大气压强和流体压强
上海市电机学院-动量守恒定律的应用
新
课型
主备人
城初中课堂
教学设计
新授课
课题
审核人
流体压强与流速的关系
李车民
张景琴
使用人
授课时间及班级
目标
1.通过实验,能总结出流体压强与流速的关系。
2.能利用流体压强与流速的关系解释升力产生的原因,进而解释飞机在
空中飞行的原因。
3.能利用流体压强与流速的关系解释生活中的有关现象。
重点:流体压强与流速的关系。
难点:利用流体压强与流速的关系解释相关现象。
重难点
课前
准备
课时
1
教学流程
思考与调整
课前复习:1.液体内部压强的特点
2.液体压强的大小公式
3.连通器的条件和特点
导入新课:
做两个“漏斗”吹球球不走的小实验
:准备
两个漏斗,一个漏斗朝上放置,一个漏斗朝下放置。把
乒乓球放置于漏斗中间,往漏斗里吹气。事先让同学猜
想,球会不会被吹走,球会不会掉下来,然后再实验。
学生活动:硬币“跳高”比赛
(1)比赛设计:如图1,将一枚一角硬币放在离桌边
5cm处,在硬币前10cm处用直尺架高约2cm。
吹气前,硬币上表面受向下
的大气压,下表面受向上的
图1
1
大气压,它们大小相等,相
互抵消。
吹气时硬币向上“跳”,
说
(2)比赛规则:使嘴巴靠在桌边,沿着与桌面平行的
明硬币受到向上的压强
比
方向吹气(不准吹硬币),使硬币翻越直尺。每个人都
这可能是硬币上表面
进行活动
,使硬币成功翻越直尺或看谁硬币“跳”得更
较大,
高。
受到的压强减小造成的。因
加快了硬币上方空
(3)思考:吹气前,硬币上下两个面受不受大气压?
为吹气,吹气时硬币上下两个面所受大气压是否发生改变?
气的流动速度.
物理学中把没有一定
形状,且很容易流动的液体和气体
统称为流体。前面我们学习过的液体压强和气体压强都
是流体静止时产生的。当流体流动起来以后对物体的压
强会发生改变,那么流体产生的压强与流速有什么关
系?
1.提出问题:流体产生的压强与流速有什么关系?
2.猜想与假设:
猜想1:液体和气体流动速度越快,产生的压强越大。
猜想2:液体和气体流动速度越快,产生的压强越小。
猜想3:液体和气体流动速度越快,产生的压强不变。
3.设计进行实验
实验1:如图2两张纸自然下垂,向两张纸中间吹气,
实验1的现象是纸向中间靠扰了。原因:不吹气时,
纸张两侧的空气相对静止,
致使空气对纸作用的压强
相
同,气体压强不会引起纸
张运动。而吹气时,纸张内
侧空气流动快,压强变小,
内外造
成压强差,空气将纸
张压在了一起。
实验2的现象是乒乓球会
跳出来,跳到另一杯子。
看见了什么现象?
图2
实验2:杯子里放入乒乓球,往杯口水平吹气,能否让
乒乓球在杯子之间跳跃,试一下看看。
原因:往杯口水平吹气,杯
口空气流速大压强小,杯子
实验3:如图3,将事先折好的
两只小船,放入脸盆内,
内的空气流速小压强大,内
然后用注射器向船中间的水域冲水,两船如
何运动?
外压强差把乒乓球托出来。
2
实验3的现象是:分开的小
船靠在了一起。原因:冲水
后,两船之间的水流快,压
强小,两船外面水流慢,压
图3 强大,因此船内外的压强差
将两船挤在了一起。
一组选其中一个实验探究,做完后可以探究其它实验。
学生做实验,描述观察到的
4.交流与合作
现象并解释原因。
请每小组派
一个代表就刚才的实验,上来重新演示,说
观察到纸条会上飘。如果吹
说观察到的实验现象,并
发表一下自己的看法。
出的气流越快,纸条会向上
飘得越高。由于吹气时,纸
5.结
论:流体在流速大的地方压强较小,在流速小的
片上方空气的流速大,压强
地方压强较大。
变小,下方较大的压强将纸
片“举”起来了。
利用流体压强与流速的关系解释现象:
(1)在火车站或地铁站的站台上,离站台边缘1m左右
的地方标有一条黄色的安全线,乘客必
须站在安全线以
外的地方候车,这是为什么?
(2)狂风发作时,经常会揭起屋顶的瓦片,这是为什
么?
(3)夏季我们经常把门窗打开,“过堂风”让我们凉爽
不已。可是风却经常把门给关上,你能解释这个现象
吗?
(4)1912
年秋季的某一天,当时世界上最大的远洋海
轮──“奥林匹克号”正航行在大海上。在离“奥林匹
克号”100米远的地方,有一艘比它小得多的铁甲巡洋
舰“豪克号”与它平行疾驶着。这时却发生了
一件意外
事情:小船好像被大船吸过去似的,完全失控,一个劲
儿地向“奥林匹克号”冲去。小
船怎么会被大船“吸”
过去呢?
机翼上表面是曲面,下表面
是
平面。飞机前进时,机翼
与周围空气发生相对运动,
相当于气流快速流过机翼。
上方空
气和下方空气在相
同时间所通过的路程不同,
上方空气通过的路程长,下
二、飞机的升
力
方空气通过的路程短。所以
教师示范让学生跟着做:如图4,取一张纸条,手持一
上方空气流速快,气压变
端靠在嘴唇下,另一端自然下垂,沿纸的上方水平吹气,
小;下方空气
流速慢,气压
手中的纸会怎样?使气流加快,看到的情况有什么不
变大。产生了压强差,即下<
br>同?
方气压大于上方气压,将飞
3
机向上托住。
机翼上下表面由于产生气
压差,而产生了压力差,这
个压力差就是升力。
图4
视频展示飞机起飞,思考:飞机的机翼形状是怎样的?
飞机飞行时升力是如何产
生的?飞机起飞时,顺风和逆
风哪种起飞方式有利?
然后利用电吹风吹机翼模型演示飞机机翼上升与流速
的关系。
课堂练习:动手动脑学物理1.2.3.
课堂小结:具有流动性的液体和气体统称为流体。流
体
的流速越大的位置,压强越小。飞机的机翼上方气体的
流速比下方气体的流速大,使上方的气
压小于下方的气
压,产生了向上的压力差,使机翼向上翘起,即为飞机
产生升力的原理。
布置作业:导学方案55页6.7
§9-4流体压强与流速的关系
1. 具有流动性的液体的气体统称为流体。
2.
在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小
板书
设计
课后
反思
4
新
课型
新授课
城初中课堂
教学设计
课题
大气压强
主备人 张景琴 审核人 李车民
使用人
授课时间及班级
1.通过观察、实验,检验大气压强的存在。能通过实例说出大气压在生
产、生活中的应用。
2.能简单描述托里拆利实验,能说出标准大气压的数量级,能说出大气
目标
压随高度变化的规律。
3.能说出液体沸点跟气压的关系。
4.了解活塞式抽水机的工作过程和原理。
1.大气压强的存在并用大气压强解释生产、生活中的现象。
重难点
2.大气压强的测量。
课前
准备
课时
1
教学流程
思考与调整
课前复习:1.压强公式、单位及物理意义
2.液体压强的特点
3.液体内部压强的大小如何计算
4.连通器的条件和特点
导入新课:
液体内部朝各个方向都有压强,这是由于液体能够流
动。空气流动,空气中是否也存在朝各个方向的压强。
演示实验:证明大气压强的存在
利用一个空的塑料瓶,往瓶子里倒一点开水并且把瓶
子涮一涮,再把开水倒出来,迅速密封瓶盖。
学生仔细观察现象
5
引导学生分析瓶子变瘪的原因。
瓶子变瘪了,说明瓶子除了受瓶内气体对外的作用力
还受到外部的一个力的作用。
教师:如果用针扎破水瓶又会发生什么现象呢?
学生思考。
引导学生分析:当空气通过小孔进入瓶内,与外部压
力平衡,瓶子又恢复了原来的形状。
该实验说明: 地球周围被厚厚的空气包围着,包围地
球的空气层叫大气层,我们就生活在大气海洋的底
层。空气,也像液体那样能够流动,空气内部向各个
方向都有压强。
演示2:在一只水杯中倒满水,并且在水杯口上盖上
一张纸片,将水杯倒过来。
演示3:在一个瓶子底部铺层沙子,点燃纸条,将剥
了壳的熟鸡蛋堵住瓶口,引导学生观察实验,分析发
现现象的原因。
大气压可以把纸片上的液体托住,那么大气压究竟有
多大?
观看实验录像:大气压的测量
大气压强跟760mm水银柱产生的压强相等,即大
气压强的值约为1.013×10
5
Pa。在粗略计算中,标准
大气压可以取1×10
5
Pa。
课堂练习:动手动脑学物理4
学生练习,教师点拨
教师:标准大气压的值相当于10N的压力作用在每平
方厘米的面积上,比大象躺倒时对地面的压强还大。
大气压强这么大,为什么我们感觉不到呢?这是因为
人体内部也有压强,还因为人类长期生活在这样条件
下,习惯了的缘故。
介绍几种气压计
课本41页“想想做做”
教师:当我们拿着自制的气压计从楼底走向高楼上,
随着高度的增加,我们会发现“气压计”中的水面上
升,这说明气压随高度的增加而减小。从这个实验我
们可以知道大气不仅具有压强,而且大气压强不是固
定不变的,1.03×105Pa是标准大气压强。那么如何
才能知道不同高度的大气压的高低呢?
引导学生设计液体气压计。
引导学生分析这种液体气压计有什么缺点。
教师:水银气压计比较准确,但携带不方便,常用于
气象站和实验室。用得比较多的气压计是金属盒气压
计,又叫无液气压计。
引导学生观察金属盒气压计的外形和内部构造并讲述
金属盒气压计的原理。
6
教师:由于大气压强随高度的变化而变化,不同高度
的压强是不同的,如果在金属盒气压计上标上与大气
压强相对应的高度,金属盒气压计就变成了一个高度
计。
水的沸点在标准大气压下是100℃,随着大气压的减
小,水的沸点也会降低。因此,在我国的青藏高原,
战士们在日常生活中必须用压力锅煮饭。
学习活塞式抽水机的工作原理。
教师补充:除了上述应用大气压强的例子外,人们还
利用大气压强搬运玻璃、钢板等物体。
课堂练习:导学方案自我检测
学生练习,展示,教师点拨
课堂小结:
布置作业:见导学案
§9.3大气压强
一、 大气压强的存在
板书
设计
二、 大气压强的测量
三、
大气压强的应用
课后
反思
7