九年級物理流體壓強與流速的關係

【教學目標】

透過實驗探究，初步瞭解流體的壓強與流速的關係。

課程理念的滲透和學生個性的培養：

透過參與從生活走向物理科學探究活動，學習制訂簡單的科學探究計劃和實驗方案，觀察物理現象，能簡單描述所觀察物理現象的主要特徵，歸納簡單的科學規律。讓學生真切地感受到科學的真實性，樂於探索自然現象和日常生活中的物理學道理，使學生產生強烈的求知慾，樂於參與觀察、實驗等科學實踐活動，初步體驗探索問題時的喜悅，領略它的美妙與和諧。

【教學方式】

小組合作實驗探究、班級師生交流。

【教學用具】

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、兩隻塑料小船、一杯水、一根中間切開（未斷）折成直角的飲料吸管、兩張紙。

【教學過程】

一、新課引入

科學探究要素：提出問題並對問題的成因提出猜想

學習方法：從實驗觀察中發現與物理學有關的問題，嘗試根據經驗對問題的成因提出猜想。

師：同學們，請先看一個實驗，如圖1所示，我開啟閥門A，關閉閥門B，讓紅色的水流入管徑粗細不同的透明塑料管，請注意觀察三支小豎管中水柱的高度。你觀察到什麼？

學生回答。

師：請看如果我開啟閥門B，可以看到什麼現象？

學生回答。

師：這時請看三支小豎管中水柱的高度是否相同？

學生回答。

師：你看高度發現什麼特點呢？

學生回答。

師：根據學過的連通器原理，當水不流動時，各容器的液麪總保持相平。如今當水流動時，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。根據液體的壓強公式p=ρgh，也就是說各個粗細管中水的壓強就不相同。同學們猜一猜，想一想，這個不相同可能會跟什麼有關係呢？

學生回答。

師：同學們，請繼續看另一個實驗，如圖2所示，我把乒乓球放在伸平的手掌上，並把乒乓球放在翻轉的漏斗中，請看（說完，鬆開手掌），看到了什麼現象？

學生回答。

師：我用嘴透過漏斗向下吹氣，同時放開手。又看到了什麼現象？

學生回答。

師：乒乓球爲什麼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象，當吹氣之後才產生這種現象，同學們再猜一猜，想一想，這個壓力可能會跟什麼有關係呢？

學生回答。

師：吹氣就是氣體在流動，那麼你們認爲與氣體的流動有關，是吧？

學生回答。

師：液體和氣體，它們一個共同的.特點是：都具有流動性，統稱爲流體。兩個實驗的共同之處是，流體在運動時才導致現象的產生。且我們已猜測流體流動可能與流體的壓強存在有某種關係。那麼，這可能是什麼關係呢？

學生回答。

師：我們猜想這種關係無非存在兩種情況：

一種是流體在流速大的地方壓強大，在流速小的地方壓強小；另一種是流體在流速大的地方壓強反而小，在流速小的地方壓強反而大。究竟哪一種猜想是正確的呢？下面我們將透過實驗的方法進行探究。

二、新課教學

科學探究要素：制定計劃與設計實驗

學習方法：明確探究目的，給定一些器材，由學生選擇並設計實驗方案，經歷實驗的過程，來探究流體的流速與壓強的關係。

師：好，我們今天就來研究流體的流動速度與壓強的關係。同學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，兩隻塑料小船，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。

這裏提示你們，我們可以用嘴吹氣產生氣流，用注射器噴射水產生水流，透過一些物體的運動狀況來分析判斷壓強大小的變化。

這裏提供幾個參考實驗裝置，請看大屏幕，如圖3所示。同學也可以自己設計別的實驗方案。

圖3

科學探究要素：進行實驗與收集證據

學習方法：透過觀察和實驗，記錄有關實驗現象。

師：現在我們的研究活動以小組進行，請大家在小組內積極地討論、研究方案，積極地用眼睛去觀察、用大腦去思考，並把你們發現的問題記錄下來，然後全班交流。看看在實驗中能發現些什麼？集體的力量是巨大的，看看哪一小組做得最好？

（學生開始實驗、探究、討論，教師巡視各組的實驗情況）

科學探究要素：分析與論證

學習方法：分析物理現象，進行簡單的推斷，歸納出科學的規律。

師：你們的實驗完成了嗎？

學生回答。

師：下面我們進行全班交流，把你所看到的，所想的說出來與大家交流，就按順序來進行，好不好？聲音要大些，那麼，第一組開始吧。

估計學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，兩隻塑料小船，作爲實驗器材，用注射器向漂浮在水面上的兩隻小船間噴射水流，可觀察到兩隻船向中間靠近。

（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。我們認爲管中間被我們吹氣，因此切口處壓力變小，底下的大氣壓就會產生一個力把水往中間壓。因此，我們也認爲：流體在流速大的地方壓強反而小，在流速小的地方壓強反而大。

……

師：好，非常好！還有沒有不按照大屏幕上的實驗方案，而設計其他實驗方案呢？

師：好，因氣流具有不可見性，並且流體不容易任意控制，我們結合同學分析的現象，採用CAI課件對實驗現象進行分析。

（操作CAI課件）

師：綜上所述，我們可以得出結論：流體在流速大的地方壓強小，在流速小的地方壓強大。

科學探究要素：評估、交流

師：我們一起對上述實驗方案進行評估和交流。

第一、看看實驗方法是否存在缺陷，是否需要改進；

第二、是否還有其他實驗方案也可以實現實驗目的；

第三、利用其他比較簡單的實驗器材是否也能說明問題等。

並作爲同學們的家庭作業。