伯努利方程说课

教师：赵金燕教材：化工生产基础说课内容教材分析教法分析学情分析教学过程板书设计教学反思《化工生产基础》是化工及其相关专业（如化工工艺、有机化工、化工制药等）技工类学生必修的一门专业基础课程，它在《数学》、《物理》、《化学》和《物理化学》等基础课与专业课之间，起着承先启后的作用，是自然科学领域的基础课向工程科学的专业课过渡的入门课程。这门课密切联系生产实际，以培养学生运用基础理论分析和解决化工单元操作中各种工程实际问题的能力，为专业课学习和今后的工作打下较坚实的基础。伯努利方程是本课程中第二章第一节的内容，能解决日常生活和生产中的很多实际问题，是要求学生必须掌握的内容之一。知识与技能过程与方法情感态度1）培养学生使用能量守恒思想的意识和思路；2）在学习中使学生体会到所学规律在实际生活中的意义。1）锻炼学生的语言表达能力；2）通过对实例的定性分析，培养学生对实际问题的分析推理能力。3）渗透实践检验真理的唯一标准的思想。1）知道什么是伯努利方程；2）理解伯努利方程的物理意义。3）会用伯努利方程解释生活中的某些现象。伯努利方程的物理意义利用伯努利方程解释一些现象补充流线的知识增添伯努利方程在日常生活的应用添加科学家伯努利的家族史学生已有的知识和经验学生在初中已经学习了有关机械能的知识，包括机械能的形式、表达式等。学生在前面章节的学习中已经掌握了稳定流动的连续性方程，知道管径越大，流速越低。学生的认知特点和学习方法我校中级化工和高级化工学生大都是初中毕业生，学习基础较差，不善于动脑，有学习的愿望，但缺乏自信，自主学习能力和探究欲望较差。基于这些实际，为突出学生的主体地位，本节课教学主要采用“引导探究式”的方法。整个过程通过创设问题情境，通过实验和生活实例激发学生的学习兴趣，引导学生开动脑筋，突出学生的独立思考、自主探究，师生之间的交流与沟通贯穿于课堂教学的全过程。1、以激发学生的学习动机为主线，通过质疑、提问、观察、探究、讨论、实验等形式，调动学生学习的积极性。2、以知识有层次结构为基础，通过分析、讲解，让教师的认知转化为学生的认知。3、以思维训练为核心，通过质疑、提问、观察、探究、讨论、实验、练习等方式的运用达到使学生多种感官同时合作，多项信息综合反馈的作用，充分发挥学生的主观能动性。采用以下方法创造开放式的教学环境，在互动中教学：（一）讨论法：师生、同学之间平等对话和心灵沟通，激发学生学习兴趣，提高学生分析和运用知识的能力。（二）合作探究活动法：组织学生分组合作探究，让学生在“做中学”、集思广益，培养学生的创造性思维能力。（三）案例法：在本课案例的选择上主要采用生活中常见的几个案例，并增加影像、动画，增强教学的直观性和生动性，消除学生对知识的神秘感和乏味感。教学用具多媒体设备、课件，玻璃漏斗，乒乓球，纸张若干。课时数：1课时导入新课伯努利方程活动探究巩固练习应用世界航海史上经常发生下面的事故1910年9月20日，奥林匹克号离开南安普敦的海洋码头，开往纽约。在怀特岛东北海域，与皇家海军的霍克号巡洋舰相遇。霍克号也在高速航行，两艘船很快靠拢到一起高速并行，忽然霍克号向左拐过去，好像奥林匹克号是一块巨大的磁铁一样，7350吨的霍克号和45000吨级的奥林匹克号撞到一起，霍克号的舰首戳进奥林匹克号的船尾。（据说是个10米的窟窿）两船都严重受伤。两艘船为什么会撞到一起？1）流体流动具有的能量※流动着的流体具有一定的机械能，具体表现为位能、动能和静压能。①位能——在重力作用下流体质量中心位置高于基准水平面而具有的能量。它相当于把流体从基准水平面升举到某一位置所作的功。设有mkg的流体，其质量中心在基准水平面以上hm处，则其位能E位为：(J)Emgh位1N流体所具有的位能称为位压头。位压头(m)mghhmghm②动能——流体以一定速度流动而具有的能量，称为动能。若流体的质量为mkg，流速为um/s，则其所具有的动能E动为：21(J)2Emu动2212(m)2muumgg动压头1N流体所具有的动能称为动压头。③静压能——与静止流体一样，流动着的流体内部任一点都具有一定的静压力。由于静压力的存在推动流体运动而具有的能量，称为静压能。质量为m，密度为ρ，压力为p的流体，所具有的静压能E静为：()mpEJ静1N流体所具有的静压能称为静压头。()mppmmgg静压头以上三种压头之和称为总压头，以H表示。22puHhgg常数它表示了距基准面为h处，流速为u，压力为p的1N流体所具有的总机械能。2）伯努利方程流线流体的流动可用流线形象地表示，在定常流动中，流线表示流体质点的运动轨迹。流线密的地方流速大，流线疏的地方流速小。ABCDABCD伯努利家族，近代科学史上最著名的科学家家族.17－18世纪瑞士巴塞尔的数学和自然科学家的大家族，祖孙三代，出过十多位科学家，1583年遭受天主教迫害，迁往德国法兰克福，最后定居巴塞尔，主要成员的世系如下:丹尼尔第一·伯努利(DanielBernoull，1700~1782)：瑞士科学家，曾在俄国彼得堡科学院任教，他在流体力学、气体动力学、微分方程和概率论等方面都有重大贡献，是理论流体力学的创始人。早期的丹尼尔，受到父亲对数学的喜爱的影响，自己也对数学怀有一种狂热之情。然而他的父亲要求他去学医。尽管丹尼尔·伯努利起初并没有一帆风顺的去学数学，遵父从医。但是却在他以后的研究中，他却很好的利用医学知识，为自己的科研服务，这本身就是一个伟大之处。因此，我们所能做的就是广泛培养自己的兴趣，为以后的发展打下良好的基础。尽管我们也不可能像茹科夫斯基那样天才，但是他却教会我在做学问的时候不仅仅是要想的深远，更重要的是是要学会联系。怎样合理的才能利用前人的宝贵财富获得新发现，科学家们为我们树立了榜样。科学家所做的事是在改变着或影响着整个世界。我们在佩服他们伟大成就的同时，是不是也要深思这样一个问题：临渊羡鱼，不如退而结网。也许这辈子我们平平淡淡，但是从他们那里，我们也可以学习高贵的人品，对科学执着的态度，以及他们学习的方法。当我们试着把他们的方法应用到我们的工作学习中去，也许下一刻我们也有意想不到的收获。学之以渔——这才是最重要的！3）伯努利方程式的物理意义伯努利方程式表明理想流体在流动过程中任意截面上总机械能、总压头为常数。各截面上每种形式的能量并不一定相等，它们之间可以相互转换。流速高处压力低，流速低处压力高。实验1：如果两手各拿一张薄纸，使它们之间的距离大约4~6厘米，然后用嘴向这两张纸中间吹气，现象如何？为什么？如图气流由纸片间的空气通过，气流在A点附近的流速大，在B点附近的流速小。由伯努利方程可知A点附近的压强比B点附近的压强小，因此两张纸片被压在了一起。实验2：如图所示，向漏斗管吹气，乒乓球会掉下来吗？为什么？飞机乒乓球航海火车当两船同向靠近高速行驶时，两船之间水流速较大，而外侧水流速度较小，由伯努利方程可知，流速大，压强小，流速小，压强大。水作用在两船外侧的力较大，所以两船会相互吸引而导致相碰。在航海中，对并排同向行驶的船舶，要限制航速和两船的距离。你知道飞机为什么能飞上天吗？上旋球不旋球图1表示乒乓球的上旋球，转动轴垂直于球飞行岛方向且于台面平行，球向图示方向旋转。在相同的条件下，上旋球的飞行弧线比不旋的要低，这是因为球周围空气流动情况不同造成的。图2表示不旋转球水平向左运动时周围空气的流线。球的上方和下方流线对称，流速相同，上下不产生压强差。如图3球旋转时会带动周围空气跟着一起旋转，致使球的下方空气流流速增大，上方流速减小。球的下方空气流流速大，压强小，上方流速小，压强大。跟不旋转相比，旋转球因为旋转而受到向下的力，飞行轨迹要向下弯曲。图3图1图2在火车站或地铁站的站台上都画有安全线，并且火车或地铁进出站时总会有播音员提醒大家往安全线里边站，这是为什么？安全线如图：当火车经过B点时的流速比A点大，所以pApB，于是物体会被火车吸入。B、1NA、1kgD、1kmolC、1molD、总机械能1）流体流动时的摩擦阻力损失所损失的是机械能中的（）项。C、静压能B、位能A、动能2）工程上，常以（）流体为基准，计量流体的位能、动能和静压能，分别称为位压头、动压头和静压头。【思考题】这次课我们重点介绍了什么是伯努利方程及其在日常生活中的应用。那么它在工业生产中有什么样的作用呢？P74：习题8【提问】为什么会两艘船会撞在一起呢？一、伯努利方程1、流体流动具有的能量补充：流线名称位能动能静压能表达式名称位压头动压头静压头表达式()mppmmgg()mpEJ静2212()2muummgg21()2EmuJ动()mghhmmg()EmghJ位2、伯努利方程3、伯努利方程式的物理意义二、活动探究三、伯努利方程在日常生活中的应用四、课堂练习22puHhgg常数在知识与技能方面：本堂课从世界航海史上的事故入手，设下悬念，使学生有主动探究知识的欲望。再通过知识回顾和新知识的学习及相关练习，让学生有一个整体的知识结构框架。然后，让学生利用自己已有的感知，解释日常生活中的一些物理现象，从而达到这堂课的知识目标。在过程与方法方面：提供一定的实验材料，让学生分组实验，在实验过程中发现问题、提出问题并讨论、解决问题。通过这个实验过程，学生经历了科学探究，调控了自己的学习过程，掌握了一定的自主学习能力。在分组实验中，还能进一步提高学生的质疑能力、信息收集和处理能力、分析解决问题的能力、交流合作的能力。教师在这个学习过程中，是以学生伙伴者的关系参与学生的自主学习的，注重教师的角色应该从传统的教授者转变为学生学习的指引者，转变为学生的伙伴。在情感态度方面：本节课的设计中，注意了科学、技术、社会观念的渗透。本节课中的实例都来源于日常生活。例如：飞机是如何飞上天的？这在无形中就培养了学生有参与学习的热情，有将所学知识应用于生活和生产实践的意识，增加学生学以致用的成就感，勇于探究与日常生活中有关的科学问题。