《流體的力現(xiàn)象》教學(xué)設(shè)計

課題

第一節(jié)  在流體中運動

執(zhí)教

教學(xué)

目標

教學(xué)目標：

知識與技能：

知道流體的壓強與流速的關(guān)系：流速大的地方壓強小，流速小的地方壓強大；

了解升力是怎樣產(chǎn)生的。

過程與方法：

　　通過觀察法、實驗法探究流體的壓強與流速的關(guān)系，通過分析推理法探究飛機的升力是怎樣產(chǎn)生的；通過制作“鳥翼模型”，訓(xùn)練學(xué)生的動手能力；

情感、態(tài)度與價值觀：結(jié)合日常生活現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生興趣；了解歷史，加深人文素養(yǎng)。 　　 

教學(xué)儀器：硬紙、吸管、膠帶、電吹風(fēng)機、鐵絲、紙條等

重點

知道流體的壓強與流速的關(guān)系：流速大的地方壓強小，流速小的地方壓強大

難點

了解升力是怎樣產(chǎn)生的。

教具

演示

硬紙、吸管、膠帶、電吹風(fēng)機、鐵絲、紙條等

學(xué)生

主  要  教  學(xué)  過  程

學(xué)生活動

教學(xué)過程設(shè)計

教學(xué)過程：

一、實驗探究——升力 

　　1、提問：鳥兒能在天空中翱翔，依據(jù)鳥的原理而設(shè)計的滑翔機大家聽說過嗎？你知道第一個設(shè)計滑翔機的人是誰嗎？連接滑翔機圖片。

　　2、德國的奧托 · 李林達爾，是世界上公認的滑翔機之父（連接到李林達爾）。

　　3、今天我們就來動手做一個鳥翼模型，觀察氣流對鳥翼有什么作用？

　　 鳥翼向上運動，肯定是有一個力作用在它上面了，而這個力呢，由于它有提升物體的作用，所以我們把它叫做“升力”。 

二、伯努利的發(fā)現(xiàn) 

　　1、提問：這個升力是怎樣產(chǎn)生的呢？讓我們來追溯一下歷史；早在 1738 年，伯努利就發(fā)現(xiàn)了流體壓強與流速的關(guān)系，這不僅解開了鳥兒在天空翱翔的奧秘，也成了人類打開空中旅行大門的鑰匙（連接到伯努利）。

　　2、流速與壓強有什么關(guān)系呢？

　　引導(dǎo)學(xué)生進行探究實驗：取一張紙條，從紙條上方沿紙條吹氣，如圖10-1-4 ，紙條會怎樣運動？

提問：從這個實驗中，我們得出流速和壓強有什么樣的關(guān)系

　　要得出流速和壓強的關(guān)系，我們來探究一下紙條上方的流速和壓強；

　　吹紙條上方，導(dǎo)致紙條上方的流速比紙條下方的流速大； 

　　紙條上升，說明紙條上方的壓強比下方小；

　　紙條上方的流速大、壓強卻小，說明流速與壓強之間的關(guān)系是什么?

3、伯努利原理：流體在流速大的地方壓強小，流速小的地方壓強大。

4、介紹一下“河流流線”的情況； 

　　觀察實驗室中模擬鳥翼周圍的氣流的情況（如圖 10-1-5）。

　　提問：根據(jù)流體流速與壓強的關(guān)系，了解升力是怎樣產(chǎn)生的？

· 我們可以通過流速和壓強的關(guān)系來解釋升力是怎樣產(chǎn)生的； 

· 鳥翼上方和下方的壓強差導(dǎo)致了升力的產(chǎn)生； 

· 升力是向上的，說明鳥翼下方的壓強比上方的大； 

· 根據(jù)壓強和流速的關(guān)系，知道鳥翼下方的流速比上方?。?nbsp;

· 是什么導(dǎo)致了下方的流速比上方的小呢，當氣流通過鳥翼時，下方的流速比上方慢； 

做個鳥翼模型，放在水流中，讓同學(xué)來體驗一下，經(jīng)過鳥翼模型下方的水流要比上方慢。

　　5、讓學(xué)生整理自己的思路，寫出升力是怎樣產(chǎn)生的，寫完后對照書上的相應(yīng)部分。

三、解釋飛機的設(shè)計原理 

　　提問：（ 1 ）飛機和鳥有什么共同的特點？（學(xué)生討論） 

　      ?。?nbsp;2 ）那飛機要升入天空，它的機翼應(yīng)該設(shè)計成什么樣子的？（畫圖）（以下是一種引導(dǎo)方案供參考）

· 飛機同樣需要升力； 

· 飛機的成功是仿生的一個典型例子； 

飛機的機翼和鳥翼有幾乎相同的結(jié)構(gòu)。

　　看教材圖10-1-6、圖10-1-8 和圖片，

四、生活中的“翼”

　　舉出生活中的例子：

　　在空中，飛機、天鵝；

　　在海洋中，企鵝、海豚、鰩魚、深水飛機。

　　你能想像它們的形狀嗎？請你們把自己的猜想畫出來。

五、發(fā)展空間 

　　我們通過圖11-1-9某同學(xué)設(shè)計的冷熱水混合淋浴器，來分析它的原理。

六、課堂小結(jié) 

　　1、流速和壓強的關(guān)系：流速越大，壓強越??；流速越小，壓強越大；

　　2、用這個關(guān)系解釋升力產(chǎn)生的原因；

　　3、解釋飛機和鳥為什么能在天空中飛行。

七、作業(yè) 

【 實踐活動 】

　　有興趣的學(xué)生可以制作飛機的機翼模型；在因特網(wǎng)或百科全書上查閱有關(guān)風(fēng)洞的內(nèi)容，并且用自己的話寫一下風(fēng)洞的作用。

觀察實驗

課后反思

課題

第二節(jié)  認識浮力

執(zhí)教

教學(xué)

目標

教學(xué)目標：

知識與技能：

認識浮力，知道浮力的方向是豎直向上的，知道浮力產(chǎn)生的原因是液體對物體有向上和向下的壓力差。

過程與方法：

通過觀察法和課堂討論讓學(xué)生認識浮力，通過類比法、觀察法讓學(xué)生了解浮力產(chǎn)生的原因。

情感、態(tài)度與價值觀：

結(jié)合生活實際培養(yǎng)學(xué)生的興趣，通過學(xué)習(xí)過程中的合作與交流，培養(yǎng)學(xué)生的交流意識、合作精神。

教學(xué)儀器：石塊、彈簧測力計、盛有水的水杯

重點

認識浮力，知道浮力的方向是豎直向上的

難點

知道浮力產(chǎn)生的原因是液體對物體有向上和向下的壓力差。

教具

演示

學(xué)生

主  要  教  學(xué)  過  程

學(xué)生活動

教學(xué)過程設(shè)計

  教學(xué)過程：

一、實驗探究--浮力  　　

1、調(diào)查：洗澡時進入浴盆，感覺自己身體變輕的同學(xué)舉手示意一下；（學(xué)生參與） 　　絕大多數(shù)同學(xué)參與并認同有這樣的感覺； 

 古希臘的阿基米德在很久以前跟你們有同樣的感受；  

 　 2、將一個小木塊放進水里，它會漂起來：

   　　引導(dǎo)得出浮力概念：這種能讓物體浮起來的力叫做浮力；

根據(jù)這些事實，我們認識到漂浮在液體上的物體受到浮力的作用；

3、如果我們游泳時，將自己的身體完全浸沒水中，我們還受到浮力的作用嗎？

進行實驗："浸沒在液體中的物體受到浮力嗎？"（演示實驗，如圖10-2-2）

 浸沒在液體中的物體受到浮力嗎？（以下是一種引導(dǎo)方案供參考）    

一步一步引導(dǎo)得出結(jié)論；

 受不受到浮力，我們直接從彈簧測力計的讀數(shù)的變化就能知道；  

        如果在空氣中測量的數(shù)值等于浸沒在水中的數(shù)值，那么就沒有浮力； 

如果在空氣中測量的數(shù)值大于浸沒在水中的數(shù)值，那么就存在浮力；  

 　 4、引導(dǎo)學(xué)生陳述自己對這個實驗得出的結(jié)論；

5、進一步討論這個實驗：

物體受到浮力的大小與 F 1 和 F 2 有什么關(guān)系？浮力的方向是什么？ 

    我們分析受力的大小和方向可以從分析力的示意圖開始； 

    對第一個圖進行受力分析時，注意它受到一個拉力 F 1 和重力的作用； 

 對第二個圖中進行受力分析時，注意它受到一個拉力F2 、浮力和重力的作用； 

 兩個圖中，石塊都處于靜止狀態(tài)； 

 靜止狀態(tài)意味著平衡，平衡意味著相等關(guān)系，列出關(guān)系式，最后的結(jié)果是用F1和F2來表示F浮 ； 

 平衡導(dǎo)致了浮力必須和重力在一條直線上； 

 浮力向上且與重力在一條直線上，那說明浮力的方向是與重力恰好相反，那么浮力的方向是什么？ 

6、引導(dǎo)：同學(xué)們想一想，從這個實驗中，我們得到了哪幾條有用的結(jié)論，并歸納出來。 

二、浮力產(chǎn)生的原因  　　

1、復(fù)習(xí)：上一節(jié)我們學(xué)習(xí)了升力，作用在鳥身上的升力是怎樣產(chǎn)生的呢？

升力是由于鳥翼上方和下方的壓強差產(chǎn)生的。

     浮力是怎樣產(chǎn)生的呢？

 　　浮力與升力有共同的特征"能使物體上升。

 　　升力是由壓強差產(chǎn)生的，浮力產(chǎn)生的原因和升力類似，通過類比，我們可以得出浮力產(chǎn)生的原因是什么？ 

 　　2、讓學(xué)生自己根據(jù)理解，在卡片或筆記本上寫出浮力產(chǎn)生的原因；

 　　3、通過實驗觀察上下表面的壓強差。

演示實驗：

　　將兩頭帶橡皮膜的直桶玻璃管豎直伸入水中，讓同學(xué)們觀察現(xiàn)象；

觀察到玻璃管下面橡皮膜比上面的凹陷得厲害； 

　　根據(jù)你的理解，寫一寫你從這個實驗中得到了什么有用的結(jié)論。

 4、思考：沉沒在海底的泰坦尼克號受到浮力了嗎？（根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因判斷一下）

　　得出結(jié)論：像沉船那樣與水底緊密結(jié)合的物體不受到浮力的作用，因為它的下表面沒有受到水的壓強。

　　進一步讓學(xué)生認識到，必須要上下表面的壓強同時具備的時候才能產(chǎn)生浮力。

三、物體的沉浮條件

1、上?。?/span>F＞G漂浮：F＝G（ρ物＞ρ液）

2、懸?。?/span>F＝G（ρ物＝ρ液）

3、下沉：F＜G沉底：F＜G（ρ物＜ρ液）

四、課堂小結(jié)  　　

1、認識浮力，是一種能使浸在液體中的物體受到向上的力，它的方向豎直向上；

2、了解浮力產(chǎn)生的原因是由上下表面的壓強差產(chǎn)生的；

3、得到一種浮力的計算方法： F浮 =F1-F 2 。 

四、作業(yè)  　　根據(jù)需要布置作業(yè)。

五、實踐活動

　　在互聯(lián)網(wǎng)上查找有關(guān)阿基米德以及死海的資料。

觀察實驗

課后反思

課題

第三節(jié)  科學(xué)探究：浮力的大小

執(zhí)教

教學(xué)

目標

知識與技能：知道浮力的大小與哪些因素有關(guān)，知道阿基米德原理，會求出浮力的大小。

過程與方法：

    通過學(xué)生實驗，探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)，培養(yǎng)學(xué)生的猜想假設(shè)、實驗設(shè)計能力等科學(xué)探究能力，培養(yǎng)學(xué)生有步驟進行實驗的條理性。

情感、態(tài)度與價值觀：通過實驗探究，培養(yǎng)學(xué)生尊重科學(xué)、實事求是的科學(xué)態(tài)度。

教學(xué)器材：盛有水的水杯、兩端帶有繃緊程度相同的橡膠膜的玻璃圓筒、體積相同的鐵塊、銅塊、較大的鐵塊、食鹽、小塑料袋

重點

知道浮力的大小與哪些因素有關(guān)

難點

知道阿基米德原理，會求出浮力的大小

教具

演示

學(xué)生

教學(xué)過程：

一、實驗探究：浮力大小與什么有關(guān)系 　　

1、引導(dǎo)猜想：你認為浮力的大小與什么有關(guān)系？  　　

猜想：與浸沒在液體中的深度有關(guān)、與物體的形狀有關(guān)、與物體的密度有關(guān)、與物體的體積有關(guān)、與物體的質(zhì)量有關(guān)、與浸入液體的體積有關(guān)、與液體的密度有關(guān)等等。

2、強調(diào)控制變量法：

　 在研究一個物理量與另一個物理量的關(guān)系時，我們常常運用“控制變量法”，也就是說我們現(xiàn)在要研究浮力與物體浸沒在液體中的深度的關(guān)系，那么我們必須控制其他的實驗條件相同，我們用同一個物體浸入同一種液體中，那么我們就可以研究浮力與物體浸沒在液體中的深度的關(guān)系了。

3、在探究結(jié)束后，總結(jié)出以上各個猜想的正誤，引導(dǎo)學(xué)生自己得出浮力與哪些因素有關(guān)。對照課本上的相關(guān)部分，看看自己寫的和書上的表述哪個更好。新 課標第一網(wǎng)

4、學(xué)生自己總結(jié)出“浮力的大小與浸入液體的體積和液體的密度有關(guān)”。 

5、啟發(fā)學(xué)生明白“浸入液體的體積”就是“排開液體的體積”，“浸入液體的密度”就是“排開液體的密度”，那么我們可以猜想一下浮力的大小是否與排開液體的重力有關(guān)

二、阿基米德原理

1、演示實驗 

    用彈簧測力計、小石塊、溢水杯、小桶來探究阿基米德原理；（稱重法） 

步驟： 

    先測出小桶在空氣中的重力 G1；

    再測量出小石塊在空氣中的重力 G2；

    將溢水杯的水正好接到剛好要溢出的位置，然后將小桶放在溢水杯的溢水口處； 

    將彈簧測力計掛著的小石塊浸入水中，同時它排開的水通過溢水口進入小桶，這時讀出彈簧測力計的讀數(shù) G3；

    然后用彈簧測力計測出這個時候盛水的小桶的重力G3。    

2、分析數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)中得出結(jié)論

    阿基米德原理：浸在液體中的物體受到豎直向上的浮力，浮力的大小等于它排開的液體所受到的重力。即：F浮=G排

三、阿基米德原理的應(yīng)用

氣體和液體都是流體，因此物體在氣體中也受到浮力。 

無論物體是漂浮、懸浮還是沉在水中，它所受的浮力都等于排開的水所受的重力。

    氫氣球脫手后會上升，是因為受到空氣對它的浮力，因此阿基米德原理也適用于氣體。

　　舉出在生活中物體受到浮力的例子。    

　　學(xué)生舉例：新 課 標 第 一 網(wǎng)

　　輪船受到浮力； 

　　熱氣球、飛艇受到浮力；

　　水里的魚受到浮力。 

四、浮力計算

浮力計算的方法： 

    （ 1 ）實驗室測量浮力的方法可以計算浮力；(稱重法) 

    （ 2 ）浮力產(chǎn)生的原因可以計算浮力； （壓力差法）

    （ 3 ）阿基米德原理可以計算浮力； （公式法）

    （ 4 ）物體的沉浮條件法；（F浮=G物）

 例子：書上的例題"橡皮泥塊"。     

（1） F?。?nbsp;F1－ F2；

    （2） F?。?nbsp;F下－ F上；

    （3） F浮＝ G排；

五、發(fā)展空間

1、分析密度計原理： 

    注意密度計的刻度是從上到下逐漸增大的。

    2、“排水量”概念的解釋。

六、作業(yè) 　　根據(jù)情況布置作業(yè)。 

七、實踐活動

    1、自制密度計；

2、在因特網(wǎng)上查找有關(guān)法國物理學(xué)家查里做成的第一個氫氣球的資料。

學(xué)生活動

課后反思

一　　

課題

第四節(jié)  沉與浮

執(zhí)教

教學(xué)

目標

知識與技能：

    理解物體的沉浮條件；知道魚、潛水艇、飛艇和密度計的沉浮原理；能應(yīng)用沉浮條件解釋一些簡單的問題。 

過程與方法：

    通過實驗，觀察雞蛋的下沉、上浮和懸浮，使學(xué)生建立起三種狀態(tài)的概念，并且通過邏輯推理得出產(chǎn)生三種狀態(tài)所需的條件；通過邏輯分析的方法，解釋魚、潛水艇的浮沉原理；通過動手制作，讓學(xué)生自己制作“自制潛水艇”和“熱氣球”；通過在網(wǎng)上查閱，讓學(xué)生設(shè)計出打撈中山艦的方案。

情感、態(tài)度與價值觀：

    通過對魚、潛水艇和熱氣球的沉浮原理這些與日常生活緊密聯(lián)系的現(xiàn)象的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生體驗科學(xué)、技術(shù)與社會的緊密聯(lián)系；通過制作“自制潛水艇”和“熱氣球”，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣；通過學(xué)習(xí)閱讀材料，培養(yǎng)學(xué)生的民族情感。 

教學(xué)儀器：雞蛋、水杯、鹽水、注射器、試管、膠塞、膠管、玻璃管、鐵絲、水、輕紙帶、膠帶、酒精、棉花、火柴等。

重點

理解物體的沉浮條件；知道魚、潛水艇、飛艇和密度計的沉浮原理；

難點

能應(yīng)用沉浮條件解釋一些簡單的問題。 

教具

演示

學(xué)生

主  要  教  學(xué)  過  程

學(xué)生活動

教學(xué)過程設(shè)計

教學(xué)過程：

一、物體的沉與浮wwW.x kB 1.c Om

1、演示實驗：石塊和塑料空心球 

　　把它們分別浸沒在水中，叫同學(xué)們觀察現(xiàn)象并提問：浸在水中的物體，有的上浮，有的下沉，這是為什么呢？

    2、演示實驗： 

　　取一只新鮮雞蛋，放在清水中，觀察它在水中沉浮的情況，向水中慢慢加些鹽，并輕輕攪拌，觀察到雞蛋怎樣運動？如果再加些清水，觀察到什么現(xiàn)象？ 

    a) 雞蛋放入清水后，它是上浮還是下沉？

    b）加鹽輕輕攪拌的目的是什么？ 

    ?  鹽水溶于水后，變成鹽水，密度比水的密度大； 

    ?  加鹽會導(dǎo)致液體的密度的增大；

    c ）隨著不斷地往水里加鹽，有什么現(xiàn)象出現(xiàn)？

    d ）為什么會有這樣的現(xiàn)象出現(xiàn)？ 

    ?  可以對雞蛋做受力分析； 

    ?  這里有兩個狀態(tài)，一個是雞蛋下沉的狀態(tài)，另一個是雞蛋上浮的狀態(tài)； 

    ?  當它下沉的時候，它只受到浮力和重力的作用； 

    ?  當它上浮的時候，它只受到浮力和重力的作用； 

    ?  在兩個狀態(tài)過程中，雞蛋的重力沒有發(fā)生變化； 

    ?  雞蛋只受到浮力和重力，重力沒有變，那么肯定是浮力的變化引起它下沉和上浮； 

    ?  不斷加鹽，導(dǎo)致液體的密度增大，雞蛋所受浮力逐漸增大； 

    ?  當浮力小于重力時，雞蛋下沉；當浮力大于重力時，雞蛋上浮。 

 二、認識三種狀態(tài) 

　　雞蛋所處的三種狀態(tài)： 

　　下沉：浮力 < 重力 　　上?。焊×?nbsp;> 重力　　懸?。焊×?nbsp;= 重力（平衡）

三、生活中的下沉與上浮 

1、我們來看看魚是怎樣使自己在水中自由地上浮、下沉和懸浮的？

　　?  魚是通過魚鰾改變自己的體積來改變浮力的；

　　?  魚鰾較小時，魚所受的浮力小于重力，魚下沉； 

　　?  魚鰾較大時，魚所受的浮力大于重力，魚上浮； 

　　?  魚所受的浮力等于重力時，魚將可以在水中任意的深度游動。

四、潛艇與熱氣球 

　　1、最早的潛艇用于軍事偵察和襲擊，現(xiàn)在也用于深海考察，為開發(fā)海洋，獲得新資源提供信息。另一個仿生學(xué)的例子——潛水艇（潛水艇的水艙相當于魚鰾）。

　　2、潛水艇是怎樣實現(xiàn)上浮和下沉的？ （靠改變自身的重力來實現(xiàn)沉浮的）

　　?  潛水艇只受到兩個力的作用，重力和浮力；  

　　?  人工向水艙中壓入水，直到重力大于浮力的時候，潛艇下沉； 

　　?  人工從水艙中排出水，直到重力小于浮力的時候，潛艇上?。?nbsp;

　　?  當重力與浮力相等時，潛艇懸浮。 

五、分析比較新 課 標 第 一 網(wǎng)

    1、提問：雞蛋、魚和潛水艇都會在液體中下沉、上浮和懸浮，那么它們都是用了同樣的方法處于這三種狀態(tài)的嗎？ 

    2、同學(xué)們自己歸納一下，總結(jié)出他們有什么區(qū)別和共同點；

　　3、介紹熱氣球，加圖片；

　　運用我們學(xué)過的知識解釋熱氣球的沉浮原理。

　　解釋熱氣球為什么會升起來？假如由你來設(shè)計一個吊籃的熱氣球，為了使它能降回地面，你打算采用什么辦法？ 

六、打撈中山艦 

　　介紹我國古代用浮船打撈沉落江中的萬斤大鐵牛的故事。

　　簡單介紹中山艦——濃縮了中國現(xiàn)代史的一代名艦， 1938 年在長江被日軍擊中，沉入19m深的長江；中山艦排水量達780噸，長62.48m，寬8.99m。

    讓學(xué)生自己設(shè)計打撈中山艦的方案，填寫到書上的表格中。

七、課堂小結(jié) 

　　1 ．了解三種狀態(tài)：下沉、上浮和懸浮。 

　　2 ．三種狀態(tài)產(chǎn)生的條件： 

　　下沉：重力大于浮力； 

　　上?。褐亓π∮诟×?； 

　　懸?。褐亓Φ扔诟×?。

　　3 ．用學(xué)過的知識解釋魚、潛艇和熱氣球的沉浮原理。

八、實踐活動：

　　制作自制潛水艇（如圖10-3-5） ，制作熱氣球（如圖10-3-8） 

　　在因特網(wǎng)上查找有關(guān)飛艇的資料。 

課后反思

wW.x kB 1.c Om