9-4 流体压强与流速的关系(教学设计)-八年级物理下册(人教版)

第九章 压强

第4节 流体压强与流速的关系 （教案）

教学过程

教师活动 学生活动

导入新课

【讲解历史典故、播放视频】

1912年秋天，“奥林匹克”号正在大海上航行，在距离这艘当时世界上最大远洋轮船的100米处，有一艘比它小得多的铁甲巡洋舰“豪克”号正在向前疾驶，两艘船似乎在比赛，彼此靠的较近，同向航行驶向前方。忽然，正在疾驶中的“豪克”号好像被大船吸引似地，一点也不服从舵手的操纵，竟一头向“奥林匹克”号闯去。最后，“豪克”号的船头撞在“奥林匹克”号的船舷上，撞出个

年级 八年级 授课时间

课题 第4节 流体压强与流速的关系

教学

目标 1. 通过实验，能总结出流体压强与流速的关系。

2. 能利用流体压强与流速的关系解释升力产生的原因，进而解释飞机在空中飞行的原因。

3. 能利用流体压强与流速的关系解释生活中的有关现象。

教材

分析 流体（气体和液体）压强与流速的关系，是对液体压强和气体压强特点的拓展。本节由“流体压强与流速的关系”和“飞机的升力”两部分内容构成。教学的重点是流体压强与流速的关系，难点是利用流体压强与流速的关系解释相关现象。

流体压强与流速有关，学生这方面的生活经验并不多。因此，在教学过程中应尽量选取操作简单、现象明显、直观且生动有趣的小实验，引导学生把压力、压强跟流速联系起来，了解流体的压强与流速的关系及其在生活中的应用。

另外，可以通过制作小小的机翼模型并进行分析，进一步说明气体压强与流速的关系，让学生体会科学原理的价值。

教学

器材 硬币、纸条、纸张、漏斗、乒乓球等。

多媒体ppt，包含视频：《中央电视台节目——是真的吗？》、《用传感器研究气体的流速与压强的关系》、《飞机升力的产生》、《流体压强与流速的关系》、《“霍克号”撞击“奥林匹克号”相撞原因》等。 大洞，酿成一件重大海难事故。

【播放视频】——《无需吸气就能将球吸入水管》

【提问引入】是什么力让小船冲向奥林匹克号？小球为什么会被吸入管内呢？我们已经学习了液体内部的压强及大气压强，都是流体静止时的压强，那么液体、气体处于流动状态时压强如何？

今天一起学习——《9.4流体压强与流速的关系》 听故事，观看视频，思考问题，进入情景.

学习新课

一、流体压强与流速的关系

【想想做做】“硬币跳高实验”。

在离桌边2～3cm的地方放一枚铝制硬币，在硬币前 10cm左右放置一个高度约2cm的木块，在硬币后放置一本与硬币厚度相同的笔记本。在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气，硬币就可能跳过木块。

口吹硬币跳跃木块

【提出问题】硬币能飞起，说明硬币受到向上的力，是谁才能给它向上的力呢？

【分析】实验中的硬币，上面只有空气与它接触。吹气时硬币向上“跳”，说明它上面空气向下的压力比较小，下面空气向上的压力比较大。硬币上下两面的面积相同，因此一定是下面空气向上的压强比较大。由于吹气，硬币上面空气的流速变大了。由此我们猜想：是不是气体的压强跟气体的流速有关？

【过渡】气体和液体都具有流动性，所以就统称为流体。液体、气体静止时的压强前面我们已经研究过了；当液体、气体处于流动时压强又是怎样的呢？与什么因素有关呢？

1. 气体的压强与流速的关系

【学生实验1】给你一只漏斗和一个乒乓球，怎么可以让乒乓球在漏斗口

进行实验，激发兴趣，思考问题，提高探究的欲望。

不掉下来？可以有几种方法？ 方法①：把乒乓球堵严漏斗下端口，然后用力把直管内的空气吸走。

方法②：把乒乓球放在下端口附近，不堵住漏斗口，用力向下吹气。

【现象与分析】

（1）方法①中出现的现象是乒乓球静止不动。原因是漏斗中的空气被吸走，球被大气压压在漏斗口。

（2）方法②中出现的现象是乒乓球会旋转，并且悬浮在空中。是什么力支持住乒乓球？

吹气时,乒乓球上方气体流速大，空气压强小，乒乓球下方气体流速小，空气压强大，出现向上的压强差，所以产生一个向上的力。

【学生实验2】向两张自由下垂的纸中间吹气，会发现什么现象？为什么？

【现象与分析】发现两张纸没有向两边分开，而是向中间靠拢。

为什么吹气时，两张纸没被吹开，反而吸到了一起？

吹气时，纸条内侧空气流动快，压强变小，纸条外侧空气流动慢，压强大，两纸条被吸到了一起。

【归纳结论】气体流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。

2. 液体的压强与流速的关系

【播放视频】——《演示实验：液体压强与流速的关系》

让水流过粗细不同的一水平管，观察与水平管相连的竖直玻璃管中的液面是不是相平？

进行2个实验，分析原因，归纳出气体的压强与流速的关系。

通过观看视方法一 吸气 方法二 吹气 实验现象：发现与水平管相连的竖直玻璃管中的液面不是相平。

【分析】水平管的粗细不同，水流动时，流量是相同的，故三段水平管中水的流速是不同的，粗管中的水流速小，细管中的水流速大。水流动时，小竖管中水柱的高度不相同，根据液体的压强公式p=ρgh可知，各段水平管中水的压强不相同，粗管中水的压强大，细管中水的压强小。

【结论】在液体中，流速越大的位置，压强越小。

3. 流体的压强与流速的关系

4.生活中有关流体压强与流速关系的现象

【提出下列问题】

①为什么火车站和地铁站的站台上要画一条安全线？

【学生回答】当火车或地铁进站时，会带动人和车之间的空气的流速加快，根据流体压强与流速的关系可知，人外侧空气流速慢压强大，而内侧流速快压强小，会产生一个向内侧的压强差，将人推向火车，易出现危险。

②喷雾器的工作原理

【学生回答】喷雾器的小孔处比较细，当有气体流出时，空气流速快，压强小，容器里液面上方的空气压强大，液体就沿着细管上升，从管口流出后，受气流的冲击，被喷成雾状。

③航海规则为什么规定,两艘轮船不能近距离同向航行？

【学生回答】这是因为当两船并行时，两船内侧水的流速大于两船外侧水的流速，造成内侧水的压力小于外侧水的压力，进而使两船逐渐靠拢，酿成海难事故。

频，与老师一起进行分析，归纳出液体的压强与流速的关系。

小组进行交流讨论所提问题.会用流体压强与流速的关系解释有关现象，代表回答.

喷雾器 在气体和液体中，流速越大的位置，压强越小。 ④草原犬鼠的“空调”洞穴

犬鼠的洞穴有两个出口，一个是平的，另一个则是隆起的土堆。这是为什么呢？

【学生回答】实际上，两个洞口的形状不同，决定了洞穴中空气流动的方向。吹过平坦表面的风运动速度小，压强大；吹过隆起表面的风速度大，压强小。因此，地面上的风吹进了犬鼠的洞穴，给犬鼠带去了习习凉风。

⑤跑车的尾翼安装“气流偏导器”

跑车车身形状和机翼类似，高速飞驰时，如果产生向上的力就会发飘，会造成行驶不稳定。

【学生回答】气流偏导器象“装反了的机翼”，上方压强大于下方，给车身一个向下的较大压力，既增加了稳定性，又加大了与地面摩擦，增大了动力。

【例题1】如图甲所示，小明同学在两张纸片中间向下吹气，可观察到两纸片靠拢，此实验现象说明：气体流速越大的地方越小。在一个雨天，小丽撑着雨伞走在回家的路上，如图乙所示，一阵大风吹来，雨伞可能发生的现象及其正确的解释是（ ）

A．由于风力作用，雨伞将做匀速直线运动

B．雨伞上方空气流速等于下方，雨伞将保持静止

C．雨伞上方空气流速小于下方，雨伞边缘会向下压低

D．雨伞上方空气流速大于下方，雨伞边缘会向上翻起

做题并进行解析。

【答案】D

【解析】BCD．等质量的空气在相同的时间内同时通过伞的上表面和下表面，由于上表面弯曲，下表面平直，所以空气通过上表面的流速大，通过下表面的流速较小。因为伞上方的空气流速大，压强较小；伞下方的空气流速小，压强大，所以伞面受到一个向上的压强差，伞被向上“吸”，不能保持静止，故BC错误，D正确；

A．由上面的分析，伞面受到的合力方向上，为非平衡力，故雨伞不能做匀速直线运动，故A错误。

故选D。

【例题2】某物理课外小组制作了如图所示的实验装置，大缸内水深1m，在距缸底30cm处水的压强是___________Pa，打开 A 阀门，关闭 B 阀门，水流入管道，当水稳定后，a 管液面高度________b 管液面高度；再打开 B

阀门，在水向外流的过程中，a 管液面高度________b 管液面高度（填“高于”、 “等于”或 “低于”，g=10N/kg）。

【答案】7×103 ，等于， 高于。

【解析】在距缸底30cm处水的压强是

p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×（1m-0.3m）=7×103Pa

打开A阀门，水流入管道，a管、b管、大烧杯组成了连通器，因为连通器中装有同种液体，所以，由连通器原理知道，当水稳定后，a管液面高度等于b管液面高度。

再打开B阀门，粗管和细管中水的流量相同，细管处水的流速大、压强小，支持的水柱低；粗管处水的流速小、压强大，支持的水柱高，所以a管液面高度大于b管液面高度。