伯努利方程說(shuō)課教材

1、 教師：趙金燕教材：化工生產(chǎn)基礎(chǔ)說(shuō)課內(nèi)容教材分析教法分析學(xué)情分析教學(xué)過(guò)程板書(shū)設(shè)計(jì)教學(xué)反思化工生產(chǎn)基礎(chǔ)是化工及其相關(guān)專業(yè)（如化工工藝、有機(jī)化工、化工制藥等）技工類學(xué)生必修的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課程，它在數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)和物理化學(xué)等基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間，起著承先啟后的作用，是自然科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)課向工程科學(xué)的專業(yè)課過(guò)渡的入門(mén)課程。這門(mén)課密切聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際，以培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用基礎(chǔ)理論分析和解決化工單元操作中各種工程實(shí)際問(wèn)題的能力，為專業(yè)課學(xué)習(xí)和今后的工作打下較堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。伯努利方程是本課程中第二章第一節(jié)的內(nèi)容，能解決日常生活和生產(chǎn)中的很多實(shí)際問(wèn)題，是要求學(xué)生必須掌握的內(nèi)容之一。知識(shí)與技能過(guò)程與方法情感態(tài)度1）培養(yǎng)學(xué)生

2、使用能量守恒思想的意識(shí)和思路；2）在學(xué)習(xí)中使學(xué)生體會(huì)到所學(xué)規(guī)律在實(shí)際生活中的意義。1）鍛煉學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力；2）通過(guò)對(duì)實(shí)例的定性分析，培養(yǎng) 學(xué)生對(duì)實(shí)際問(wèn)題的分析推理能 力。3）滲透實(shí)踐檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn) 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義。3）會(huì)用伯努利方程解釋生活中 的某些現(xiàn)象。伯努利方程的物理意義利用伯努利方程解釋一些現(xiàn)象n補(bǔ)充流線的知識(shí)n增添伯努利方程在日常生活的應(yīng)用n添加科學(xué)家伯努利的家族史學(xué)生已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)p學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)了有關(guān)機(jī)械能的知識(shí)，包括機(jī)械能的形式、表達(dá)式等。p學(xué)生在前面章節(jié)的學(xué)習(xí)中已經(jīng)掌握了穩(wěn)定流動(dòng)的連續(xù)性方程，知道管徑越大，流速越低。

3、學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法 我校中級(jí)化工和高級(jí)化工學(xué)生大都是初中畢業(yè)生，學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較差，不善于動(dòng)腦，有學(xué)習(xí)的愿望，但缺乏自信，自主學(xué)習(xí)能力和探究欲望較差?；谶@些實(shí)際，為突出學(xué)生的主體地位，本節(jié)課教學(xué)主要采用“引導(dǎo)探究式”的方法。整個(gè)過(guò)程通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和生活實(shí)例激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)動(dòng)腦筋，突出學(xué)生的獨(dú)立思考、自主探究，師生之間的交流與溝通貫穿于課堂教學(xué)的全過(guò)程。n1、以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)為主線，通過(guò)質(zhì)疑、提問(wèn)、觀察、探究、討論、實(shí)驗(yàn)等形式，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。n2、以知識(shí)有層次結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，通過(guò)分析、講解，讓教師的認(rèn)知轉(zhuǎn)化為學(xué)生的認(rèn)知。n3、以思維訓(xùn)練為核心，通過(guò)質(zhì)疑、提問(wèn)、

4、觀察、探究、討論、實(shí)驗(yàn)、練習(xí)等方式的運(yùn)用達(dá)到使學(xué)生多種感官同時(shí)合作，多項(xiàng)信息綜合反饋的作用，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。n采用以下方法創(chuàng)造開(kāi)放式的教學(xué)環(huán)境，在互動(dòng)中教學(xué)：n（一）討論法：師生、同學(xué)之間平等對(duì)話和心靈溝通，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生分析和運(yùn)用知識(shí)的能力。 n（二）合作探究活動(dòng)法：組織學(xué)生分組合作探究，讓學(xué)生在“做中學(xué)”、集思廣益，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。n（三）案例法：在本課案例的選擇上主要采用生活中常見(jiàn)的幾個(gè)案例，并增加影像、動(dòng)畫(huà)，增強(qiáng)教學(xué)的直觀性和生動(dòng)性，消除學(xué)生對(duì)知識(shí)的神秘感和乏味感。 教學(xué)用具多媒體設(shè)備、課件，玻璃漏斗，乒乓球，紙張若干。 課時(shí)數(shù)：1課時(shí)導(dǎo)入新課 伯努利方

5、程 活動(dòng)探究鞏固練習(xí)應(yīng)用世界航海史上經(jīng)常發(fā)生下面的事故n1910年9月20日，奧林匹克號(hào)離開(kāi)南安普敦的海洋碼頭，開(kāi)往紐約。在懷特島東北海域，與皇家海軍的霍克號(hào)巡洋艦相遇?；艨颂?hào)也在高速航行，兩艘船很快靠攏到一起高速并行，忽然霍克號(hào)向左拐過(guò)去，好像奧林匹克號(hào)是一塊巨大的磁鐵一樣，7350噸的霍克號(hào)和45000噸級(jí)的奧林匹克號(hào)撞到一起，霍克號(hào)的艦首戳進(jìn)奧林匹克號(hào)的船尾。（據(jù)說(shuō)是個(gè)10米的窟窿）兩船都嚴(yán)重受傷。n兩艘船為什么會(huì)撞到一起？ 1）流體流動(dòng)具有的能量 流動(dòng)著的流體具有一定的機(jī)械能，具體表現(xiàn)為位能、動(dòng)能和靜壓能。位能在重力作用下流體質(zhì)量中心位置高于基準(zhǔn)水平面而具有的能量。它相當(dāng)于把流體從基準(zhǔn)

6、水平面升舉到某一位置所作的功。設(shè)有m kg的流體，其質(zhì)量中心在基準(zhǔn)水平面以上h m處，則其位能E位為：(J)Emgh位1N流體所具有的位能稱為位壓頭。位壓頭(m)mghhmghm動(dòng)能流體以一定速度流動(dòng)而具有的能量，稱為動(dòng)能。若流體的質(zhì)量為m kg，流速為u m/s，則其所具有的動(dòng)能E動(dòng)為： 21(J)2Emu動(dòng)2212(m)2muumgg動(dòng)壓頭 1N流體所具有的動(dòng)能稱為動(dòng)壓頭。 靜壓能與靜止流體一樣，流動(dòng)著的流體內(nèi)部任一點(diǎn)都具有一定的靜壓力。由于靜壓力的存在推動(dòng)流體運(yùn)動(dòng)而具有的能量，稱為靜壓能。質(zhì)量為m，密度為，壓力為p的流體，所具有的靜壓能E靜為：( )mpEJ靜1N流體所具有的靜壓能稱為靜

7、壓頭。( )mppmmgg靜壓頭n以上三種壓頭之和稱為總壓頭，以H表示。 22puHhgg常數(shù) 它表示了距基準(zhǔn)面為h處，流速為u，壓力為p的1N流體所具有的總機(jī)械能。2）伯努利方程 流 線流體的流動(dòng)可用流線形象地表示，在定常流動(dòng)中，流線表示流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。 流線密的地方流速大，流線疏的地方流速小。ABCDABCDn伯努利家族，近代科學(xué)史上最著名的科學(xué)家家族.1718世紀(jì)瑞士巴塞爾的數(shù)學(xué)和自然科學(xué)家的大家族，祖孫三代，出過(guò)十多位科學(xué)家，1583年遭受天主教迫害，遷往德國(guó)法蘭克福，最后定居巴塞爾，主要成員的世系如下: n丹尼爾第一伯努利(Daniel Bernoull，17001782)：瑞士

8、科學(xué)家，曾在俄國(guó)彼得堡科學(xué)院任教，他在流體力學(xué)、氣體動(dòng)力學(xué)、微分方程和概率論等方面都有重大貢獻(xiàn)，是理論流體力學(xué)的創(chuàng)始人。n早期的丹尼爾，受到父親對(duì)數(shù)學(xué)的喜愛(ài)的影響，自己也對(duì)數(shù)學(xué)懷有一種狂熱之情。然而他的父親要求他去學(xué)醫(yī)。盡管丹尼爾伯努利起初并沒(méi)有一帆風(fēng)順的去學(xué)數(shù)學(xué)，遵父從醫(yī)。但是卻在他以后的研究中，他卻很好的利用醫(yī)學(xué)知識(shí)，為自己的科研服務(wù)，這本身就是一個(gè)偉大之處。n因此，我們所能做的就是廣泛培養(yǎng)自己的興趣，為以后的發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。盡管我們也不可能像茹科夫斯基那樣天才，但是他卻教會(huì)我在做學(xué)問(wèn)的時(shí)候不僅僅是要想的深遠(yuǎn)，更重要的是是要學(xué)會(huì)聯(lián)系。怎樣合理的才能利用前人的寶貴財(cái)富獲得新發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家們

9、為我們樹(shù)立了榜樣。n科學(xué)家所做的事是在改變著或影響著整個(gè)世界。我們?cè)谂宸麄儌ゴ蟪删偷耐瑫r(shí)，是不是也要深思這樣一個(gè)問(wèn)題：臨淵羨魚(yú)，不如退而結(jié)網(wǎng)。也許這輩子我們平平淡淡，但是從他們那里，我們也可以學(xué)習(xí)高貴的人品，對(duì)科學(xué)執(zhí)著的態(tài)度，以及他們學(xué)習(xí)的方法。當(dāng)我們?cè)囍阉麄兊姆椒☉?yīng)用到我們的工作學(xué)習(xí)中去，也許下一刻我們也有意想不到的收獲。n學(xué)之以漁這才是最重要的！3）伯努利方程式的物理意義 伯努利方程式表明理想流體在流動(dòng)過(guò)程中任意截面上總機(jī)械能、總壓頭為常數(shù)。各截面上每種形式的能量并不一定相等，它們之間可以相互轉(zhuǎn)換。流速高處壓力低，流速低處壓力高。n實(shí)驗(yàn)1：如果兩手各拿一張薄紙，使它們之間的距離大約46

10、厘米，然后用嘴向這兩張紙中間吹氣，現(xiàn)象如何？為什么？ n如圖氣流由紙片間的空氣通過(guò)，氣流在A點(diǎn)附近的流速大，在B點(diǎn)附近的流速小。n由伯努利方程可知A點(diǎn)附近的壓強(qiáng)比B點(diǎn)附近的壓強(qiáng)小，因此兩張紙片被壓在了一起。n實(shí)驗(yàn)2：如圖所示，向漏斗管吹氣，乒乓球會(huì)掉下來(lái)嗎？為什么？ 飛 機(jī)乒乓球航 ?；?車n當(dāng)兩船同向靠近高速行駛時(shí)，兩船之間水流速較大，而外側(cè)水流速度較小，由伯努利方程可知，流速大，壓強(qiáng)小，流速小，壓強(qiáng)大。水作用在兩船外側(cè)的力較大，所以兩船會(huì)相互吸引而導(dǎo)致相碰。n在航海中，對(duì)并排同向行駛的船舶，要限制航速和兩船的距離。 你知道飛機(jī)為什么能飛上天嗎？上旋球不旋球n圖1表示乒乓球的上旋球，轉(zhuǎn)動(dòng)軸垂

11、直于球飛行島方向且于臺(tái)面平行，球向圖示方向旋轉(zhuǎn)。在相同的條件下，上旋球的飛行弧線比不旋的要低，這是因?yàn)榍蛑車諝饬鲃?dòng)情況不同造成的。n圖2表示不旋轉(zhuǎn)球水平向左運(yùn)動(dòng)時(shí)周圍空氣的流線。球的上方和下方流線對(duì)稱，流速相同，上下不產(chǎn)生壓強(qiáng)差。n如圖3球旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)帶動(dòng)周圍空氣跟著一起旋轉(zhuǎn)，致使球的下方空氣流流速增大，上方流速減小。球的下方空氣流流速大，壓強(qiáng)小，上方流速小，壓強(qiáng)大。跟不旋轉(zhuǎn)相比，旋轉(zhuǎn)球因?yàn)樾D(zhuǎn)而受到向下的力，飛行軌跡要向下彎曲。圖3圖1圖2n在火車站或地鐵站的站臺(tái)上都畫(huà)有安全線，并且火車或地鐵進(jìn)出站時(shí)總會(huì)有播音員提醒大家往安全線里邊站，這是為什么？安全線安全線n如圖：當(dāng)火車經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的流速比A

12、點(diǎn)大，所以pApB，于是物體會(huì)被火車吸入。B、1NA、1kgD、1kmolC、1molD、總機(jī)械能n1）流體流動(dòng)時(shí)的摩擦阻力損失所損失的是機(jī)械能中的（ ）項(xiàng)。C、靜壓能B、位能A、動(dòng)能n 2）工程上，常以（ ）流體為基準(zhǔn)，計(jì)量流體的位能、動(dòng)能和靜壓能，分別稱為位壓頭、動(dòng)壓頭和靜壓頭。n【思考題】這次課我們重點(diǎn)介紹了什么是伯努利方程 及其在日常生活中的應(yīng)用。那么它在工業(yè)生產(chǎn)中有什 么樣的作用呢？P74：習(xí)題8 【提問(wèn)】為什么會(huì)兩艘船會(huì)撞在一起呢？n一、伯努利方程n1、流體流動(dòng)具有的能量n補(bǔ)充：流線名稱位能動(dòng)能靜壓能表達(dá)式名稱位壓頭動(dòng)壓頭靜壓頭表達(dá)式( )mppmmgg( )mpEJ靜2212(

13、)2muummgg21( )2EmuJ動(dòng)( )mghh mmg( )Emgh J位n2、伯努利方程n3、伯努利方程式的物理意義n二、活動(dòng)探究n三、伯努利方程在日常生活中的應(yīng)用n四、課堂練習(xí)22puHhgg 常數(shù)n在知識(shí)與技能方面：本堂課從世界航海史上的事故入手，設(shè)下懸念，使學(xué)生有主動(dòng)探究知識(shí)的欲望。再通過(guò)知識(shí)回顧和新知識(shí)的學(xué)習(xí)及相關(guān)練習(xí)，讓學(xué)生有一個(gè)整體的知識(shí)結(jié)構(gòu)框架。然后，讓學(xué)生利用自己已有的感知，解釋日常生活中的一些物理現(xiàn)象，從而達(dá)到這堂課的知識(shí)目標(biāo)。n在過(guò)程與方法方面：提供一定的實(shí)驗(yàn)材料，讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題并討論、解決問(wèn)題。通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，學(xué)生經(jīng)歷了科學(xué)探究，調(diào)控了自己的學(xué)習(xí)過(guò)程，掌握了一定的自主學(xué)習(xí)能力。在分組實(shí)驗(yàn)中，還能進(jìn)一步提高學(xué)生的質(zhì)疑能力、信息收集和處理能力、分析解決問(wèn)題的能力、交流合作