国际单位制中，粘性系数的单位是Pa·s。表1为常见的一些流体在标准大气压时的粘性系数。从表可以看出：空气的黏性系数比水的黏性系数小；随着温度的升高，同一个物体的粘性系数减小。 表1 常见流体的粘性系数（Pa·s） 压缩性是在外力的作用下流体体积可以变化的性质。在质量不变时，流体被压缩意味着它的密度加大。理想流体没有压缩性，无论外界施加多大的压力，它的体积都不会改变。实际流体都有压缩性。一般液体的压缩性不大，而气体的压缩性比较大。被压缩后，液体内的分子间距减小、相互间的斥力加大。液体内部压强大小随其分子间距变化，而且十分明显。水的体积减小百万分之一，其压强会增
《在流体中运动》教学设计 【课题分析与设计思路】 近年来，各国都纷纷关注到学生核心素养的教育，并构建相应的模型。不同国家、不同地区、不同研究机构对物理学科素养的标准不一而论，但都表现为既重视知识，又强调能力、态度和价值观的教育。结合本节课特点，在知识学习过程中主要渗透的物理学科素养有：①观察探索、组织实践、团队合作、语言交流等能力素养；②认识理解、分析归纳、应用创新等思维素养；③奉献社会、坚持不懈等人文素养。 从知识结构来看，《在流体中运动》的学习是对前一章《液体压强》和《大气压强》知识的应用，又是后续《浮力》研究的铺垫，对帮助学生从根本上理解流体的流动对物体产生的影响有重要意义。本节课的主要内容“伯努利原理”是基于大量现象研究的理论，在社会生活中有广泛的应用，并且对科技发展产生了巨大的影响。 从教法和学法的设计来看，本节课设计为一堂以学生活动为主体的探究课，学生活动包括设计方案并操作实验、分析现象并提炼规律、和以理解应用为主的思维扩展活动，把学生的独立思考与小组讨论结合，给学生方向、时间、空间、情境去自主研究，在知识学习的过程中培养学生的物理学科素养。 从对教学重、难点的处理来看，通过学生独立设计方案、实验探究让学生直接体验规律的获得，掌握“伯努利原理的得出和应用”这一教学重点；通过自制实验器材和伴随动画讲解，让学生获得直观的体验，引导他们一步步分析本质的原因，突破“飞机升力的产生”这一教学难点。 【教学目标】 1、知识与技能： ①探究并掌握伯努利原理，能以此科学认识相关生活现象； ②理解飞机机翼升力的产生原因。 2、过程与方法： ①通过学生小组探究得出伯努利原理，巩固典型的实验研究方法，提高学生进行物理研究的方法素养； ②通过自主分析得出伯努利原理，提高学生从实验现象提炼物理规律的能力。 ③在以物理规律为依据，科学地理解生活现象的思考中，提高学生知识的迁移和应用能力。 3、情感态度与价值观： ①以学生为主体的探究活动、思维活动，培养学生对物理学科的兴趣； ②在方案设计、实验操作、分析讨论等多次小组合作环节中，让学生充分体会“团队”对于科学研究的意义，增强物理学科素养中的团结协作意识； ③通过对物理知识在生活中投影的体会，激发学生应用知识服务生活、改变生活，培养物理学科素养中的创新意识；
第1章 流体的运动 1-1 横截面是4 m 2的水箱，下端装有一个导管，水以2 m ·s -1的速度由这个导管流出。如果导管的横截面是10 cm 2，那么水箱内水面下降时的速度是多大? 解：根据连续性原理，得 s m s m S v S v /105/410102442112--?=??== l-2 有一水管，如图所示，设管中的水作稳定流动。水流过A 管后，分B 、C 两支管流出。已知三管的横截面积分别为S A =100 cm 2，S B =40 cm 2，S C =80 cm 2。A 、B 两管中的流速分别为v A =40 cm ·s -1及v B =30 cm ·s -1。则C 管中的流速v C 等于多少? 解：根据连续性原理，得 C C B B A A v S v S v S += 所以 s cm s cm S v S v S V C B B A A C /35/80304040100=?-?=-= 1-3 水平放置的自来水管，粗处的直径是细处的2倍。若水在粗处的流速和压强分别为1.0 m ·s -1和1.96×105 Pa ，那么水在细处的流速和压强各是多少？ 解：4)2()2(2121222121===d d r r S S ππππ 根据连续性方程，得 s m s m v S S v /4/141212=?== 根据伯努利方程， 222212112121gh v p gh v p ρρρρ++=++ 得：Pa Pa v v p p 5223522211210885.1)41(10211096.1)(21?=-??+?=-+=ρ 1-4 灭火水枪每分钟喷出60 m 3的水，若喷口处水柱的截面积为1.5 cm 2，问水柱喷到2m 高时的截面积有多大？ 解： s m s m St V v /1067.6/60105.160341?=??==- 根据伯努利方程 222212121gh v v ρρρ+= 得 s m gh v v /1067.62102)1067.6(23232212?=??-?=-= 根据连续性原理，得 225.1cm S = 题l-2
《在流体中运动》教学设计方案 教学设计思路 这堂课主要围绕“流体压强和流速之间的关系？”和“鸟和飞机的升力如何产生？”这两个问题展开一系列探究活动。实验探究活动内容主要是让学生在老师的点拨引导下利用生活中常见的器材，自己设计探究实验。分小组亲身经历观察、操作、制作、实践等探究活动，这节课以“提出问题（设疑激趣）→猜想假设→设计实验→ 进行实验，收集证据→分析讨论，得出结论→应用解释生活生产中相关现象”为主线。运用“讨论、实验、探究、创造、反思”的教学模式，培养学生逻辑思维能力、归纳总结的能力，通过小组实验讨论交流加强学生合作意识和协作精神。由演示“吹风机吹乒乓球”实验等导入课题。再引导学生应用本节物理知识分析“机翼”的形状特殊之处，从而认识升力产生的原因。认识“乒乓球弧圈球”、“小汽车的压风片”工作原理等。切实落实“从生活中走向物理，从物理走向社会”这一教学理念。
教学过程 （1）导入课题 用吹风机吹起乒乓球悬在空气中前后左右移动吹风机，乒乓球会跟过来，同时把乒乓球放在吹风机吹风通道旁边一松手乒乓球会被压入吹风通道内，以此设疑激趣，引导学生思考是什么使乒乓球总跟吹内通道走？ （2）猜想假设 通过比较乒乓球在静止的空气中和流动的空气中运动状态不一样，引导学生朝流体流动快慢，流体压强会发生变化这一方向思考。
让学生分组讨论，刚才实验中气体流动快与它压强大小之间存在什么样的关系？ 老师：哪个小组把你们讨论的结果报上来。 学生：回答问题 师生共同总结：三种猜想 气体流动越快，它的压强越大 气体流动越快，它的压强越小 气体流动越快，它的压强不变 （3）分组设计实验，科学探究验证猜想 学生：探究实验一：将一个乒乓球近距离放在漏斗上，用吸气观察乒乓球运动情况。 探究实验二：使用两张同样的纸并列平行自然下垂，静止后，用嘴向两纸中间吹气，将会看到什么现象？ 老师：叫一名学生到讲台前做一演示实验，将纸片拆成“小板凳”，叫学生正放和倒放“小板凳”向两凳脚中间吹气观察发现的现象。实验之前让学生 老师：用多媒体展示“奥林匹克”号邮轮海难事件的背景资料。让学生通过模仿还原当的现场，探究液体流速与它压强之间的关系。 学生：探究实验三：用两包装泡沫代替船，放在水槽中，通过注射器向两船之间射水来模拟船并列向前航行，观察两船会出现什么现象？ 老师：提问各组观察到的现象，分析出现这一种现象的原因？ 学生：回答 学生：共同分析以上三探究实验现象，讨论得出结论：流体在流速大
10.1 在流体中运动 【学习目标】 1.知道气体的压强与流速的关系。 2.了解飞机的升力是怎样产生是。 【方法指导】 重点是流体的压强与流速的关系，难点是设计与组织学生认识“升力”。 【自主学习】： 知识点一、流体压强与流速的关系 (1)流体：气体、液体都可以，而且没有一定的，它们统称为流体。 (2).实验表明：气体压强与气体的流速有关，气体在流速大的地方压强；反之，在流速小的地方压强。 (3).伯努利原理：流体在流速大的地方压强，流速小的地方压强，这个规律叫做伯努利原理。伯努利原理适用于。 知识点二、升力的产生： (4).升力：在空气中向上的力向下的力时，其合力可以使 物体，这个力就是升力。 (5).鸟翼升力产生的原因：如图所示是鸟翅膀的横截面图。鸟向前飞 翔，空气沿着鸟翼流过，由于鸟翼横截面的形状为， 在相同时间内，鸟翼上方（凸面）气流通过的路程，因而速 度大，它对鸟翼的压强；下方（凹面）气流通过的路 程，因而速度小，它对鸟翼的压强；这样在鸟翼的 上下表面产生了，这个压强差就形成了鸟翼向上的升力。 【合作探究】 1.我国海军舰艇赴亚丁湾护航时，护航编队一般采用前后护航是形式，而 不采用“并排”护航，这是因为流体在流速大的地方小，当两船 并排高速行驶时，容易发生事故。 2.如图所示是小华家购买的一辆小轿车，她发现轿车的外形类似飞机的机 翼。则轿车在快速行驶的过程中，轿车上方空气的流速轿车下 方空气的流速，因而轿车上方气体的压强轿车下方气体的压强， 从而使得轿车对地面的压力车的重力。 3.如图10-1-4所示，小明把一纸条靠近嘴边，在纸条上方沿水平方向吹气 时，纸条会向（选填“上”或“下”）偏移，这个现象说明，气流 流动时，流速的地方压强小。 4.运动型轿车和跑车的尾部设计安装了一种“气流偏导器”（扰流板），它的 上表面平直，底部呈弧形凸起，相当于一个倒置的机翼，这主要 是让车在高速行驶时，车轮能较好地抓住地面，试解释其中的奥 秘。 【学习检测】
1.如图13-15所示，两船距离很近且并排行驶时，将会 ，这是因为两船内侧水的流速 于两船外侧水的流速，造成了两船内侧水的压强 于外侧水的压强的原因（选填“大”、“小”或“等”）。 2．打开自来水龙头，使自来水流过如图13-16所示的玻璃管，在A 、B 、C 三处，水的流速较大的是 处，压强较小的是 处（选填“ A ”“B ”或“C ”）。 3.如图13-17所示，是喷雾器的原理示意图，当空气从小孔迅速流出，小孔附近空气的流速较大，压强 容器里液面上方的空气压强，液体就沿细管上升，从管口中流出后，受气流的冲击，被喷成雾状。 4.在较光滑的水平桌面上，放两只乒乓球，两球之间间隔1cm,用一根细管向两管之间吹气，发现两球会 ，这是由于吹气时两球之间的气流速度较 ，压强较 的缘故。 5.春天是放风筝的好季节。风筝在空气中飞行利用了下列什么原理（ ） A.风筝下方空气流动速度小，空气压强小 B.风筝下方空气流动速度大，空气压强大 C.风筝上方空气流动速度大，空气压强小 D.风筝上方空气流动速度小，空气压强大 6.如图13-18所示，将一张明信片沿着其边长弯成弧形放在玻璃台面上，形成一座“拱桥”，当你对着“拱桥”使劲吹气时，你会发现（ ） A.“纸桥”被吹开较长的距离 B.“纸桥”被吹开较短的距离 C.“纸桥”被吹得上下跳动几下 D.“纸桥”紧贴桌面不动 7．如图13-19 所示，将一个普通的乒乓球轻轻放人漏斗中，用电吹风从管口向图 13-18 图13-15 图13-16 图13-17
上吹，那么以下分析正确的是（ ） A ．球被向上吹起，因为其下方气体流速大，压强大 B ．球被向上吹起，因为其下方气体流速大，压强小 C ．球不会被向上吹起，因为其下方气体流速大，压强大 D ．球不会被向上吹起，因为其下方气体流速大，压强小 8．龙卷风的实质是高速旋转的气流．它能把地面上的物体或人畜“吸”起卷入空中。龙卷风能“吸”起物体是因为（ ） A ．龙卷风内部的压强远小于外部的压强 B ．龙卷风增大了空气对物体的浮力 C ．龙卷风使物体受到的重力变小 D ．迷信说法中的“龙’把物体“抓”到空中 9．让自来水流过如图13-20所示的装置，当水流稳定后（ ） A.P 点流速等于Q 点流速 B.P 点流速小于Q 点流速 C.P 点压强大于Q 点压强 D.P 点压强小于Q 点压强 10．如图13-21所示，将A 、B 两纸片的上端提起，让纸片自由下垂，当向纸片中间用力吹气时，会发生的现象是（ ） 图 13-20 图13-19
《10.1在流体中运动》教案 【 教学目标 】 １.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。 ２.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 通过制作“鸟翼模型”，感受自然界的奇妙和人类的伟大。 【教学重点】 流体压强和流速的关系。 【教学难点】 设计和组织学生认识升力。 【实验器材】 教师用器材 PPT 课件、带窗帘房子模型一个、电吹风机一个、洗衣机排水管一个、彩纸。 学生用器材 纸条、纸张、兵乓球、漏斗、小吸管、塑料杯、装有水水槽、木块、注射器、 【 教学过程 】 教师活动设计 学生活动设计 来一、新课引入 （ 1 ）模拟“风吹窗帘”的实验 （ 2 ）模拟“天女散花’实验 学生感受流体压强现象 二[新新新授内容 1.实验探究：鸟是怎样翱的 （ 1 ）让学生说是谁第一个网][利用仙鹤翅膀的形状设计滑翔机的学 #科# 学生回答问题。 [来源:21世纪教育网21世纪教育网[来源:21世纪教育网[21世纪教育网
（ 2 ）引导学生分析不同鸟类鸟翼的共同特点。学生讨论并总结鸟的翅膀的共同特点。 ( 3 )让学生制作鸟翼模型，并巡回指导。用吹风机正对鸟翼模型吹风，观察气流对鸟翼的作用； 学生观察现象，思考为什么向上运动。 2、实验探究：流体压强与流速的关系引导学生分析鸟翼的升力是由于 对它吹风前后，上面的压强和下 面的压强有什么变化，引出流体 压强与流速有关 学生思考讨论交流回答。 （ 1）让学生对流体压强与流速 有什么关系说出猜想，让学生设 计并做实验，教师巡视指导。 学生设计并做实验分析得出 结论，并到前面展示实验成 果。 （ 2）让学生把流动气体和流动 液体的压强规律归纳出流体压强 的规律，教师板书“伯努利原理”。 学生思考并回答。 （ 3 ）让学生利用器材做相关实 验，并用伯努利原理来解释 学生操作并展示、解释。 （ 4 ）引导学生解释引入新课的 两个实验现象的原因。 学生交流并回答。 3、升力是如何产生的让学生解释鸟翼和飞机的升力产 生的原因 学生结合鸟翼模型回答。 4、伯努利原理的应用 让阅读课本62页最后一自然段 并结合生活和生产实际，那些地 方应用了流体压强。 学生交流思考并回答 三、课堂小结引导学生谈这节课的收获。学生谈收获。 四、达标练习让学生做达标练习。学生做题并回答。 五、作业课后63页自我评价1、2、3、4题。 【板书设计】 1升力 2伯努利原理：流体在流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。
第十一章 流体运动基础 一、基本知识点 流体的可压缩性：流体的体积会随着压强的不同而改变的性质。 流体的黏性：内摩擦力作用导致相邻流体层速度不同的性质。 理想流体：绝对不可压缩且完全没有黏性的流体。 稳定流动：空间各点的流速不随时间变化的流体流动。 流线：在流体空间设想的一系列曲线，其上任意一点的切线方向都与流体通过该点时速度方向一致。任何两条流线不能相交。 流管：在稳定流动的流体中的一个由流线围成的管状微元。 稳定流动的连续性方程：单位时间内通过任一截面的流体质量都相等，即 S ρυ=恒量 也称为质量流量守恒定律。 理想流体稳定流动的连续性方程：单位时间内通过任一截面的流体体积都相等，即 S υ=恒量 也称为体积流量守恒定律。 理想流体的伯努利方程：理想流体作稳定流动时，单位体积的势能、动能及该点压强之和是一恒量，即 21 2 P gh ρρυ++=恒量 牛顿黏滞定律：黏性力f 的大小与两速度不同的流体层的接触面积S 及接触处的速度梯度 d dx υ 成正比，即 d f S dx υη= 式中比例系数η称为流体的黏滞系数或黏度。η值的大小取决于流体本身的性质，并和温度有关，单位是2 N s m -??或Pa s ?。
表11-1 几种流体的黏度 流体 温度()C ? η()Pa s ? 流体 温度()C ? η()Pa s ? 水 0 20 37 100 31.7910-? 31.00510-? 30.69110-? 30.28410-? 空气 0 20 100 617.110-? 618.110-? 621.810-? 蓖麻油 7.5 20 50 60 112.2510-? 19.8610-? 1 1.2210-? 10.8010-? 氢气 -1 251 68.310-? 61310-? 血液 37 3(2.5~3.5)10-? 二氧 化碳 0 300 61410-? 62710-? 雷诺数: 判断黏性流体的流动状态的一个无量纲的数 e r R ρυη = 式中，υ为流速，ρ为流体密度，η为黏度，r 为流管半径。 层流：1000e R < 过渡流动：10001500e R << 湍流：1500e R > 黏性流体的伯努利方程： 2 211122 21122 P gh P gh E ρρυρρυ++=+++? 黏性流体在均匀水平管中稳定流动方程： 12P P E =+? 只有水平管两端存在压强差，黏性流体才能稳定流动。 黏性流体在开放的粗细均匀管道中稳定流动方程：
第４章颗粒在流体中的运动 习题 1.什么是体积分数、质量分数？两者的关系如何?已知石英与水的密度分别为２65０ｋg/ｍ3和100０kg/m3,将相同质量的石英砂和水配置成悬浮液,求悬浮液的质量分数、体积分数、物理密度和黏度？ 2．牛顿流体和非牛顿流体的有效黏度和微分黏度有何特点?什么叫屈服切应力?哪些非牛顿流 3．什么是自由体的流变特性可用幂律模型描述?幂律模型中的参数K和n有何物理意义？? 沉降？什么是干涉沉降?4 ?．已知石英与水的密度分别为2650kg／m３和100０kg/m3,水的运动黏度为1.0０7x10-6 m2/s，求直径为０．2ｍm的球形石英颗粒在水中的自由沉降速度、雷诺数和阻力系数? 5 已知煤与水的密度分别为1350kg/m3和1000kg/m3，水的运动黏度为1.007x1０－6m2/ｓ,测得 6.已知球形石英颗粒的某个球形煤粒在水中的自由沉降速度为0.02４１5m/s，求煤粒的直径?? 直径为0.2mｍ,密度为26５0kg/m3,某液体的密度为９80kｇ／m3，用落球法测量该液体的粘度时,测得球形石英颗粒的自由沉降速度为0．０1 m／s,请运用(4－２3)和（4-３1)式推导出求粘度的计算公式,并计算该液体的动力粘度和运动粘度。 7.干涉沉降实验测得悬浮体的体积分数为0.4时,上升水流速度为0．006５ｍ/s,体积分数为0．2时,上升水流速度为０.020５m/ｓ,求干涉沉降速度公式中V０与n的值。8 ?.假定某种物料的ｎ值服从（4-５２)式，当雷诺数为1０时,干涉沉降的ｎ值为３．4６；当雷诺数为100时,干涉沉降的n值为2.8９;当雷诺数为50时,干涉沉降的n值为多少？（取k=４．５3) 9.已知石英与水的密度分别为２6５0kg／m3和１000kg/m3,水的运动黏度为1.００7x10-６ｍ2/s,用直径为０.0005m的球形石英粒群与水配制成容积浓度为0.4的悬浮液，请估算球形石英粒群的干涉沉降速度（取k=4.53，ψt＝0.11,ｎS=4.６5)。
物体在流体中运动所受到的作用力
物体在流体中运动所受到的作用力 北京教育学院物理系叶禹卿 在中学物理中，研究了自由落体、单摆、抛体、振动等物体的运动。研究时，认为物体在空气和水（流体）中运动时，没有受到流体的作用力，物体的运动是“在理想情况下的运动”。在进行中学物理教学时，应当让学生理解和掌握这种物体的“理想运动”规律。但是也应当清楚：在流体中运动的任何物体，都受到流体的作用力，有些情况下的作用力还很大，明显地影响了物体的运动状态。 对于物体在流体中运动的实际情况，我们应当有所了解。本文仅介绍实际流体对在其中运动物体的阻力、压力，研究一些在流体中运动的实际物体运动规律，简要分析和说明有关理论与实际联系一些问题。 一、对流体的认识 流体由连续分布的介质组成，有自身的结构和特点。物体在流体中运动时，对组成流体的介质有作用，也必定受到介质的反作用。在过去的中学物理中，基本不讨论流体问题。现在，初中和高中都增加了有关流体的内容。例如，在高中实验教材第一册增加了“流体的阻力”“伯努利方程”等，对流体的主要性质及其运动规律做了简单分析。 1．流体具有易流性、粘性和压缩性 易流性是流体在切向力作用下，容易发生连续不断变形运动的特性。液体和气体与固体的差异，或者说流体最显著的特征就是具有“流动性”或者“易流性”。 如果对静止的流体施加一个切向力，即使这个力多么微小，流体也将沿着力的方向运动。流体具有易流性的原因，是流体既不能承受拉力、也不能承受切向力。由于流体具有易流性，所以流体没有固定的形状，并且在流动中能与外界发生各种传输作用。理想流体和实际流体都具有易流性。理想流体的易流性比实际流体更强。气体只能传递纵波、液体主要传递纵波的原因就是流体的易流性。 理想流体是没有粘性的，其内各部分之间不存在切向作用力。实际流体与理想流体的主要差异是实际流体有粘性。粘性大小用粘性系数表示。粘性系数由流体自身的性质