空气炮探究设计

.wd初中物理课外探究实验课神奇的空气炮刘欣西安市西电中学 陕西 710077一、教学思路通过学生日常生活中喜爱的卡通形象哆啦A梦引入新课，通过演示实验将动画片中的空气炮展现在学生眼前，让学生感受空气炮的神奇威力。在创设出的真实情景中，引导学生探究影响空气炮威力因素及其作用机理，并做出相应的假设猜想。随后，学生通过亲自动手制作空气炮，利用控制变量的实验探究方法对这一问题进展探究。本课程将实验探究与教师讲授结合，让学生掌握空气炮作用机理同时了解其在生活中的运用。在课堂中，学生亲自动手，实验探究培养学生科学思维；教师寓教于乐，科学设计激发学生学习兴趣。二、教学目的1.知识与技能：感受空气炮威力，了解其作用机理，掌握波在运动中传递能量。2.方法与途径：课上指导学生制作空气炮，并通过实验探究影响空气炮威力因素，课下鼓励学生利用实验结论，制作威力更大的空气炮。3.情感与评价：举例说明空气炮在实际生活中的应用培养学生热爱科学，体验物理之美的情感。4.现代教育技术：视频演示与实验演示相结合，为学生营造丰富的物理学期情境。三、教学分析：1.教学内容分析本节讲述空气具有能量及其应用。让学生了解空气能量的来源是冲击波向前运动传递能量，为以后讲机械涉及动能方面打下基础。重点是“空气炮的制作运用，难点“认识空气能量大小及影响其大小的因素2.学生情况分析通过平时观看的动画作品，大多数学生对空气炮有较为直观的认识，但其深层原理学生并不了解，这样便于将讲授内容与学生原有经历结合。3.教学方式通过学生喜爱的卡通形象引入新课，激发学生学习兴趣；利用演示实验创立物理情景，帮助学生了解物理现象；采用科学探究的方式，引导学生探究影响空气炮威力的因素；建设理论联系生活的观念，拓展学生生活视野。四、 教学准备课前收集国内外视频，查找论文研究实验原理，结合学生学龄特点在教学中插入动画片断，实验器材选自生活，已获得可重复利用，降低学生动手本钱，满足课堂要求同时，利于课下开展。五、教学过程课堂引入5分钟左右 视频：播放动画片?哆啦A梦?片断如图1 所示，主人公大雄屡次使用了哆啦A梦给他的威力巨大的武器空气炮。图1师：同学们，哆啦A梦这个角色相信大都很熟悉，它总是能从口袋里变出各种各样神奇的宝贝帮助它的主人度过难关。那么刚刚视频中我们看到大雄拿的是什么东西啊生：哆啦A梦空气炮。与学生日常生活严密联系，学生能轻松答复出问题师：很好，看来同学们对这个动画片都很了解。那么那个同学能给大家说一说，这个空气炮有什么作用生：主人公在遇到危险时，将空气炮套在手臂上，它能在远距离发射出威力巨大的空气炮弹，击倒对方。师：这位同学描述地非常好，不知道大家心里有没有这样的疑惑，平时看不见摸不到的空气，真的会有这么大威力么是动画片在异想天开还是其中有我们不知道的微妙呢今天，教师将动画中的空气炮带到了教室里，让我们一起去探究神奇的空气炮。演示实验10分钟左右从讲台下拿出准备好的大型空气炮，给同学展示。图2师：这个是教师给大家带来的空气炮。虽然它外形上与动画片中有些差异，但是它也能像动画片中的空气炮一样，产生巨大威力。口说无凭，接下来我将进展三组演示实验，让大家切实感受空气炮的威力如图3。1、 大型空气炮灭蜡烛将10根燃烧的蜡烛以10厘米为间隔依次排开如图3所示，将大纸箱放置在蜡烛延长线上，距离第一根蜡烛大约1米位置处，纸箱的圆形开口对准蜡烛最高点。实验开场前，请同学们在纸箱位置吹蜡烛，观察吹灭的蜡烛根数。然后进展实验，用力击打纸箱，一排蜡烛应声熄灭。前后比照，让学生体验到空气炮产生的巨大威力。图32、 空气炮“吹倒易拉罐将6个易拉罐叠落成三角形桥如图4所示，利用一样的纸箱对准易拉罐发出空气炮弹，纸箱与易拉罐之间的距离让学生自定。实验过程中，让距离不断增加，观察纸箱发出的空气炮弹是否能够击倒易拉罐，不断创造并打破更远纪录，直到易拉罐不受空气炮弹冲击作用，记录最远距离并请同学在一样距离上尝试用吹灭易拉罐。前后比照，让学生体验到空气炮射程也十分远。图43、 烟雾效果让空气炮弹“露出真容提出疑问，空气炮的炮弹形状是什么样的让同学们作出假设，并进展实验验证。利用发烟片往纸箱中填充烟雾，再次击打纸箱，使空气炮弹从前端小口发射出去，同时用慢速摄影设备记录整个过程，反复观察，得出空气炮的炮弹形状为圆环型如图5所示。最后让学生上台亲自进展实验，得出一样结论，并与之前假设做比照，探究炮弹形状产生的原因。 图54.原理：当我们击打容器空气炮炮身时，容器内的空气受到挤压被瞬间压缩，空气就沉着器前端小口发射出去。被压缩的气体形成膨胀冲击波空气炮弹，产生巨大能量。实验中，炮弹的形状之所以呈圆环状，是由于从小孔出去的空气，流动速度的比小孔周围的空气快，根据伯努利定律，中间的气体压强就会比周围的空气小，所以周围的空气就会把从中间喷出来的空气压缩，使之保持在一个圆周里面如图6所示，直到空气阻力把能量都消耗光。图6师：从刚刚的演示实验我们可以看出，虽然外形上我们这个空气炮和动画片中有区别，但是它们的原理是一样的，它们都能释放巨大威力。那么，我们怎么样才能制作出威力更大的空气炮，空气炮的威力与什么因素有关呢生：我认为空气炮的威力应该与炮身的大小、击打力度并且和炮口口径有关。师：很好，那我们一起通过实验方法来探究这些因素对空气炮威力的影响。为了便于实验，教师教大家一种全新的空气炮制作方法。制作环节10分钟左右材料：易拉罐6个、气球一包厚的、蜡烛20支4个小组、每组5支、透明胶4卷、剪刀8把每组2把、打火机、羽毛球长桶4个、短筒4个带桶盖如图7所示图7制作过程：1.将气球一端系结实，并在距顶端1/3处，用剪刀裁剪。(如图8)图8 2.将气球套在羽毛球桶一端，用胶带固定。如图9所示图9 3.将桶盖裁出大小不一的圆孔，作为不同口径的炮口。如图10所示图10 4.拉动气球并释放，炮口就会发射出强劲气流击灭蜡烛。如图11图11探究实验15分钟1.空气炮制作好后，让每组同学依次点燃配备的5根蜡烛，学生亲自动手，利用羽毛球桶空气炮打灭蜡烛，感受空气炮的威力。2.根据学生猜想进展实验验证，分三个实验小组，采用控制变量的方法，探究不同条件下空气炮威力的大小。实验过程中，利用力的传感器，定量测量空气炮产生力的大小，并将数据进展比较分析，得出结论。3.在具体实验中，探究击打力度对空气炮威力影响时，其他变量不变，通过控制气球拉开的长度来改变击打的力度如图12所示；探究炮身体积对威力影响时，其他变量不变，通过采用不同大小的羽毛球桶来改变空气炮炮身体积；探究炮口半径对空气炮威力影响时，其他变量不变，通过在桶盖裁取不同大小的小口来改变空气炮口径大小。实验过程中，记录相应数据。图124.实验完毕后，进展数据分析，得出炮身体积，击打力度，口径大小对空气炮威力大小的影响。并结合分析出的结论，要求学生课下按照所发现的规律，制作威力更大的空气炮，并开展空气炮比赛，学以致用。5.科学联系生活，举例说明空气炮在各个领域中应用的。军事上，空气炮曾在二战中被德军用来击落飞机。工业生产中，空气炮多数用来去除管道内的污垢，效果十清楚显。如图13所示图136.最后观看日本直径10m超大型空气炮创造世界纪录视频，激发学生继续探索的兴趣。如图14所示图14课堂总结5分钟左右1、简单回忆空气炮的原理及影响空气炮威力的因素。2、拓展一下空气炮在生活中的应用。 六、教学反思1、拿出空气炮的箱子时一定要对这样新东西做一些定性的介绍，拿着它前前后后介绍它是密闭的容器上开了个孔、介绍说里面没有装东西等等。2、在演示完第一个“打纸杯实验后可让学生上来亲自感受一下空气炮射出的风力，这样更直观且影响深刻。3、言语要注意专业化，既然目的是让孩子们观察，就不能一直说“烟圈这样。4、原理要讲解清楚，下课时要有形式。6 / 6