《流体的力现象》教学设计

课题

第一节  在流体中运动

执教

教学

目标

教学目标：

知识与技能：

知道流体的压强与流速的关系：流速大的地方压强小，流速小的地方压强大；

了解升力是怎样产生的。

过程与方法：

　　通过观察法、实验法探究流体的压强与流速的关系，通过分析推理法探究飞机的升力是怎样产生的；通过制作“鸟翼模型”，训练学生的动手能力；

情感、态度与价值观：结合日常生活现象，激发学生兴趣；了解历史，加深人文素养。 　　 

教学仪器：硬纸、吸管、胶带、电吹风机、铁丝、纸条等

重点

知道流体的压强与流速的关系：流速大的地方压强小，流速小的地方压强大

难点

了解升力是怎样产生的。

教具

演示

硬纸、吸管、胶带、电吹风机、铁丝、纸条等

学生

主  要  教  学  过  程

学生活动

教学过程设计

教学过程：

一、实验探究——升力 

　　1、提问：鸟儿能在天空中翱翔，依据鸟的原理而设计的滑翔机大家听说过吗？你知道第一个设计滑翔机的人是谁吗？连接滑翔机图片。

　　2、德国的奥托 · 李林达尔，是世界上公认的滑翔机之父（连接到李林达尔）。

　　3、今天我们就来动手做一个鸟翼模型，观察气流对鸟翼有什么作用？

　　 鸟翼向上运动，肯定是有一个力作用在它上面了，而这个力呢，由于它有提升物体的作用，所以我们把它叫做“升力”。 

二、伯努利的发现 

　　1、提问：这个升力是怎样产生的呢？让我们来追溯一下历史；早在 1738 年，伯努利就发现了流体压强与流速的关系，这不仅解开了鸟儿在天空翱翔的奥秘，也成了人类打开空中旅行大门的钥匙（连接到伯努利）。

　　2、流速与压强有什么关系呢？

　　引导学生进行探究实验：取一张纸条，从纸条上方沿纸条吹气，如图10-1-4 ，纸条会怎样运动？

提问：从这个实验中，我们得出流速和压强有什么样的关系

　　要得出流速和压强的关系，我们来探究一下纸条上方的流速和压强；

　　吹纸条上方，导致纸条上方的流速比纸条下方的流速大； 

　　纸条上升，说明纸条上方的压强比下方小；

　　纸条上方的流速大、压强却小，说明流速与压强之间的关系是什么?

3、伯努利原理：流体在流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。

4、介绍一下“河流流线”的情况； 

　　观察实验室中模拟鸟翼周围的气流的情况（如图 10-1-5）。

　　提问：根据流体流速与压强的关系，了解升力是怎样产生的？

· 我们可以通过流速和压强的关系来解释升力是怎样产生的； 

· 鸟翼上方和下方的压强差导致了升力的产生； 

· 升力是向上的，说明鸟翼下方的压强比上方的大； 

· 根据压强和流速的关系，知道鸟翼下方的流速比上方小； 

· 是什么导致了下方的流速比上方的小呢，当气流通过鸟翼时，下方的流速比上方慢； 

做个鸟翼模型，放在水流中，让同学来体验一下，经过鸟翼模型下方的水流要比上方慢。

　　5、让学生整理自己的思路，写出升力是怎样产生的，写完后对照书上的相应部分。

三、解释飞机的设计原理 

　　提问：（ 1 ）飞机和鸟有什么共同的特点？（学生讨论） 

　      　（ 2 ）那飞机要升入天空，它的机翼应该设计成什么样子的？（画图）（以下是一种引导方案供参考）

· 飞机同样需要升力； 

· 飞机的成功是仿生的一个典型例子； 

飞机的机翼和鸟翼有几乎相同的结构。

　　看教材图10-1-6、图10-1-8 和图片，

四、生活中的“翼”

　　举出生活中的例子：

　　在空中，飞机、天鹅；

　　在海洋中，企鹅、海豚、鳐鱼、深水飞机。

　　你能想像它们的形状吗？请你们把自己的猜想画出来。

五、发展空间 

　　我们通过图11-1-9某同学设计的冷热水混合淋浴器，来分析它的原理。

六、课堂小结 

　　1、流速和压强的关系：流速越大，压强越小；流速越小，压强越大；

　　2、用这个关系解释升力产生的原因；

　　3、解释飞机和鸟为什么能在天空中飞行。

七、作业 

【 实践活动 】

　　有兴趣的学生可以制作飞机的机翼模型；在因特网或百科全书上查阅有关风洞的内容，并且用自己的话写一下风洞的作用。

观察实验

课后反思

课题

第二节  认识浮力

执教

教学

目标

教学目标：

知识与技能：

认识浮力，知道浮力的方向是竖直向上的，知道浮力产生的原因是液体对物体有向上和向下的压力差。

过程与方法：

通过观察法和课堂讨论让学生认识浮力，通过类比法、观察法让学生了解浮力产生的原因。

情感、态度与价值观：

结合生活实际培养学生的兴趣，通过学习过程中的合作与交流，培养学生的交流意识、合作精神。

教学仪器：石块、弹簧测力计、盛有水的水杯

重点

认识浮力，知道浮力的方向是竖直向上的

难点

知道浮力产生的原因是液体对物体有向上和向下的压力差。

教具

演示

学生

主  要  教  学  过  程

学生活动

教学过程设计

  教学过程：

一、实验探究--浮力  　　

1、调查：洗澡时进入浴盆，感觉自己身体变轻的同学举手示意一下；（学生参与） 　　绝大多数同学参与并认同有这样的感觉； 

 古希腊的阿基米德在很久以前跟你们有同样的感受；  

 　 2、将一个小木块放进水里，它会漂起来：

   　　引导得出浮力概念：这种能让物体浮起来的力叫做浮力；

根据这些事实，我们认识到漂浮在液体上的物体受到浮力的作用；

3、如果我们游泳时，将自己的身体完全浸没水中，我们还受到浮力的作用吗？

进行实验："浸没在液体中的物体受到浮力吗？"（演示实验，如图10-2-2）

 浸没在液体中的物体受到浮力吗？（以下是一种引导方案供参考）    

一步一步引导得出结论；

 受不受到浮力，我们直接从弹簧测力计的读数的变化就能知道；  

        如果在空气中测量的数值等于浸没在水中的数值，那么就没有浮力； 

如果在空气中测量的数值大于浸没在水中的数值，那么就存在浮力；  

 　 4、引导学生陈述自己对这个实验得出的结论；

5、进一步讨论这个实验：

物体受到浮力的大小与 F 1 和 F 2 有什么关系？浮力的方向是什么？ 

    我们分析受力的大小和方向可以从分析力的示意图开始； 

    对第一个图进行受力分析时，注意它受到一个拉力 F 1 和重力的作用； 

 对第二个图中进行受力分析时，注意它受到一个拉力F2 、浮力和重力的作用； 

 两个图中，石块都处于静止状态； 

 静止状态意味着平衡，平衡意味着相等关系，列出关系式，最后的结果是用F1和F2来表示F浮 ； 

 平衡导致了浮力必须和重力在一条直线上； 

 浮力向上且与重力在一条直线上，那说明浮力的方向是与重力恰好相反，那么浮力的方向是什么？ 

6、引导：同学们想一想，从这个实验中，我们得到了哪几条有用的结论，并归纳出来。 

二、浮力产生的原因  　　

1、复习：上一节我们学习了升力，作用在鸟身上的升力是怎样产生的呢？

升力是由于鸟翼上方和下方的压强差产生的。

     浮力是怎样产生的呢？

 　　浮力与升力有共同的特征"能使物体上升。

 　　升力是由压强差产生的，浮力产生的原因和升力类似，通过类比，我们可以得出浮力产生的原因是什么？ 

 　　2、让学生自己根据理解，在卡片或笔记本上写出浮力产生的原因；

 　　3、通过实验观察上下表面的压强差。

演示实验：

　　将两头带橡皮膜的直桶玻璃管竖直伸入水中，让同学们观察现象；

观察到玻璃管下面橡皮膜比上面的凹陷得厉害； 

　　根据你的理解，写一写你从这个实验中得到了什么有用的结论。

 4、思考：沉没在海底的泰坦尼克号受到浮力了吗？（根据浮力产生的原因判断一下）

　　得出结论：像沉船那样与水底紧密结合的物体不受到浮力的作用，因为它的下表面没有受到水的压强。

　　进一步让学生认识到，必须要上下表面的压强同时具备的时候才能产生浮力。

三、物体的沉浮条件

1、上浮：F＞G漂浮：F＝G（ρ物＞ρ液）

2、悬浮：F＝G（ρ物＝ρ液）

3、下沉：F＜G沉底：F＜G（ρ物＜ρ液）

四、课堂小结  　　

1、认识浮力，是一种能使浸在液体中的物体受到向上的力，它的方向竖直向上；

2、了解浮力产生的原因是由上下表面的压强差产生的；

3、得到一种浮力的计算方法： F浮 =F1-F 2 。 

四、作业  　　根据需要布置作业。

五、实践活动

　　在互联网上查找有关阿基米德以及死海的资料。

观察实验

课后反思

课题

第三节  科学探究：浮力的大小

执教

教学

目标

知识与技能：知道浮力的大小与哪些因素有关，知道阿基米德原理，会求出浮力的大小。

过程与方法：

    通过学生实验，探究浮力的大小与哪些因素有关，培养学生的猜想假设、实验设计能力等科学探究能力，培养学生有步骤进行实验的条理性。

情感、态度与价值观：通过实验探究，培养学生尊重科学、实事求是的科学态度。

教学器材：盛有水的水杯、两端带有绷紧程度相同的橡胶膜的玻璃圆筒、体积相同的铁块、铜块、较大的铁块、食盐、小塑料袋

重点

知道浮力的大小与哪些因素有关

难点

知道阿基米德原理，会求出浮力的大小

教具

演示

学生

教学过程：

一、实验探究：浮力大小与什么有关系 　　

1、引导猜想：你认为浮力的大小与什么有关系？  　　

猜想：与浸没在液体中的深度有关、与物体的形状有关、与物体的密度有关、与物体的体积有关、与物体的质量有关、与浸入液体的体积有关、与液体的密度有关等等。

2、强调控制变量法：

　 在研究一个物理量与另一个物理量的关系时，我们常常运用“控制变量法”，也就是说我们现在要研究浮力与物体浸没在液体中的深度的关系，那么我们必须控制其他的实验条件相同，我们用同一个物体浸入同一种液体中，那么我们就可以研究浮力与物体浸没在液体中的深度的关系了。

3、在探究结束后，总结出以上各个猜想的正误，引导学生自己得出浮力与哪些因素有关。对照课本上的相关部分，看看自己写的和书上的表述哪个更好。新 课标第一网

4、学生自己总结出“浮力的大小与浸入液体的体积和液体的密度有关”。 

5、启发学生明白“浸入液体的体积”就是“排开液体的体积”，“浸入液体的密度”就是“排开液体的密度”，那么我们可以猜想一下浮力的大小是否与排开液体的重力有关

二、阿基米德原理

1、演示实验 

    用弹簧测力计、小石块、溢水杯、小桶来探究阿基米德原理；（称重法） 

步骤： 

    先测出小桶在空气中的重力 G1；

    再测量出小石块在空气中的重力 G2；

    将溢水杯的水正好接到刚好要溢出的位置，然后将小桶放在溢水杯的溢水口处； 

    将弹簧测力计挂着的小石块浸入水中，同时它排开的水通过溢水口进入小桶，这时读出弹簧测力计的读数 G3；

    然后用弹簧测力计测出这个时候盛水的小桶的重力G3。    

2、分析数据，从数据中得出结论

    阿基米德原理：浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受到的重力。即：F浮=G排

三、阿基米德原理的应用

气体和液体都是流体，因此物体在气体中也受到浮力。 

无论物体是漂浮、悬浮还是沉在水中，它所受的浮力都等于排开的水所受的重力。

    氢气球脱手后会上升，是因为受到空气对它的浮力，因此阿基米德原理也适用于气体。

　　举出在生活中物体受到浮力的例子。    

　　学生举例：新 课 标 第 一 网

　　轮船受到浮力； 

　　热气球、飞艇受到浮力；

　　水里的鱼受到浮力。 

四、浮力计算

浮力计算的方法： 

    （ 1 ）实验室测量浮力的方法可以计算浮力；(称重法) 

    （ 2 ）浮力产生的原因可以计算浮力； （压力差法）

    （ 3 ）阿基米德原理可以计算浮力； （公式法）

    （ 4 ）物体的沉浮条件法；（F浮=G物）

 例子：书上的例题"橡皮泥块"。     

（1） F浮＝ F1－ F2；

    （2） F浮＝ F下－ F上；

    （3） F浮＝ G排；

五、发展空间

1、分析密度计原理： 

    注意密度计的刻度是从上到下逐渐增大的。

    2、“排水量”概念的解释。

六、作业 　　根据情况布置作业。 

七、实践活动

    1、自制密度计；

2、在因特网上查找有关法国物理学家查里做成的第一个氢气球的资料。

学生活动

课后反思

一　　

课题

第四节  沉与浮

执教

教学

目标

知识与技能：

    理解物体的沉浮条件；知道鱼、潜水艇、飞艇和密度计的沉浮原理；能应用沉浮条件解释一些简单的问题。 

过程与方法：

    通过实验，观察鸡蛋的下沉、上浮和悬浮，使学生建立起三种状态的概念，并且通过逻辑推理得出产生三种状态所需的条件；通过逻辑分析的方法，解释鱼、潜水艇的浮沉原理；通过动手制作，让学生自己制作“自制潜水艇”和“热气球”；通过在网上查阅，让学生设计出打捞中山舰的方案。

情感、态度与价值观：

    通过对鱼、潜水艇和热气球的沉浮原理这些与日常生活紧密联系的现象的学习，让学生体验科学、技术与社会的紧密联系；通过制作“自制潜水艇”和“热气球”，激发学生学习物理的兴趣；通过学习阅读材料，培养学生的民族情感。 

教学仪器：鸡蛋、水杯、盐水、注射器、试管、胶塞、胶管、玻璃管、铁丝、水、轻纸带、胶带、酒精、棉花、火柴等。

重点

理解物体的沉浮条件；知道鱼、潜水艇、飞艇和密度计的沉浮原理；

难点

能应用沉浮条件解释一些简单的问题。 

教具

演示

学生

主  要  教  学  过  程

学生活动

教学过程设计

教学过程：

一、物体的沉与浮wwW.x kB 1.c Om

1、演示实验：石块和塑料空心球 

　　把它们分别浸没在水中，叫同学们观察现象并提问：浸在水中的物体，有的上浮，有的下沉，这是为什么呢？

    2、演示实验： 

　　取一只新鲜鸡蛋，放在清水中，观察它在水中沉浮的情况，向水中慢慢加些盐，并轻轻搅拌，观察到鸡蛋怎样运动？如果再加些清水，观察到什么现象？ 

    a) 鸡蛋放入清水后，它是上浮还是下沉？

    b）加盐轻轻搅拌的目的是什么？ 

    •  盐水溶于水后，变成盐水，密度比水的密度大； 

    •  加盐会导致液体的密度的增大；

    c ）随着不断地往水里加盐，有什么现象出现？

    d ）为什么会有这样的现象出现？ 

    •  可以对鸡蛋做受力分析； 

    •  这里有两个状态，一个是鸡蛋下沉的状态，另一个是鸡蛋上浮的状态； 

    •  当它下沉的时候，它只受到浮力和重力的作用； 

    •  当它上浮的时候，它只受到浮力和重力的作用； 

    •  在两个状态过程中，鸡蛋的重力没有发生变化； 

    •  鸡蛋只受到浮力和重力，重力没有变，那么肯定是浮力的变化引起它下沉和上浮； 

    •  不断加盐，导致液体的密度增大，鸡蛋所受浮力逐渐增大； 

    •  当浮力小于重力时，鸡蛋下沉；当浮力大于重力时，鸡蛋上浮。 

 二、认识三种状态 

　　鸡蛋所处的三种状态： 

　　下沉：浮力 < 重力 　　上浮：浮力 > 重力　　悬浮：浮力 = 重力（平衡）

三、生活中的下沉与上浮 

1、我们来看看鱼是怎样使自己在水中自由地上浮、下沉和悬浮的？

　　•  鱼是通过鱼鳔改变自己的体积来改变浮力的；

　　•  鱼鳔较小时，鱼所受的浮力小于重力，鱼下沉； 

　　•  鱼鳔较大时，鱼所受的浮力大于重力，鱼上浮； 

　　•  鱼所受的浮力等于重力时，鱼将可以在水中任意的深度游动。

四、潜艇与热气球 

　　1、最早的潜艇用于军事侦察和袭击，现在也用于深海考察，为开发海洋，获得新资源提供信息。另一个仿生学的例子——潜水艇（潜水艇的水舱相当于鱼鳔）。

　　2、潜水艇是怎样实现上浮和下沉的？ （靠改变自身的重力来实现沉浮的）

　　•  潜水艇只受到两个力的作用，重力和浮力；  

　　•  人工向水舱中压入水，直到重力大于浮力的时候，潜艇下沉； 

　　•  人工从水舱中排出水，直到重力小于浮力的时候，潜艇上浮； 

　　•  当重力与浮力相等时，潜艇悬浮。 

五、分析比较新 课 标 第 一 网

    1、提问：鸡蛋、鱼和潜水艇都会在液体中下沉、上浮和悬浮，那么它们都是用了同样的方法处于这三种状态的吗？ 

    2、同学们自己归纳一下，总结出他们有什么区别和共同点；

　　3、介绍热气球，加图片；

　　运用我们学过的知识解释热气球的沉浮原理。

　　解释热气球为什么会升起来？假如由你来设计一个吊篮的热气球，为了使它能降回地面，你打算采用什么办法？ 

六、打捞中山舰 

　　介绍我国古代用浮船打捞沉落江中的万斤大铁牛的故事。

　　简单介绍中山舰——浓缩了中国现代史的一代名舰， 1938 年在长江被日军击中，沉入19m深的长江；中山舰排水量达780吨，长62.48m，宽8.99m。

    让学生自己设计打捞中山舰的方案，填写到书上的表格中。

七、课堂小结 

　　1 ．了解三种状态：下沉、上浮和悬浮。 

　　2 ．三种状态产生的条件： 

　　下沉：重力大于浮力； 

　　上浮：重力小于浮力； 

　　悬浮：重力等于浮力。

　　3 ．用学过的知识解释鱼、潜艇和热气球的沉浮原理。

八、实践活动：

　　制作自制潜水艇（如图10-3-5） ，制作热气球（如图10-3-8） 

　　在因特网上查找有关飞艇的资料。 

课后反思

wW.x kB 1.c Om