7.2液体的性质及应用（二）（教案）（表格式）中职《物理（上册）》（上海交通大学出版社）
2023-10-22 16:19:19 学考宝 作者：佚名
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课题 第二节 液体的性质及应用（二）
课时 1课时（45 min） 总 28 课时
教学目标 知识技能目标： 了解帕斯卡定律 知道帕斯卡定律在生产、生活中的一些应用 了解液体的连续性原理 能举出液体的连续性原理的应用实例 （5）了解伯努利方程 思政育人目标： 了解伯努利方程的应用，培养用理论解决实际问题的能力，不断积累科学文化知识，与祖国共成长。
教学重难点 教学重点：帕斯卡定律 教学难点：液体的连续性原理的应用
教学方法 讲练结合法
教学用具 电脑、投影仪、多媒体课件、教材
教学过程 主要教学内容及步骤 设计意图
问题导入 （4 min） 【教师】提出以下问题： 往小河里扔几片树叶，会发现河道越宽，树叶漂得越慢；河道越窄，树叶漂得越快。小河流水连绵不绝，为什么水速在某些地方较小，而在其他地方较大呢？ 【学生】思考、举手回答 通过问题导入的方法，引导学生主动思考，激发学生的学习兴趣
传授新知 （24 min） 【教师】通过学生的回答引入要讲的知识 知识点 帕斯卡定律 【教师】讲解帕斯卡定律与液压机 1．帕斯卡定律的内容 【课堂互动】 【教师】进行试验，组织学生进行观察和分析 如图7-19所示，将实验器材连接起来。实验开始前，三根细玻璃管内的水位与瓶内水位相同，U形管两侧水位相同。用手挤压鼓气球时，三根玻璃管中的水面上升，而且上升高度相同，都等于h。与此同时，可以看到U形管的液面差也等于h。请学生观察这一现象，并分析原因。 图7-19 帕斯卡定律实验图 【学生】观察、分析、总结 【教师】通过分析试验，讲解帕斯卡定律 加在密闭液体上的压强能够大小不变地由液体向各个方向传递，这是法国科学家帕斯卡通过反复研究发现的规律，所以叫作帕斯卡定律。上述“课堂互动”中的实验验证了帕斯卡定律。 2．液压机 帕斯卡定律在油压和水压机械中有着广泛的应用。液压机的构造原理如图7-20所示，对右管（截面积为）的活塞施加一个推力，则活塞下表面对液体所施加的压强。根据帕斯卡定律，此压强将大小不变地传递至左管（截面积为）的活塞下表面，对活塞产生的推力，即在小活塞上施加一个较小的力，在大活塞上会产生一个较大的推力，且施力和施力产生的推力之比等于两边截面积之比，这就是液压机的原理。液压机中传递力的方式叫作液压传动。 图7-20 液压机的构造原理 液压千斤顶、大型液压机、汽车制动系统、大型船舶中的操纵舵机、起重设备、起锚机等都利用了液压传动。 【学生】聆听、理解、记笔记 知识点 液体的连续性原理 【教师】讲解液体、非定常流动与定常流动、连续性原理 1．理想液体 气体极易被压缩，液体也可以被压缩。液体因受压力作用而使体积缩小的性质称为液体的可压缩性。液体的可压缩性一般都很小，如常温下的密闭容器中，水的压强增加，它的体积只减小二万分之一。 在液体的流动中，相邻两层液体在有相对滑动时存在摩擦力，这种力阻碍液体各部分间的相对滑动，液体的这种性质称为黏滞性。在很多情况下，液体的黏滞性可以忽略不计。 压缩性和黏滞性是影响液体运动的次要因素，只有流动性才是决定液体运动的主要因素。完全不可压缩又无黏滞性的液体称为理想液体。 2．非定常流动与定常流动 流体粒子的流速随时间变化的流动称为非定常流动。流体粒子经过空间确定点的流动速度不随时间变化的流动称为定常流动。 为了形象地描述流体的速度分布情况，沿着流体粒子的运动轨迹画出一些曲线，称为流线，如图7-21所示。流体流速快的地方，流线密集一些；流速慢的地方，流线稀疏一些。 3．连续性方程 理想液体做定常流动时，单位时间内流入管子某段的质量必定等于流出此段管子的质量。如图7-22所示，理想液体在截面积为处的流速为，则在此处单位时间内向右流入的流体质量为；在截面积为处的流速为，则在此处单位时间内向右流出的液体质量为。由，可得，此关系式称为连续性方程。 图7-21 流线 图7-22 连续性方程推导图 理想液体做定常流动时，流速与管子的横截面积成反比，即横截面积大（管子粗）的地方流速慢，横截面积小（管子细）的地方流速快，这就是液体的连续性原理。 【学生】聆听、理解、记笔记 【教师】讲解例题 【例7-3】在一粗细不均的管道中，测得水在直径处的流速，求水在直径处的流速。 【学生】聆听、理解、演算 知识点 伯努利方程 【教师】推导伯努利方程、讲解应用 1．伯努利方程的推导 图7-23中的管子一端的端口面积为，端口中心距地面的高度为；另一端的端口面积为，端口中心距地面的高度为。 图7-23 伯努利方程的推导图 流体从面积为的端口以的速度流入管中，以的速度从另一端流出管外，则在极短的一段时间内，外界对该段流体所做的功。此段时间内，该段流体的总动能变化量。由动能定理和连续性方程（极短时间内），可得 此方程被称为伯努利方程。伯努利方程的另一种表示方法为 即在惯性系中，当理想液体在重力作用下做定常流动时，一定流线上（或细流管内）各点的压强、单位体积内的动能和势能三者之和为常量。 2．伯努利方程的应用 当两处流体的高度相差不大时，伯努利方程可写成，即流速较快处，压力较小。 伯努利方程在生活中有许多应用。例如，当用力压如图7-24（a）所示的香水喷雾器的球泡时，管中的气体流速将变大，压力变小，香水会被吸上来，与空气混合后喷出。又如，机翼一般做成如图7-24（b）所示的形状，使得流经机翼上方的气体流速比下方的流速大，则下方气压大于上方气压，产生向上的浮力。如图7-24（c）所示，棒球向右投出时，若使其按逆时针方向旋转，将造成球上方的气流速率大于下方气流的速率，使得下方气压大于上方气压，球将因受到向上的浮力而向上偏，从而产生“香蕉球”。 流体在粗细均匀的管中流动时，伯努利方程可变成，即高处的压强小，低处的压强大。利用这一原理可解释体位对血压测量的影响。测量血压时，为避免体位对血压的影响，一般选定心脏为零势能参考点，以人正坐姿态来测定肱动脉处的动脉血压。如果人将手臂抬得过高，测得的血压就偏低；如果手臂低于心脏，测得的血压就偏高。 （a） （b） （c） 图7-24 伯努利方程的应用 【学生】聆听、理解、整理笔记 通过教师的讲解和演示，使学生理解帕斯卡定律掌握液压机的工作原理以及理想气体的伯努利方程。
课堂讨论 （10 min） 【教师】组织学生以小组为单位讨论以下问题： （1）液压机是如何利用帕斯卡定理的？ （2）谈谈伯努利方程是如何在飞机机翼、喷雾器、化油机、燃气涡轮发动机中如何应用的？ 【学生】聆听、思考、小组讨论，由小组代表上台发表讨论结果 【教师】与学生一起评价各组的发言 通过课堂讨论，巩固所学知识，加深学生对所学知识的理解，并将所学知识与实践相结合
课堂小结 （3 min） 【教师】简要总结本节课的要点 本节课学习了帕斯卡定律和液压机以及伯努利方程等知识，重点是理解斯帕斯定律、掌握液压机的工作原理、理解伯努利方程及其应用，理解的部分多，计算量较少；希望大家在课下多加练习，巩固课上所学知识，能够掌握液体的连续性原理及伯努利方程在现实中的应用。 【学生】总结回顾知识点 总结知识点，巩固学生对帕斯卡定律和液压机以及伯努利方程等知识相关知识的印象
作业布置 （2 min） 【教师】布置课后作业 完成教材作业习题7-2中与本课相关的习题 【学生】完成课后作业 通过课后作业复习巩固学到的知识，提高计算效率
教学反思 本节课在教材处理上遵循重点知识讲解，必要简单知识预习的方针，突出学生的概念教学，在课堂组织上重点关注学困生，研究他们的认知过程，使其在达到基本要求后，向更高层次迈进。对于后进生，应打好其基础，努力使其达到基本要求，并通过学生间的互助，让优秀学生带动后进生进步
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