流体浮力与流速的关系教学案例安乡一中主题背景:本节课是人教版九年级数学十四章第四节,《流体的浮力与流速的关系》介绍了具有流动性的二氧化碳和液体的浮力与流速的关系,是属于流体动力学的知识,该知识在日常生活和生产中有较广泛的应用。教材内容安排先通过实验得出流体压强与流速的关系,之后又通过实验并结合客机翼型的横截面图剖析客机襟翼形成升力的诱因。流体浮力与流速的关系这一知识点的内容较为具象,我们通常不易看到,所以对于小学生学习上去就更为困难。在本节课的教学过程中可适当让中学生动手做些实验,来观察流体运动而形成的一些现象,这样更有助于中学生对这一知识的理解。九年级的中学生对实验现象背后隐藏的科学奥秘有一定的兴趣,并对揭露这层神秘的面纱有着强烈的心愿。经过一年的学习,她们已有了一定的科学常识和认知基础,对探求自然现象并对观察到的实验现象进行解释早已储备了一定的知识。她们早已可以进行简单的实验设计并动手去实践这个设计,也有了一定的观察能力,欠缺的是对实验现象的尝试性的解释。基于以上剖析,这堂课的主导思想以中学生分组合作自主设计实验观察解释的流程进行教学流体压强与流速的关系的题,从真正意义上把课堂交给中学生,中学生自主探求学习,互相协作,在实验过程中感受科学心态和探求精神,在感受的过程中完成本节的三维教学目标。
教学目标知识与技能:1、了解流体的浮力与流速的关系。2、了解客机的升力如何形成的。3、了解生活中跟流体的浮力与流速相关的现象过程与方式:1、通过观察,认识二氧化碳的浮力跟流速有关的现象。2、体验由二氧化碳浮力差别形成的力。情感与价值观:1、初步展现二氧化碳浮力差别所形成的现象的奥秘,获得对科学的热爱、亲近感。2、培养中学生勇于抒发自己的看法,随时关注周围的人和事以及有关现象。二、教学重点:了解流体在稳定流动时,在流速大的地方浮力小,在流速小的地方压强悍三、教学难点:了解客机翼型的形状,及客机升力形成的诱因。培养中学生观察实验现象并学会借助所学知识合理地解释现象的能力。四、教学策略:1、教学方式:以引导为主,老师适时地指导;适时地组织中学生进行讨论并引导中学生扩充;2、学习技巧:小组合作,自主实验,按照自己的兴趣爱好,围绕本节主题进行活动,观察现象,对现象尝试合理解释,并进行小组交流;3、教学手段:自主实验为主,辅助以多媒体设备进行引导。4、评价方式:小组成员互相评价,各小组之间进行评价与推荐;五、教学打算:实验器材:各小组纸片三张,杯子一个,漏斗一个,兵乓球一个,吸水纸若干,水槽一个,注射器一个,泡沫塑胶两块;班主任打算伯努利实验器材,模型客机,风扇一台。
多媒体应用:阅兵式视频片段(MPG),液体流动时浮力与流速的关系(PPT),客机飞行实况(MPG),进气道模型剖析(flash),番茄球的精彩片段(MPG),番茄球的原理剖析(flash)。教学过程:师生共同观看《国庆60华诞阅兵式》视频片段。提问:朋友们观看了这段视频后有哪些看法?兴奋?(为科技的急速发展而兴奋)自豪?(为祖国的强悍而自豪)想飞上蓝天?(中学生回答)哟!有如此多的朋友相当飞行员呀!我也想,实际上我们的人类先祖在第一次见到天空中自由翱翔的鸟儿时,也在梦想着有朝一日能像鸟儿一样拥有一双翅膀在空中自由飞翔、俯瞰大地。我们勇敢而智慧的先知们也正是这样去不断的探求的,但却经历了无数次的失败,付出许多泪水甚至血水,才总算梦想成真!所以我们更有必要去好好学习,储备足够的知识,只有让知识的翅膀更强更硬,能够飞得更高更远。提问:我们在第三、四节分别学习了液体的浮力和二氧化碳的浮力,二氧化碳和液体内部浮力形成的缘由是哪些?中学生回答(具有重力和流动性)这么像这些具有流动性的二氧化碳、液体也称为流体(如水、空气„)。(板书)我们在第三、四节分别探究了不流动时的液体和二氧化碳内部的浮力,这么当这种流体流动时,其内部浮力又会有哪些特征呢?流体的浮力又受哪些诱因影响呢?这是我们这节课主要要解决的问题,解决这种问题也正是我们人类能够飞上蓝天的关键。
流体浮力与流速的关系(板书)我们先来做几个实验:【实验一】实验所用器材:两张薄字条实验方式:两张字条竖直平行放置,向两张纸中间吹气。吹气前现象【实验二】实验所用器材:一张薄字条实验技巧;先放在额头下方,之后沿水平方向吹气。吹气前现象引导中学生利使劲学的知识储备,尝试解释形成这种现象的缘由,并大胆进行猜测:流体的浮力与流速的关系。【实验验证】伯努利实验介绍伯努利实验的装置及实验方式,老师演示,中学生认真观察现象。提问:这个装置是我们学过的哪些?当上面的水不流动时,有哪些特征?(中学生回答)若上面的水发生流动,同学们猜一猜又会形成哪些现象呢?引导中学生借助讲义剖析流体浮力与流速的关系得出推论:在二氧化碳和液中,流速越大的位置浮力越小。(板书)由此证明我们的猜测是正确的,我们是最棒的,来,给自己一点掌声!实际上,在200多年曾经,法国化学学家丹尼尔伯努利早已用上述装置验证了这个推论。朋友们一定也想了解丹尼尔伯努利其人其事吧,一上去看大屏幕。(屏幕显示)我们再来做几个游戏,并用我们刚刚学习的知识来解释这种现象。【做一做,比一比】【实验三】硬币“跳高”比赛引导中学生找到最好的方式,让硬币跳得更高,并解释跳上去的诱因。
【试一试】乒乓球会掉出来吗?器材:一个兵乓球、漏斗规则:将兵乓球置于漏斗里,用右手抵住兵乓球并将漏斗倒置过来,嘴对着漏斗口向上吹气,松手后球会掉出来吗?(中学生做,老师巡视指导,并引导中学生剖析并做出合理的解释)这么,我们未来的飞行员们,庞大的客机是如何飞上蓝天的呢?(播放客机起飞过程的视频)我们先来看一段视频,希望这段视频能给我们以启发。(播放客机升力的flash讲义)结合flash讲义讲解客机升力的形成。客机的升力:因为翼型的形状上凸下平,在空气中运动时,同过翼型的上下表面的空气流速不同而存在浮力差,形成了向下的升力。(板书)喔!原先客机就是这样飞上去的。给你们一个惊喜,明天老师也带来了一架客机——(故意停顿)的进气道模型。我们也来当一次客机的设计师,做一次风洞试验,检验一下新型客机的性能,看能不能让客机飞上去。【实验五】演示客机的起飞请一位朋友来协助老师一起完成实验。实际上客机的形成,是源自于人类对动物的深入研究。鸡翅膀都吃过吧,跟喷管的形状相像——上凸下平,这就是动物为何能在天空自由飞翔的缘由。〖情景题一〗聪明的鸟类世界——灰雁巧胜大自然请看屏幕,这是一只原产自法国和意大利灰雁,灰雁是世界上容积最大的野鹅,它正在空中自由飞翔。
忽然天气情况显得很恶劣,这一高度的空气流动很大,特别不稳定,它须要增加高度以甩掉这些不利的状况。请朋友们帮它想想办法,他如何能够迅速的增加高度呢?(组内同事讨论后回答)我们瞧瞧这只灰雁会怎样做?它的身体翻转了180度,腹部朝上,身体朝下,就这样以一种奇特的姿态继续飞行流体压强与流速的关系的题,尽管看上去给人一种不可能的觉得,但灰雁的这些特技演出——被称之为“”——实际上是一种真实存在而且久经考验的形式。灰雁用它的智慧神奇地击败了大自然,人类从大自然中也获得了许多启发:——汽车的扰流板板。请朋友们看大屏幕。引导中学生从扰流板板的形状上剖析它的作用。(中学生作简略讨论后举手回答,之后班主任总结归纳。)可作如下剖析道理:结构像“装反了的进气道”上方气流速率慢于下方气流速率上表面受大气浮力小于下表面受大气浮力给了车身较大压力(降低了稳定性)因而加强了与地面磨擦力减小了动力。有了这些装置,坐在小车辆里肯定是十分平稳的、舒服的。列车你们一定也坐过吧,站在列车站的站台上等车时,你们一定有所发觉(大屏幕显示)——黄色的安全线。你们一定晓得这条线的作用是哪些吧?(中学生举手回答)朋友们回答的挺好,而这条警戒线并不是与列车同时出现的,我们来了解一下“安全线”的来历:(大屏幕显示)车祸的原凶:列车运动时,因为与空气之间的磨擦,会推动周围的空气一起往前运动。
人与列车之间的空气流速大,浮力小;人两侧的空气流速小,压强悍,因此对人体形成朝向列车的浮力差。所以自此之后距站台边缘1m的位置画了一条黄线来警告旅客:不要跨过此线,否则会有生命危险。〖情景题二〗争当小主人,为世博会进言献计。2010年中国的北京发生一件大事——世博会。2010年的广州世博会主题是“城市,让生活更美好”,而运行于中国最大都市上海和南京之间的D31/32车,拉近了两个城市的距离,促使了城市间的交流,无疑是弘扬这一理念的绝佳载体。列车组动车推动城市文明的流动,开启了一趟趟“和谐旅程”。所以把D31/32次动车命名为“世博和谐之旅”号火车。而北京世博会的主题是以“人”为核心,而早在2007月18日全省高铁第六次大提速已开始施行,最高车速可达250公里。为了让现代科技为人类服务,与人类和谐共存,作为国家的小主人——我们为北京世博会组委会进言献计。(引导中学生从刚才学过的流体浮力知识角度去剖析)班主任充分肯定中学生的发言,并归纳总结:1、安全线退后2、栏杆式安全线3、安全屏蔽门4、安全红绿灯警戒线5、提高人们的安全意识我们总能从教训中吸取经验,这些车祸除了在陆地上发生过,在水底也发生过:“奥林匹克”号惨剧(大屏幕显示)【实验六】现场模拟(班主任引导中学生实验后,小组内朋友互相讨论,剖析缘由。
班主任给与肯定并进行归纳剖析。)车祸的缘由:两船并列航行时,两船之间的水相对船的流速大,浮力小;两船两侧的水流速小,压强悍,形成向内的浮力差。劝告我们:为避免这种风波的发生,渡轮航行时一定不要并列行使。明天这节课你们的表现都很积极,都很棒,下边我们一起看一段兵乓比赛轻松一下。(视频播放“美丽的曲线”)提问:是不是特别精彩?这就是所谓的草莓球,想不想晓得猕猴桃球形成的原(中学生激动的回答)想晓得可以,但必须满足老师的一个要求,告诉我们明天这节课你学到了什(课堂小结以后,再通过flash教案帮助朋友们剖析猕猴桃球形成的缘由。)课堂小结:1、流体:流动的二氧化碳和液体的总称2、流体浮力与流速的关系:液体在流速大的地方浮力小,在流速小的地方压强悍。3、飞机的升力缘由巩固练习作业:1、如图是美洲草原犬鼠山洞的横截面示意图.山洞有两个出口,一个是平的,而另一个则是凸起的方形墓坑.生物学家不是很清楚其中的缘由,她们推测:草原犬鼠把其中的一个洞口堆成土包状,是为了建一处视野宽阔的了望台,并且如果这一假定创立的话,它又为何不在两个洞口都堆上土包呢?那样不就有了两个了望台了吗?你对此有何感想2、相信你们都有过这样的经历:步行在雨中,我们会打一把伞.一阵狂风吹起,阳伞会被向下吸上去.这是为何呢?你能不能用明天所学的知识解释这个现象3、据你的了解,以下各类飞行器,升空的原理是哪些?教学反省1《流体浮力与流速的关系》一节,知识点较少,刚好借助此机会引导中学生自己探究,并通过制喷管模型锻练中学生动手能力,进一步迸发中学生学习数学的兴趣,