物理退烧要一直做吗升力是怎么回事？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-10-26 13:58 标签： 物理退烧要一直做吗

　　科学方法教育是初中物理开展实验教学培养学生物理学科核心素养及其有效的途径.本文以 神奇的升力 的教学实践为例,阐释了如何在初中物理实验教学课堂上显化科学方法教育.根据教学难点和 对应原则 ,提出了引入与猜想的类比方法、设计实验的演绎方法、突破飞机升力难点的转换方法,始终以科学方法引领的思维发展,以突出科学方法在物理教育中的价值.……   

[文献出处]： 《 》

有位球友请了一位老师来教高尔夫球，没上几天，球友就开始困惑，这是在上高尔夫球课吗？这根本是在教物理？！

还有出现在了高中物理专题考卷中高尔夫运动——都在说明：懂得物理学对高尔夫运动的重要性！

有人说，高尔夫是美学、身体结构学、心理学、力学、物理学... ...的综合体，如此庞杂的知识运动，也难怪说高尔夫是世界上最难的运动。

为什么小白球布满均匀凹线的小坑？

为什么挥杆弧度越大，挥杆速度更快？

为什么上杆时，肩部转动幅度更大，击球距离更远？

你可知道，这些问题的背后，都包含着众多的物理学概念——

高尔夫球上有300多个凹洞，每个洞的平均深度约为0.025厘米。事实上，高尔夫球表面有意制造的凹洞，是动力空气学研究的成果——球的飞行轨迹不仅受到自身重力的影响，还会受到来着空气的阻力。凹洞减少了飞行中的阻力，又提供了额外的升力，因此带来更良好的空气动力性能。

当高尔夫球有了小凹洞，飞行时小凹洞附近产生了一些小的漩涡，由于这些小漩涡的吸力，高尔夫球表面附近的流体分子被漩涡吸引，边界层的分离点就推后许多。这时，在高尔夫球后面所形成的大漩涡区便比光滑的球所形成的漩涡区小得多，从而使得前后压差所形成的阻力大为减小，让球飞得更快更远。

此外，一个表面不平滑的回旋球，会像飞机机翼般偏折气流以产生升力。球的自旋可使球下方的气压比上方高，这种不平衡可以产生往上的推力。

除了不同于其他球类运动光滑球体的特性，高尔夫的挥杆设计也同样包含了丰富的物理学知识，在高尔夫的挥杆中，就包含了三个关键的物理概念：双重钟摆效应、向心力、扭矩。

挥杆过程中会形成两个钟摆效应：以肩部为支点的手臂形成一个钟摆，以手腕为支点的球杆形成另一个钟摆。若两个钟摆能够协调运动，球杆所形成的第二钟摆在击打小球前自然释放，那么击球时下杆的力量就能转移到小球，让击球水到渠成。

A：以肩部为支点的手臂形成一个钟摆

B：以手腕为支点的球杆形成另一个钟摆

向心力是让物体按照弧线运动的作用力。根据向心力的公式，向心力的大小与运动的弧线轨迹大小成反比。运用到挥杆过程中，当挥杆的轨迹越大，用于维持球杆旋转所需要的向心力就越小，从而提升球杆的运动速度，让小球飞得更远。

扭矩是改变物体旋转速度的转动力量。在挥杆过程中，上杆时的肩部转动和下杆时的臀部转动都是扭矩发挥作用的形式。根据公式扭矩=扭力×力臂长度，即力臂越长，扭矩越大，因此在上杆转身时，通过转动肩膀增加力臂长度，可获得更大的挥杆力量；同理，在下杆时，转动臀部，所产生的扭矩就更大，使挥杆速度更快，击球距离更远。总的来说，延展身体，提升转动幅度，则扭矩越大，击球的速度和力量也就越大。

上杆时向后转动肩膀以增加扭力

理解挥杆动作的动力学概念，能更好地调整动作和发挥力量，做到精准挥杆，同时，想球杆与球、球与落地面之间作用力，也影响着挥杆的完美度。

球杆和球的接触瞬间由于互相挤压，会在二者之间产生弹性形变，要恢复原状，就会产生弹力。弹力的方向与物体形变方向相反，作用在迫使物体发生形变的那个物体上。

球杆和球接触时还会产生阻碍相对运动的摩擦力。有两种因素会影响摩擦力：一是接触面间的压力大小，二是接触面的粗糙程度。不同的球杆和球的设计会直接影响这种摩擦力，进而影响到球的后旋速度和球的飞行轨迹。当小白球落地后的行进速度和方向，则受到地面滑动和滚动摩擦力的作用，收到草的粗糙程度影响……

如果用物理理论来诠释高尔夫，你会发现似乎能深刻地理解高尔夫挥杆技术要领了，这项包含力学原理的运动，当你了解它的底层逻辑时，或许能让你从另一个角度发掘自己的潜力，做到更好的挥杆表现。

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初中物理8-9年级微课精讲+课件教案下载

1、物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。 

2、在气体和液体中，流速越大的位置，压强越小。 

1)乘客候车要站在安全线外； 

2)飞机机翼做成流线型，上表面空气流动的速度比下表面快，因而上表面压强小，下表面压 强大，在机翼上下表面就存在着压强差，从而获得向上的升力；

物理学中把具有流动性的气体和液体统称为流体。

二、流体压强与流速的关系

在液体或气体中，流速越大的地方，压强越小，流速越小的地方，压强越大。

①窗外有风吹过，窗帘向窗外飘。

②地铁站台设置屏蔽门或黄色警戒线。

③汽车长途行驶后，车身布满灰尘。

④地面上刮起的“龙卷风”。

迎面吹来的风被机翼分成两部分，由于机翼横截面形状上下不对称，在相同时间里，机翼上方气流通过的路程长，因而速度较大，对机翼的压强较小；下方气流通过的路程较短，因而速度较小，对机翼的压强较大。

飞机的升力：气流在上下表面由于流速不同，压强不同产生的压力差，这就是向上的升力。、

3、小实验(课本P47第4题)

1．知识与技能：(1)知道流体压强与流速的关系，并能用其解释某些生活现象。

2．过程与方法：通过观察和实验，学会运用归纳、类比等研究方法，培养学生的观察和分析概括信息的能力。

3．情感、态度与价值观：领略气体压强差异所产生现象的奥妙，获得对科学的热爱和亲近感。培养学生敢于表达自己的想法，随时关注周围的人和事以及有关现象。

知道流体压强与流速的关系，并能解释生活现象。

对流体压强与流速关系的探究活动

实验法、讲授法、讨论法

多啦A梦实验，引入课题

一、 什么是流体？

什么是流体呢？气体和液体都可以流动，把它们统称为流体。

二、探究流体压强与流速的关系

1、引入探究任务与实验方法：

当流体与物体发生相对运动时，有时会产生一些奇特的现象，下面我们就来观看几个流体流过物体时的现象，请同学们边观看边思考哪些现象不符合实际呢？通过认真观察和思考，一会儿呢，发表你的见解。

播放视频(结束时配字幕和音：同学们)

提问：哪个现象不符合实际呢？抽3个同学回答

师：看来同学们的意见不太统一。那怎么能判断你说得对还是不对呢？

师：对，很好！待会儿同学们做实验的时候注意以下几点，请你来给大家读一下。(抽一个学生读温馨提示)

师：那我们就开始做实验，验证我们的判断吧！

师：好了，同学们，今天就探究到这儿。把你们探究到的现象给同学们分享一下。

师：很好！你们小组给大家展示一下你们的实验成果。(吹蜡烛和吹乒乓球说完实验现象后，上台展示)

师：看来视频中现象1、2、4都是错误了，只有3是符合实际的。同学们的动手能力都很强，实验都很成功，可是老师做的实验得到的现象怎么和同学们不一样

呢？老师现在就来揭秘。(看视频)

师：(这也告诫我们不能被事物的表面现象所蒙蔽，只有动手实践才能检验真理。)从我们上课开始，我们一直在用眼睛来观察现象，这只是我们物理学习的初步阶段，关键是要找到这些现象产生的原因是什么。刚在我们用了明亮的眼睛，现在要用聪慧的头脑了，汇集你们全组的智慧通过交流讨论以下的4个问题，找出产生这些现象背后的原因，现在进行小组讨论。

4、结论(学生回答，教师板书，并强调流速变化引起压强的变化，物体向流速大的位置移动)

师：那物体是向流速大的位置移动还是流速小的位置移动？哪块压强小？所以物体……

5、学生应用流体压强与流速的关系解释生活中的现象

三、流体压强与流速的关系的应用

1、飞机机翼的形状：演示实验装有上凸下平的机翼的飞机获得升力飞起来。

2、飞机获得升力的原因：利用流体压强与流速关系解释原因。

四、学生完成课堂练习，巩固所学

五、课堂小结与情感升华

本堂课学生兴趣浓厚、实验都非常成功，学习效果好。

1.如图中哪个现象跟“流体压强与流速的关系”这一规律无关(　B　)

2.如图1所示,静止时U形管两侧液面相平,下列选项包含图2中所有合理情形的是(　B　)

3.(2018白银)小汽车已经进入寻常百姓家庭,下列说法正确的是(　B　)

A.小汽车在水平公路上静止时,汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力是一对平衡力

B.小汽车在水平公路上高速行驶时,汽车对地面的压力小于汽车的

C.小汽车在水平公路上匀速直线行驶时,车轮不受摩擦力作用

D.使用安全带和安全气囊是为了减小惯性

4.(2018泰州)动车进站时,为了避免乘客被“吸”向动车而造成人身伤害事故,站台上都标有“安全黄线”,乘客必须站在安全黄线以外,是因为动车进站时车厢附近(　A　)

A.气流速度大,压强小

B.气流速度大,压强大

C.气流速度小,压强小[来源:学科网]

D.气流速度小,压强大

5.如图所示是北美草原犬鼠洞穴的橫截面示意图.它有两个出口,当风吹过隆起洞口A表面时,风速较大,吹过平坦洞口B时,风速较小,从而给洞中的犬鼠带去习习凉风.则下列有关洞内风向分析正确的是(　B　)

A.风总是从A口吹入,从B口吹出

B.风总是从B口吹入,从A口吹出

C.风总是从A,B口同时吹入

D.风有时从A口吹入,有时从B口吹入

6.(2018盐城)小明将两个相同的一次性塑料杯叠放在一起,用吹风机以恒定风速沿上杯口水平吹气,发现塑料杯被吹出,如图,有人认为这是因为“上杯口流速大,压强小”使杯子飞出,也有人认为这是因为“吹气时有气体进入下面的杯子中将上面的杯子顶上来”.为进一步验证以上两种解释,下列方案不可行的是(　D　)

A.在上面的塑料杯底开一个孔,再次重复实验,观察杯子情况

B.将下面的塑料杯的底剪去,再次重复实验,观察杯子情况

C.将两塑料杯的底都剪去,再次重复实验,观察杯子情况

D.将上面塑料杯的杯口剪去,使其低于下面塑料杯的杯口,再次重复实验,观察杯子情况

7.校园里时常出现小“旋风”,当“旋风”经过时,漩涡中心气流的速度大　(选填“大”或“小”),漩涡内部气体压强　小　,容易把地面上的纸屑“吸”向空中. 

8.小孩在路边靠近快速行驶的汽车是很危险的,其中一个原因是小孩靠近汽车一侧的空气流速较　大　,形成的气压比另一侧　小　,容易导致小孩被“吸”向汽车.(均选填“大”或“小”) 

9.(2018兰州)图中所示的现象表明　气体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大　. 

10.(2018淮安)随着人们生活水平的提高,扫地机器人逐步进入普通家庭.如图所示为某款扫地机器人,其工作时是通过电机转动使内部气流速度　大　,压强　小　,使杂物进入吸尘器达到清扫的目的. 

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