探究《流体压强与流速关系》创新实验论文_董鸿丽

探究《流体压强与流速关系》创新实验论文_董鸿丽

广东省华南师范大学中山附属中学 528440

摘 要:流体力学和我们的生活联系非常紧密,人教版八年级物理下册第九章第4节《流体压强与流速关系》就是流体力学的基础。本文通过分析学生的思维认知特点,对本节课实验部分进行改进,可操作性强,效果显著,有效地解决了学生的问题,学生更加认可本实验的结论。

关键词:流体力学 流体压强与流速关系 创新实验

一、基本概述

人教版八年级物理下册第九章第4节《流体压强与流速关系》,其实是学生第一次接触到流体力学,同时它也是液体压强和大气压强的延伸与拓展。主要是由“流体压强与流速关系”以及衍生出“飞机的升力是如何产生的”两大知识点组成。本节课是前面知识点的升华,同时它和我们的生活联系非常的紧密,对学生学习物理后去解决实际生活问题,提高学习物理的兴趣很有帮助。如何抓住初中生的强烈好奇心和求知欲望的特点,用实验探究、实验演示激发学生积极思考,探究物理规律,从而让学生能进一步从生活走向物理,从物理回归生活。

二、学生的学困点

1.学生的思维和认知不足。

流体力学现象在生活中很常见,但是学生对流体力学现象的理性思维和认知不足,因此,学生虽然对本节课的情境创设与实验探究具有很浓厚的兴趣,但是学生的实验设计能力有所欠缺,老师要及时地进行兴趣激发和技巧引导,不要让学生去死记硬背记住结论,而是真正地通多实验探究以及实验现象理解实验结论,并且进行内化,学会举一反三,进行知识点的迁移,真正做到物理回归于生活。

2.初中生记忆特点。

根据资料显示,中学阶段学生们开始步入记忆力的全盛时期,是学习的黄金时期。中学生的无意识记忆虽然较明显,随着心理活动有意识记忆日益占主导地位,记忆的程度随年龄的增长、知识经验的丰富不断扩大。

促进记忆的方法有很多:(1)定位法;(2)形象记忆法;(3)联想记忆;(4)谐音记忆。而我们物理学中的实验演示就有助于学生形象记忆。但是,在对比定性探究和定量探究毋庸置疑肯定是后者更符合学生的认知水平和特点。

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三、创新实验设计

1.设计思路。以往我们在讲解《流体压强与流速关系》时,常常会设计这几个典型的实验:

实验演示1:对着漏斗吹气,观察乒乓球是否会发生什么现象。乒乓球会______。

实验演示2:对着两张纸的中心吹气,纸会______。

实验演示3:硬币跳舞的实验,应对着硬币的______(上方或下方)吹气。

实验演示4:向两乒乓球之间喷水两球会______。

实验演示5:用绳子拴住乒乓球靠近水流,观察到乒乓球会______。

……

有很多的实验可以演示,都能通过总结现象得出实验结论,但是没有定量地分析流体的压强与流速的关系,对学生来说没有一个直观的认识。

2.在讲解“探究液体内部的压强”实验时我们用到微小压强计,并且用到控制变量法和转化法进行实验。

3.在讲解“探究液体内部的压强”实验时我们用到微小压强计,把实验装置进行拓展,可以很直观地得到实验现象并且得出结论。

(1)提出问题:流体压强与流速的关系。

(2)假设猜想:学生可以大胆猜想。

(3)设计实验:根据我们讲过的探究液体内部压强实验的探究方法进行设计。

实验的器材:微小压强计,小型气源,矿泉水瓶。

(4)进行实验:首先,实验器材准备就绪,将塑料瓶套入气源出口处用来加快其流速。接下来把塑料瓶口对准微小压强计的左端。同时观察实验现象。最后,改变微小气源的流速再做一次对比实验。

(5)讨论交流:

讨论问题,引导学生思考:

①原来的微小压强计中的U型管为什么液面是相平的?

②U型管中左边的气流流速变快为什么左边液面上升,右边液面下降?

③气体的流速变快为什么U型管中液面的高度差变大?

④根据实验的现象能够得出什么实验结论?

分析:开始实验前,U型管中所有两边的开口处均与大气相通压强相等,根据连通器原理左右两边液面相平。实验时,U型管中左侧上方开口处空气流速快,压强变小。右侧上方开口处仍然与大气相连通由于大气压强比较大就会产生如图(图略)所示的液面差。可以根据公式计算出此时左侧液面上方的气压的大小P=P0-P液进行定量的计算。

四、总结

本节课是前面两节课《液体压强》和《大气压强》两节课的升华。那么本实验也是探究液体压强实验的一个延伸实验,将之前的实验原理迁移到本节课中来。并且能够定量探究出流体压强与流速的关系,学生更容易接受实验结论。操作非常容易,效果也很明显,符合中学生的认知水平。

论文作者:董鸿丽

论文发表刊物:《素质教育》2017年9月总第248期

论文发表时间:2017/11/6

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