《流体压强与流速的关系》说课文稿

刘俊彪

一、使用教材

人教2012版八年级物理第九章第四节《流体压强与流速的关系》

二、实验器材

自制教具演示实验：1.气顶球实验；2.空气炮；3.气体压强与流速实验演示仪；4.用水冲漏斗下的乒乓球；5.液体压强与流速演示仪；6.探究飞机升力演示仪。

学生实验：蜡烛两支、打火机、吸管、纸张若干、漏斗等。

其他器材：风速仪，吹风机，微小压强计、纸、乒乓球若干。

三、实验创新要求/改进要点

1.导入环节用自制教具“空气炮”，实验简单有趣，效果明显，有效激发学生的学习兴趣和强烈的求知欲望。

2.自制液体流速仪，变短暂实验现象为可持续性实验现象，解决演示时间受限问题；保证了水流通道上方支持的水柱会形成稳定的液面高度差，突破实验难点；

3.气体压强与流速关系验证环节：将压强与流速演示器和微小压强计结合，改进后的装置实验现象更直观明显，有利于课堂演示。

4.风速计测量机翼上下方风速：为理论分析提供实验数据的支持，更加直观科学。

5.自制机翼升力演示仪，取材于生活，机翼飞升更高；更能使学生制作不同形状的机翼在此教具上测试飞升效果，培养动手能力，激发学习动力。

6.利用风速仪测出数据，绘制出图像，定量加图形，使结果更有说服力和形象化。

四、实验原理/实验设计思路

（一）实验原理：流体压强与流速的关系

（二）设计思路：通过引入实验、演示实验、分组实验层层递进现象明显新奇，使学生兴趣高有学习欲望，本节课是在学习压强、液体压强之后、气体压强中的一部分内容，它是液体压强与气体压强的拓展和延伸，是将来流体力学基础。学生对于压强有了基本认识，但由于流体压强与流速的关系知识跨度大不利于学生结论的得出，为了启发学生的创新思维，改进演示实验教具，使学生的探究不受教具不足的困扰，培养学生的科学素养。

利用趣味实验空气炮引入教学，利用自制实验教具探究得出流体压强与流速的关系，在传统理论讲解的基础上利用风速计测量机翼上下方风速得出飞机升力产生的原因。

下面着重介绍七个演示实验，均为自制教具

创新实验1：气顶球（引入实验）

教具设计：在吹风机上安装三根吸管，用吹风机吹球。

实验现象：形成三球共舞场面。（也可以用泡沫球，在球上安装不规则图钉，泡沫球能自由旋转。此实验能见度高，能引起学生兴趣）。（如图1、图2）

实验原理：吸管吹出的空气流速大压强小，外侧空气压强大，从而把乒乓球罩在一个无形的通道中，向上的吹球的力与重力平衡，使球不能掉下。

图1 图2

创新实验2：空气炮（引入实验）

教具设计：将PVC管制成T字型，做成内径比乒乓球直径略粗的T字圆筒，从下方放入乒乓球（如图3）。

实验现象：用吹风机从一端管口送风，乒乓球由T字筒下端进入水平筒，从水平筒飞出。

实验原理：筒的上方流速大压强小，下方流速小压强大，形成一个向上的压强差。

图3

创新实验3：气体压强与流速关系演示仪（自制教具）

教具设计：粗细不同的玻璃管下端分别用软胶管连接微小压强计上端（如图4）。

实验现象：用吹风机从左端吹气，形成管内左侧液面低于右侧液面的现象（如图5）。

实验原理：较粗位置气体流速小压强大，较细位置流速大压强小，导致微小压强计左侧管内气压大于右侧管内气压。

图4 图5                            图6

吹气前 吹气时 用水冲乒乓球

创新实验4：用水冲漏斗下方的乒乓球演示液体压强与流速的关系（自制教具）（如图6）

向漏斗中注水,使乒乓球上下方的流速不同从而产生了一个向上的压强差,乒乓球在压强差的作用下没有掉下来,探究了气体和液体的压强与流速的关系｡

创新实验5：自制液体流速演示仪，演示压强与液体流速的关系（自制教具）

探究液体压强与流速的关系，我设计并制作了液体流速仪，来研究压强与液体流速关系，解决前面教具的问题（图7）。

图7                                      图8

①．它体积足够大，易于观察。

②．在下端加入了自吸式小水泵，使管中水流形成自循环系统，使实验具有可持续性，使学生有充足的时间对实验进行观察和思考，从而分析出其中的规律。

③．出水口处的止水夹可以调节水速的快慢，使液面的高度可控。

④．可以让学生明白，连通器上方的水面，只有在液体静止时，液面的高度才保持相平，而液体流动时，将遵循“流体流速越快，压强越小的规律，上方的液面会随着液体流速的不同，而出现高度差。

以上为本实验的四个创新点，用这一教具形象直观地帮助学生分析获得物理规律，使学生从现象到本质的认识途径更为直接便捷。实现学生从感性认识到理性认识的飞跃。

创新实验6：探究飞机升力演示仪（自制教具）

改进思路：利用微小压强计和风速仪，定量测量机翼上下方流速。

实验现象：用吹风机吹飞机的机翼：

①.吹风机吹右侧机翼可以观察到微小压强计的液面高度变化，可以读出压强差，利用P=ρgh可以大致计算出压强差的大小（利用F=PS，可以估算出压力差的大小）；

②.吹风机吹左侧机翼模型，可以观察到机翼会竖直升起；

③.将机翼固定，用风速仪分别测量机翼上下方的气体流速，明显比较出气体流速不同；

④.借助于Excel，将多次测量出的数据输入表格，绘制出图像，直观观察到机翼上下表面气体的流速不同。

实验原理：机翼形状导致其上方流速大压强小而下方流速小压强大，从而产生向上的升力。

测量要点：

要点一：测量时控制机翼模型在出风口中间位置，保证上下方气体流量相同（如图9）。

要点二：改变吹风机的风力大小，多次实验记录数据并做出图像。

图9                                      图10

五、实验教学目标

1.掌握流体压强和流速的关系，知道飞机的升力是如何产生的。

2.经历多次实验探究，借助新技术测量，体会科学探究的魅力。

3.培养学生热爱科学、善于发现、动手操作的意识，增长学习物理的兴趣。

六、实验教学内容

本节课是利用趣味实验“气顶球”和“空气炮”引入教学，经过分组实验和演示实验探究得出流体压强与流速的关系。利用风速计测量机翼上下方风速得出飞机升力产生的原因。

七、实验教学过程

1.趣味实验  引入新课

⑴.气顶球实验：三球共舞实验（详见第2页图1及气顶球原理说明）

⑵.“空气炮”实验：给定器材：吹风机、T型PVC管、乒乓球若干

教师演示：将乒乓球放入T型PVC管下端、在上端打开吹风机吹气完成“空气炮”实验。

观察到小乒乓球逐个飞出（如图11）。

图11

2：探究实验  建立概念

器材：蜡烛两支、火柴、吸管、乒乓球、透明水槽、塑料小船两只、漏斗、两张纸、吹风机、卫生纸卷、细管、笔筒、饮料瓶

图12

图13

出示多个有趣的小实验并提供实验器材：学生从中选择实验器材进行实验，小组讨论谈谈各自的实验现象（如图12、图13）。

3.演示实验  突出重点

⑴.演示自制实验装置探究气体压强与流速的关系

出示实验装置：吹气前U型管两侧液面相平（如图14）。

学生猜想：当上方管内有气流通过下方液面高度差还会相平吗？

教师演示：用吹风机吹气，较粗位置气体流速小，较细位置气体流速大（图15）。

现象：下方U型管左侧液面上升，右侧液面下降。

  图14                      图15                            图16

学生思考得出结论：气体中，流速越大的位置压强越小。

⑵. 气顶球实验原理及解释：三球共舞实验原理解释（详见第2页图1及气顶球原理说明）

⑶. 空气炮原理及解释（见第2页空气炮原理说明）

⑷. 用水冲双漏斗下方的乒乓球演示液体压强与流速的关系（教具改进）

向漏斗中注水,使乒乓球上下方的流速不同从而产生了一个向上的压强差,乒乓球在压强差的作用下没有掉下来,探究了气体和液体的压强与流速的关系（如图16）｡

学生思考得出结论：液体中，流速越大的位置压强可能越小。

⑸.演示自制实验装置探究液体压强与流速的关系

出示实验装置：接通电源，水泵吸水，观察两液面的高度差（如图16）。

学生思考：为什么细管处的液面低？

学生思考得出结论：液体中，流速越大的位置压强越小。

图17                                       图18

归纳总结得出结论：在气体和液体中，流速越大的位置压强越小。

4.创新实验  突破难点

用自制飞机升力演示仪探究飞机升力产生的原因

出示幻灯片学生思考：飞机为什么能腾空而起在空中飞行呢？ 展示机翼模型。

引导学生找出飞机机翼的形状特点：上凸下平。展示飞机升力产生的原因的flash动画，使教材变得更加立体生动，使学生的学习过程更加丰富有趣。

先引导学生从理论上分析机翼上凸下平引起流速不同。

展示飞机升力演示器，机翼模型在气流通过时会渐渐上升，展示风速计并分别测量机翼上下方的气体流速。

课堂讨论，学生归纳测量要点：

要点一：测量时控制机翼模型在出风口中间位置，保证上下方气体流量相同（如图18）。

要点二：改变吹风机风力大小，多次实验记录数据（如表1）并做出图像（如图25）。

图19

通过数据和图像，学生用流体压强和流速的关系解释升力产生原因 ：

机翼上方流速大，压强小；下方流速小，压强大，产生了向上的压强差。

八、实验效果评价

在本课教学活动中学生创设情境，创造科学探究的机会，引导学生学以致用，巩固和加强科学知识技能，有利于学生科学素养的形成。在认识到“流体压强与流速的关系”的同时，还能体味到物理实验的快乐，增加实验的可见度和趣味性，我改进设计了流体压强与流速关系的实验，力求让学生更直观地了解流体压强与流速关系。

1.本节课的整个教学流程内容包含了大量的实验,学生参与度高，使学生经历实验，发现科学就在身边。

2.多项实验改进，使实验现象更明显。

3.模拟飞机机翼实验，吹风机产生持续气流通过机翼模型产生气压差，现象持久易于学生理解本节课内容。

4.自制液体流速演示器使学生加深流体压强与流速关系，现象明显比传统实验效果更好，并具有可持续性，让学生领会了连通器里液体的液面，并不是永远一样高，只有静止在连通器里的液体，液面的高度才是相同的，从而带给学生更多的启发和思维。

5.补充的三个创新分组实验，弥补了课本实验的不足，不仅有利于学生理解本节课的知识点，更是让学生利用身边的简单器材体验本节重点和难点，使本节课达到高潮，“气顶球”实验和“空气炮”实验，起到在课前激发学生学习兴趣与探究欲望。

6.本节制作的演示实验装置美观、耐用、绝大多数实验材料来自于生活，使学生随手可做实验小达人。培养其热爱科学、善于发现、动手操作的意识。

7.教师要重视实验教学，经常琢磨如何设计实验、创新实验、自制教具，从而更好的给学生讲清知识和内容，不能只给学生复制课本上的实验， 一个爱做实验的老师，往往会带出一批同样喜欢作实验、喜欢创新的学生。

总之，本节分组实验简单、有趣，让学生在快乐中探究新知；演示实验现象明显、持久，给学生留出了充足的分析观察时间；利用现代信息技术，由定性到定量；自制教具美观、独特、廉价、耐用。

本节实验也有一些不足，主要是实验较多，准备起来比较耗时。但实验虽然多，却都是能很快做完的小实验，不会占用过多的时间，因此，课上起来也比较从容，而且，这些实验器材都很耐用，如“探究气体和液体的压强演示仪”，以及探究“飞机机翼的升力”等装置，使用几十年都不会损坏，自制的精美教具，可以为教学服务多年，何乐而不为呢！