九年級物理流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系
【教學(xué)目標(biāo)】
通過實驗探究,初步了解流體的壓強(qiáng)與流速的關(guān)系。
課程理念的滲透和學(xué)生個性的培養(yǎng):
通過參與從生活走向物理科學(xué)探究活動,學(xué)習(xí)制訂簡單的科學(xué)探究計劃和實驗方案,觀察物理現(xiàn)象,能簡單描述所觀察物理現(xiàn)象的主要特征,歸納簡單的科學(xué)規(guī)律。讓學(xué)生真切地感受到科學(xué)的真實性,樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學(xué)道理,使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲,樂于參與觀察、實驗等科學(xué)實踐活動,初步體驗探索問題時的喜悅,領(lǐng)略它的美妙與和諧。
【教學(xué)方式】
小組合作實驗探究、班級師生交流。
【教學(xué)用具】
1.教師用具
教師自制的如圖
(1)所示的演示器、漏斗、乒乓球、自制的CAI課件
2.學(xué)生用具
乒乓球兩個、小木條兩根、飲料吸管一支、大號注射器一支、水槽一個、兩只塑料小船、一杯水、一根中間切開(未斷)折成直角的飲料吸管、兩張紙。
【教學(xué)過程】
一、新課引入
科學(xué)探究要素:提出問題并對問題的成因提出猜想
學(xué)習(xí)方法:從實驗觀察中發(fā)現(xiàn)與物理學(xué)有關(guān)的問題,嘗試根據(jù)經(jīng)驗對問題的成因提出猜想。
師:同學(xué)們,請先看一個實驗,如圖1所示,我打開閥門A,關(guān)閉閥門B,讓紅色的水流入管徑粗細(xì)不同的透明塑料管,請注意觀察三支小豎管中水柱的高度。你觀察到什么?
學(xué)生回答。
師:請看如果我打開閥門B,可以看到什么現(xiàn)象?
學(xué)生回答。
師:這時請看三支小豎管中水柱的高度是否相同?
學(xué)生回答。
師:你看高度發(fā)現(xiàn)什么特點呢?
學(xué)生回答。
師:根據(jù)學(xué)過的連通器原理,當(dāng)水不流動時,各容器的液面總保持相平。如今當(dāng)水流動時,小管中水柱的高度卻不相同,說明水平管中的深度也就不相同。根據(jù)液體的壓強(qiáng)公式p=ρgh,也就是說各個粗細(xì)管中水的壓強(qiáng)就不相同。同學(xué)們猜一猜,想一想,這個不相同可能會跟什么有關(guān)系呢?
學(xué)生回答。
師:同學(xué)們,請繼續(xù)看另一個實驗,如圖2所示,我把乒乓球放在伸平的手掌上,并把乒乓球放在翻轉(zhuǎn)的漏斗中,請看(說完,松開手掌),看到了什么現(xiàn)象?
學(xué)生回答。
師:我用嘴通過漏斗向下吹氣,同時放開手。又看到了什么現(xiàn)象?
學(xué)生回答。
師:乒乓球為什么在漏斗下方不會掉下來,我們分析看看,乒乓球能在漏斗下方不會掉下來,由物體的平衡條件可知,豎直方向除了受到重力以外,一定還受到一個向上的壓力。未吹氣時沒有這個現(xiàn)象,當(dāng)吹氣之后才產(chǎn)生這種現(xiàn)象,同學(xué)們再猜一猜,想一想,這個壓力可能會跟什么有關(guān)系呢?
學(xué)生回答。
師:吹氣就是氣體在流動,那么你們認(rèn)為與氣體的流動有關(guān),是吧?
學(xué)生回答。
師:液體和氣體,它們一個共同的.特點是:都具有流動性,統(tǒng)稱為流體。兩個實驗的共同之處是,流體在運(yùn)動時才導(dǎo)致現(xiàn)象的產(chǎn)生。且我們已猜測流體流動可能與流體的壓強(qiáng)存在有某種關(guān)系。那么,這可能是什么關(guān)系呢?
學(xué)生回答。
師:我們猜想這種關(guān)系無非存在兩種情況:
一種是流體在流速大的地方壓強(qiáng)大,在流速小的地方壓強(qiáng);另一種是流體在流速大的地方壓強(qiáng)反而小,在流速小的地方壓強(qiáng)反而大。究竟哪一種猜想是正確的呢?下面我們將通過實驗的方法進(jìn)行探究。
二、新課教學(xué)
科學(xué)探究要素:制定計劃與設(shè)計實驗
學(xué)習(xí)方法:明確探究目的,給定一些器材,由學(xué)生選擇并設(shè)計實驗方案,經(jīng)歷實驗的過程,來探究流體的流速與壓強(qiáng)的關(guān)系。
師:好,我們今天就來研究流體的流動速度與壓強(qiáng)的關(guān)系。同學(xué)們的桌子上有乒乓球兩個,小木條兩根,飲料吸管一支,大號注射器一支,裝滿水的水槽一個,兩只塑料小船,一杯水,一根中間切開(未斷)折成直角的飲料吸管,兩張紙等器材。自由選擇器材,做一到二組實驗。
這里提示你們,我們可以用嘴吹氣產(chǎn)生氣流,用注射器噴射水產(chǎn)生水流,通過一些物體的運(yùn)動狀況來分析判斷壓強(qiáng)大小的變化。
這里提供幾個參考實驗裝置,請看大屏幕,如圖3所示。同學(xué)也可以自己設(shè)計別的實驗方案。
圖3
科學(xué)探究要素:進(jìn)行實驗與收集證據(jù)
學(xué)習(xí)方法:通過觀察和實驗,記錄有關(guān)實驗現(xiàn)象。
師:現(xiàn)在我們的研究活動以小組進(jìn)行,請大家在小組內(nèi)積極地討論、研究方案,積極地用眼睛去觀察、用大腦去思考,并把你們發(fā)現(xiàn)的問題記錄下來,然后全班交流?纯丛趯嶒炛心馨l(fā)現(xiàn)些什么?集體的力量是巨大的,看看哪一小組做得最好?
。▽W(xué)生開始實驗、探究、討論,教師巡視各組的實驗情況)
科學(xué)探究要素:分析與論證
學(xué)習(xí)方法:分析物理現(xiàn)象,進(jìn)行簡單的推斷,歸納出科學(xué)的規(guī)律。
師:你們的實驗完成了嗎?
學(xué)生回答。
師:下面我們進(jìn)行全班交流,把你所看到的,所想的說出來與大家交流,就按順序來進(jìn)行,好不好?聲音要大些,那么,第一組開始吧。
估計學(xué)生會回答到的幾個情況:
。1)我們這一小組選擇老師提供的實驗裝置第三個圖,選擇用大號注射器一支,裝滿水的水槽一個,兩只塑料小船,作為實驗器材,用注射器向漂浮在水面上的兩只小船間噴射水流,可觀察到兩只船向中間靠近。
。2)我們這一小組選擇老師提供的實驗裝置第一個圖,把兩個乒乓球放在兩根小木條上,相對靠近一些,用一支飲料吸管向它們中間吹氣,兩個乒乓球互相靠近。
。3)我們這一小組選擇老師提供的實驗裝置第二個圖,我們選擇在兩張紙中間吹氣,結(jié)果看到兩張紙不但沒有被吹開反而互向中間靠近。
(4)我們這一小組選擇老師提供的實驗裝置第四個圖,我們把一根中間切開(未斷)折成直角的飲料吸管,一端插入水中,向管中間吹氣,我們可看到水霧從切口處噴出。我們認(rèn)為管中間被我們吹氣,因此切口處壓力變小,底下的大氣壓就會產(chǎn)生一個力把水往中間壓。因此,我們也認(rèn)為:流體在流速大的地方壓強(qiáng)反而小,在流速小的地方壓強(qiáng)反而大。
……
師:好,非常好!還有沒有不按照大屏幕上的實驗方案,而設(shè)計其他實驗方案呢?
師:好,因氣流具有不可見性,并且流體不容易任意控制,我們結(jié)合同學(xué)分析的現(xiàn)象,采用CAI課件對實驗現(xiàn)象進(jìn)行分析。
。ú僮鰿AI課件)
師:綜上所述,我們可以得出結(jié)論:流體在流速大的地方壓強(qiáng)小,在流速小的地方壓強(qiáng)大。
科學(xué)探究要素:評估、交流
師:我們一起對上述實驗方案進(jìn)行評估和交流。
第一、看看實驗方法是否存在缺陷,是否需要改進(jìn);
第二、是否還有其他實驗方案也可以實現(xiàn)實驗?zāi)康模?/p>
第三、利用其他比較簡單的實驗器材是否也能說明問題等。
并作為同學(xué)們的家庭作業(yè)。
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