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人教版初中上冊(cè)化學(xué)《流體浮力與流速的關(guān)系》教案
教學(xué)目標(biāo)
1、通過探究實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)流體浮力與流速的關(guān)系。
2、通過對(duì)流體浮力與流速的關(guān)系的認(rèn)識(shí)，解釋客機(jī)升力的形成，并解釋相關(guān)現(xiàn)象。
3、通過實(shí)驗(yàn)加大中學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力
4、培養(yǎng)中學(xué)生用所學(xué)知識(shí)剖析解決實(shí)際問題的能力。
教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)：
1、通過探究實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)流體浮力與流速的關(guān)系。
2、通過對(duì)流體浮力與流速的關(guān)系的認(rèn)識(shí)，解釋客機(jī)升力的形成，并解釋相關(guān)現(xiàn)象。
教學(xué)難點(diǎn)：
運(yùn)用流體浮力與流速的關(guān)系解釋客機(jī)升力形成的緣由等相關(guān)現(xiàn)象。
教學(xué)工具
兵乓球、白紙、注射器、小船、漏斗、燒杯、吸管、自制連通器、多媒體教案等
教學(xué)過程
一、新課引入：
朋友們，請(qǐng)先看一個(gè)實(shí)驗(yàn)，如圖所示，我打開球閥A，關(guān)掉球閥B，讓藍(lán)色的水流入內(nèi)徑粗細(xì)不同的透明塑膠管，請(qǐng)注意觀察三支小豎管中火柱的高度。你觀察到哪些?(三個(gè)容器的海面高度是一樣的，圖1所示是一個(gè)連通器，連通器里放入同種液體，且液體不流動(dòng)是，各容器中液面總保持相平。)
請(qǐng)看假如我打開球閥B，可以見到哪些現(xiàn)象?(水從B端流出)這時(shí)請(qǐng)看三支小豎管中火柱的高度是否相同?(不相同)你看高度發(fā)覺哪些特征呢?(粗管處的火柱高、細(xì)管處的火柱低)
剖析：按照學(xué)過的連通器原理，當(dāng)水不流動(dòng)時(shí)，各容器的液面總保持相平。現(xiàn)在當(dāng)水流動(dòng)時(shí)，小管中火柱的高度卻不相同，說明水平管中的深度也就不相同。按照液體的浮力公式p=ρgh，也就是說各個(gè)粗細(xì)管中水的浮力就不相同。
朋友們猜一猜，想一想，這個(gè)不相同可能會(huì)跟哪些有關(guān)系呢?(水是否流動(dòng))
朋友們，請(qǐng)繼續(xù)看另一個(gè)實(shí)驗(yàn)，如圖所示，我把兵乓球置于伸平的手指上，并把兵乓球置于翻轉(zhuǎn)的漏斗中，請(qǐng)看(說完，握住右手)，見到了哪些現(xiàn)象?(兵乓球掉出來)
如今我用嘴通過漏斗向上吹氣，同時(shí)放開手。又見到了哪些現(xiàn)象?(兵乓球沒有掉出來)
剖析：兵乓球?yàn)槟男┰诼┒废路讲粫?huì)掉出來，我們剖析瞧瞧，兵乓球能在漏斗下方不會(huì)掉出來，由物體的平衡條件可知，豎直方向不僅遭到重力以外，一定還遭到一個(gè)向下的壓力。未吹氣時(shí)沒有這個(gè)現(xiàn)象，當(dāng)吹氣以后才形成這些現(xiàn)象，朋友們?cè)俨乱徊拢胍幌耄@個(gè)壓力可能會(huì)跟哪些有關(guān)系呢?(吹氣就是二氧化碳在流動(dòng)，壓力于二氧化碳的流動(dòng)有關(guān))
液體和二氧化碳，它們一個(gè)共同的特征是：都具有流動(dòng)性，也稱為流體。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的共同之處是，流體在運(yùn)動(dòng)時(shí)才引起現(xiàn)象的形成。且我們已推測(cè)流體流動(dòng)可能與流體的浮力存在有某種關(guān)系。這么，這可能是哪些關(guān)系呢?
二、新課教學(xué)
1、科學(xué)探究：流體浮力與流速的關(guān)系
根據(jù)班級(jí)分組情況，給每位小組配備右圖所示的實(shí)驗(yàn)器材，要求每位小組自由選擇器材，做一到二組實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)你們?cè)谛〗M內(nèi)積極地討論、研究方案，積極地用耳朵去觀察、用腦部去思索，并把大家發(fā)覺的問題記錄出來，之后全班交流。瞧瞧在實(shí)驗(yàn)中能發(fā)覺些哪些?集體的力量是巨大的，瞧瞧哪一小組做得最好?
(中學(xué)生開始實(shí)驗(yàn)、探究、討論，班主任巡視各組的實(shí)驗(yàn)情況)
交流展示：下邊我們進(jìn)行全班交流，把你所看見的流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系的題，所想的說下來與你們交流。
恐怕中學(xué)生會(huì)回答到的幾個(gè)情況：
(1)我們這一小組選擇老師提供的實(shí)驗(yàn)裝置第三個(gè)圖，選擇用小號(hào)注射器一支，裝滿水的水槽一個(gè)，兩只塑膠小船，作為實(shí)驗(yàn)器材，用注射器向飄浮在海面上的兩只小船間噴射水流，可觀察到兩只船向中間緊靠。
(2)我們這一小組選擇老師提供的實(shí)驗(yàn)裝置第一個(gè)圖，把兩個(gè)兵乓球置于兩根小鋼條上，相對(duì)緊靠一些，用一支啤酒吸管向它們中間吹氣，兩個(gè)兵乓球相互緊靠。
(3)我們這一小組選擇老師提供的實(shí)驗(yàn)裝置第二個(gè)圖，我們選擇在兩張紙中間吹氣，結(jié)果見到兩張紙不但沒有被吹開反倒互向中間緊靠。
(4)我們這一小組選擇老師提供的實(shí)驗(yàn)裝置第四個(gè)圖，我們把一根中間切開(未斷)折成直角的啤酒吸管，一端插入水底，向管中間吹氣，我們可見到霧氣從切口處噴吐。我們覺得管中間被我們吹氣，因而切口處壓力變小，里邊的大氣壓都會(huì)形成一個(gè)力把水往中間壓。為此，我們也覺得：流體在流速大的地方浮力反倒小，在流速小的地方浮力反倒大。
得出推論：在二氧化碳和液體中，流速越大的位置浮力越小。
2、飛機(jī)的升力
播放關(guān)于客機(jī)得視頻，提出問題：
客機(jī)為何能上天?是誰給客機(jī)提供升力的?它又是怎樣提供升力的?
為了使中學(xué)生回答前面的三個(gè)問題，提示中學(xué)生注意觀察翼型的形狀。引導(dǎo)中學(xué)生借助白紙制做噴管模型，親身體驗(yàn)客機(jī)升空的道理。(和中學(xué)生一起完成課本P92“想想做做”)
播放視頻“研究客機(jī)的升力”，加深中學(xué)生對(duì)本段知識(shí)的理解，更好的把握客機(jī)升空的緣由。
3、智慧點(diǎn)擊
1)二氧化碳和液體都可以流動(dòng)，也稱為。在流體中，流速越大的位置浮力。
2)空軍海軍在為商船護(hù)航時(shí)，護(hù)編隊(duì)通常采用前后方式護(hù)航，而不采用“并排”護(hù)航，這是由于流體速率大的地方，當(dāng)兩船高速并排行駛時(shí)，容易發(fā)生車禍。
3)若是翼尖裝反了，客機(jī)能夠上天嗎?為何?你有哪些意外的發(fā)覺嗎?
這是一道開放性試卷，通過逆向思維的方法培養(yǎng)中學(xué)生創(chuàng)新的能力。中學(xué)生討論過后，引出“氣流偏導(dǎo)器”。
簡略介紹“氣流偏導(dǎo)器”(通過視頻或圖片)。有的蘭博基尼在車的尾部設(shè)計(jì)安裝了一種“氣流偏導(dǎo)器”，它的上表面平直，頂部呈圓弧凸出，相當(dāng)于一個(gè)倒置的翼型。當(dāng)街車高速行駛時(shí)，車輪能拿更好地抓緊地面。
課后小結(jié)
二氧化碳和液體也稱流體，在流體中，流速越大的位置浮力越小。
流體浮力與流速的關(guān)系教學(xué)設(shè)計(jì)
教學(xué)目標(biāo)
1.曉得流體浮力的大小與流速的關(guān)系;
2.了解客機(jī)升力形成的誘因;
3.會(huì)解釋有關(guān)流體浮力與流速關(guān)系的一些現(xiàn)象.
教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重難點(diǎn)
通過實(shí)驗(yàn)探究得到流體的浮力與流速的關(guān)系。
運(yùn)用流體浮力與流速的關(guān)系解釋客機(jī)升力動(dòng)因及其他相關(guān)化學(xué)現(xiàn)象。
教學(xué)過程
一、流體浮力
●自主預(yù)習(xí)
閱讀課本第44、45面的內(nèi)容，完成下邊的問題：
1.哪些是流體?如何能使流體流動(dòng)?舉例說明。
2.在二氧化碳和液體中，流速越大的地方浮力越小，流速越小的地方浮力越大。
3.在相同時(shí)間內(nèi)，進(jìn)氣道上方氣流通過的路程較長，因此速率較大，它對(duì)翼尖上表面的浮力較小;下方氣流通過的路程較短，速率較小，它對(duì)進(jìn)氣道下表面的浮力較大，這樣，翼型上、下表面就存在著浮力差，因此有壓力差，這就是形成升力的誘因。
●小組討論
1.小試驗(yàn)：用手握著兩張紙，讓紙自由下垂，在兩張紙的中間向上吹氣，觀察兩張紙如何運(yùn)動(dòng)?(或用電吹風(fēng)向上吹兵乓球)
邊做邊思索，并在小組內(nèi)討論為何會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象?
2.通過我們的試驗(yàn)探究，我們驗(yàn)證了流體浮力和流速的關(guān)系，現(xiàn)今讓我們來觀察一下客機(jī)的進(jìn)氣道，思索一下客機(jī)為何能在空中翱翔呢?
觀察：客機(jī)翼型的形狀是上凸下平;
客機(jī)靜止在地面，能夠手動(dòng)騰飛?不能;
客機(jī)加速前進(jìn)時(shí)，翼型上下方空氣的流速關(guān)系是：上方空氣流速小于下方空氣流速;
依據(jù)我們學(xué)習(xí)的知識(shí)，客機(jī)上下方浮力的大小關(guān)系是：下方浮力小于上方浮力;
由此，翼型上下表面存在浮力差，就形成了向下的升力.當(dāng)升力小于重力時(shí)，客機(jī)就騰飛了.
3.觀看龍卷風(fēng)視頻，你曉得龍卷風(fēng)是怎樣形成的嗎?
4.完成如右圖所示的實(shí)驗(yàn)，將三節(jié)半徑不同的塑膠管連結(jié)在一起，之后與抽氣機(jī)相通。將三個(gè)二氧化碳浮力傳感分別裝入管內(nèi)，將傳感與計(jì)算機(jī)相連。當(dāng)抽氣機(jī)抽氣時(shí)，觀察計(jì)算機(jī)上三個(gè)位置二氧化碳的浮力值。剖析是不是二氧化碳流速大的地方浮力小。
●教師點(diǎn)撥
1.客機(jī)前進(jìn)時(shí)，襟翼與周圍的空氣發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系的題，相當(dāng)于有氣流迎頭流過翼型，氣流被襟翼分成兩部份，因?yàn)閲姽軝M截面的形狀上下不對(duì)稱，在相同的時(shí)間里噴管上方氣流通過的路程較長，因此速率較大。下方氣流通過的路程較短，因此速率較小。
2.二氧化碳遵循“在流體中，流速大的位置浮力小”的規(guī)律，液體也遵循“在流體中，流速大的位置浮力小”的規(guī)律。
●跟蹤訓(xùn)練
1.小明朋友在倒置的漏斗里放一個(gè)兵乓球，用右手托住兵乓球.之后從漏斗口向上使勁吹氣，并將右手移開，如圖所示，這么以下剖析正確的是(B)
A.兵乓球不會(huì)下落，由于其上方二氧化碳流速減小，浮力變大
B.兵乓球不會(huì)下落，由于其上方二氧化碳流速減小，浮力變小
C.兵乓球會(huì)下落，由于其上方二氧化碳流速減小，浮力變大
D.兵乓球會(huì)下落，由于其上方二氧化碳流速減小，浮力變小
2.你是否有過這樣的經(jīng)歷：撐一把陽傘行走在雨中，如圖所示，一陣狂風(fēng)吹起，豎直方向傘面可能被“吸”，發(fā)生形變。下述有關(guān)這一現(xiàn)象及其解釋，正確的是(B)
A.傘面被向上“吸”B.傘上方的空氣流速小于下方
C.傘上方的空氣流速等于下方D.傘上方的空氣流速大于下方
3.把一根長約250px左右的啤酒吸管A插在盛水的瓶子中，另一根吸管B的管口貼靠在A管的下端，往B管中輕輕吹氣，會(huì)聽到A管中液面上升，這是由于A管上方空氣流速減小，使浮力減少而導(dǎo)致的結(jié)果。
4.打開自來水龍頭，使自來水流過如圖所示的玻璃管，在A、B、C三處，水的流速較大的是B處，浮力較小的是B處(填“A”、“B”或“C”).
5.列車站臺(tái)邊沿處標(biāo)有一條安全線，人必須站在安全線以外的位置候車.其緣由是列車飛速駛過北站時(shí)，易發(fā)生安全車禍。安全線以內(nèi)的空氣流速減小、壓強(qiáng)降低(以上均選填“增大”、“減小”或“不變”).
6.(湖南泰安)如圖所示，海軍護(hù)航編隊(duì)在較近距離時(shí)通常采用前后護(hù)航方式，而不采用“并排”護(hù)航。當(dāng)兩船高速并排行駛時(shí)，兩船之間流體流速大浮力小，容易發(fā)生碰撞車禍。
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