第四节　流体的压强与流速的关系

教学目标：

一、知识与技能：

1. 了解气球的压强与流速的关系。

2. 了解飞机的升力是怎样产生的。

3. 了解生活中跟气体的压强与流速相关的现象。

二、过程与方法

1. 通过观察，认识气体的压强跟流速有关的现象。

2. 体验由气体压强差异产生的力。

三、情感态度与价值观

初步领略气体压强差异所产生现象的奥妙，获得对科学的热爱、亲近感。

重点：了解气体压强与流速的关系。

教学过程

一、引入

叙述几个常见的生活情景，如：

1. 一阵秋风吹过，地上的落叶像长了翅膀一样飞舞起来。

2. 冬天，风越刮越大，带烟囱的炉子里的火越烧越旺，火苗越蹿越高。

3. 居室前后两面的窗子都打开着，过堂风吹过，居室侧面摆放的衣柜的门被吹开了。

这些都是生活中司空见惯的生活现象，同学们思考过其中的奥妙吗？科学往往就藏在我们身边，今天这节课我们就要通过实验揭示这些现象的小秘密。

二、学生实验，确立研究课题

（一）学生实验

教师布置给学生以下七个实验，要求学生在 15 分钟内，选择其中一部分，根据要求进行实验（选择的实验越多越好），提醒学生注意认真观察实验现象。

1. 纸条一端贴近下嘴唇，用力向纸条上方吹气，观察现象（图 1 ）。

2. 将一张纸折成∩形（图 2 ）平放在桌子上，用力向∩ 形纸的 下方与桌面之间的空间吹气，观察现象。

图 2

3. 用手握着两张纸，让纸自由下垂，在两张纸的中间向下吹气（图 3 ），观察两张 纸怎样 运动。

图 3

4. 在倒置的漏斗里放一个乒乓球，用手指托住乒乓球，然后从漏斗口向下用力吹气（图 4 ），并将手指移开，观察现象。

图 4

5. 两个乒乓球用绳拴好，手提绳将两个球平行放置，向两个球中间用力吹气，观察现象。（图 5 ）

图 5

6. 把一根长 10 cm 左右的饮料吸管 A 插在盛水的杯子里，另一根吸管 B 的管口贴靠在 A 管的上端。往 B 中用力吹气，观察现象。（图 6 ）

图 6

7. 轻轻捏着一个轻质小勺的勺柄，能使小勺在手指间晃动自如，打开水龙头，让水稳定的往下流，把勺子的凸面靠近水流，观察现象。（图 7 ）

图 7

（二）现象汇总

实验结束后，组织学生分组汇报实验现象。

引导学生分析这些实验：

1. 实验中的研究对象为什么会运动？（研究对象的两面存在压强差）

2. 什么原因造成了压强差的存在？

3. 这些实验共同说明了一个什么问题？

（三）确立课题、得出结论

学生小组讨论总结出：这些实验都是研究了气体压强与流速的关系。

实验现象归纳出实验结论：在气体中，流速越大的位置压强越小。

三、设计实验、解释现象

放手让学生运用结论，利用身边的器材再自行设计一两个小实验。

比如，“吹硬币”、乒乓球被水流吸住、电吹风向上对着乒乓球吹、越吹越不跑等实验。（这个实验也可演示，由学生解释现象）

实验后讨论分析下列问题：

1. 在火车站或地铁站的站台上，离站台边缘 1 m 左右的地方标有一条安全线，乘客必须站在安全线以外的地方候车，这是为什么？

2. 为什么风暴常常会把房子的顶部掀掉？

3. 观察课题引入的三个场景，解释现象。

四、应用类比、深入课题

利用类比的方法，把研究课题从“气体压强与流速的关系”转移到“液体压强与流速的关系”上来，引导学生沿着这样一种思维程序进行探究。甚至于思维程序的每一环节都可以引导学生自己得出。

提出问题：气体压强和流速有这样的关系，那么液体呢？

进行类比：气体和液体有许多相似性，可以类比的猜想。

形成假说：在液体中，流速越大的地方压强越小。

实验检验：请同学们以小组为单位设计实验来验证。比如两只塑料泡沫小船并列放入水中，加快中间水的流速，观察现象。

得出结论：验证了假说的正确性。

生活应用：热水器中冷热水的混合（可以进行课堂演示）。当水平管中不断有冷水通过时，管内压强减小，热水会沿竖直管上升与横管中的冷水混合。

图 8

五、拓展创造

1. 与飞机的机翼相似，鸟的翅膀上方也呈弧形。由于鸟的翅膀的柔韧性好，它们拍动翅膀时不仅产生升力，而且还会带着鸟儿往前飞。

2. 像机翼、鸟的翅膀的这种形状的应用很多，比如跑车的车头呈流线型，当跑车跑得太快，车会有什么危险？（发飘、不稳）怎样避免这种危险？

学生讨论，找出解决问题的方法（启发学生能不能根据机翼的作用，用逆向思维的创造方法来思考）：

在跑车的尾部安装一只倒置的翅膀，弧形朝下，当车速很大时，作用在这只翅膀上的方向向下的压强大，这样可以增强车轮的着地性能。实际上，这种翅膀已被采用，叫气流 偏导器 。

图 9