第四章 有压管道恒定流(习题)
6.2习题解析
6.1一供油短管管路如图所示。汽油由一油泵经一不太长的镀锌油管打入一装有浮子开关的油箱，中间要经过三个弯头和一个阀门。设油管的直径
mm 15=d ，管长m 4=L ，管中流量
/s 1411.0=Q ，油箱底与油泵轴线的高差
m 0.1=H ，弯头与阀门的阻力系数分别为
习题6.1图
2.0=弯ξ，0.4=阀ξ，汽油的重度和运动粘滞系数分别为3N/m 7500=油γ，s /cm 007
3.02=ν。试
问：如果开启针阀所需的压力5.0=针p 大气压时，油泵出口的压力应该多大？
解：
过水断面面积为 42210767.1015.04
4
-?=?=
=
π
π
d A m 2
油管中的流速为 798.010
767.110141.043
=??==--A Q v m/s 雷诺数为 14.163950073
.05
.18.79=?=
=
ν
vd
Re
下面求沿程阻力系数λ，因为5
10 028.014.163953164 .03164.025 .025.0=== Re λ 检验：粘性底层厚度为 19.0028 .014.1639515 91.3291.320=??= = λ δRe d mm 镀锌管的绝对粗糙度为mm 15.0=?，79.019.0/15.0/0==?δ，6/4.00 )7 .18lg( 274.11 0λ λ e R r +?-= 将mm 15.0=?，m m 5.72/152/0===d r 代入上式得0413.0=λ，重新求得148.00=δmm ， 015.1/0=?δ，6/4.00 以油泵中心水平面为基准面，写1-1断面和2-2断面的能量方程 w h g v p z g v p z +++=++ 222 222211 1油油 γγ m 507.08 .92798.0)42.03015.040413.0(2)(2 2=??+?+?=+=∑g v d L h w ξλ 由题意，01=z ，)2/()2/(2 22 1g v g v =，m 12==H z ，一个标准大气压=101.3kN/m 2，所以 22kN/m 65.503.1015.0=?=p 将以上数据代入能量方程得 2 2 21kN/m 953.610.5077.5 65 .501(5.7)(=++ ?=++ =）油 油w h p z p γγ6.2水从水塔A 经管道流出，如图示。已知管径 cm 10=d ，管长m 250=L ，粗糙系数 011 .0=n ，局部阻力系数为：进口5.01=ξ，转弯2.12=ξ，当阀门全打开时，03=ξ，管道出口流速m/s 6.1=v ，取动能修正系数1=α，求管 道的水头H 。 习题6.2图 解： 谢才系数为 16.49)4 1 .0(011.0116/16/1=?== R n C 沿程阻力系数为 0324.016.49/8.98/82 2 =?==C g λ 水头损失为 m 816.108 .926.1)2.15.01.02500324.0(2) (2 2=??++?=+=∑g v d L h w ξλ 以管道出口中心水平面为基准面，写1-1断面和2-2断面的能量方程为 w h g v H +++=++200002 947.10816.108 .926.122 2=+?=+=w h g v H m 也可以直接用公式计算，自由出流时的流量公式为 02gH A Q μ= 1093.02 .15.01.0/2500324.011 /1 =++?+= ++= ∑ξ λαμd L 因为/s m 0125.04/1.06.132=??==πvA Q ，忽略水箱中的流速水头，则0H H =，代入 流量公式得 m 940.10)4/1.0(1093.08.9201257.022 222 222=????==πμA g Q H 6.3如图所示用一根普通旧铁管由A 水池向B 水池引水，已知管径m 2.0=d ，管长m 60=L ，有一转弯，其弯曲半径m 2=R ，有一阀门，相对开度5.0/=d e ，管道的当量粗糙度 mm 6.0=?，水温C 20 =T ，试求当水位差 m 3=z 时管中通过的流量Q 。 习题6.3图 解： 由图中可以看出，该出流为淹没出流。流量系数为 出口 阀弯进口ξξξξλμ++++= d L /1 查表4-7得5.0=进口ξ，132.0=弯ξ，3.2=阀ξ，0.1=出口ξ，已知m 2.0=d ，m 60=L ，代入上式得 932 .33001+= λμ 流量公式为 932 .3300241.038.922.04 932.3300122+= ???+= =λπ λμgz A Q 由于沿程阻力系数λ未知，流量无法求得。现假定02.0=λ，代入上式得/s m 0765.03 =Q 。 验证： 2 2 2 0.031416m /40.2/4=?==ππd A ，m/s 435.2031416.0/0765.0/===A Q v 当水温C 20 =T 时，水的粘滞系数为s /cm 0101.02 =ν，求雷诺数 22.4821780101 .020 5.243=?= = ν vd Re 003.0200/6.0/==?d ，由雷诺数Re 和d /?查莫迪图得026.0=λ，与假设不符。 重新设026.0=λ，求得/s m 0704.03 =Q ，m/s 24.2=v ，02.443495=Re ，查莫迪得026.0=λ，与假设相符。故求得流量为/s m 0704.03=Q 。 6.4如图所示混凝土坝内泄水管，已知管径 m 5.0=d ，管长m 101=l ，m 22=l ，m 10=H ， 沿程阻力系数025.0=λ，进口为喇叭形，其后装一阀门，相对开度8.0/=d e ，试求（1）管中通过的流量；（2）阀门后断面2-2处的压强水头。 解： 查局部阻力系数表得进口1.0=进口ξ，闸 习题6.4图 门开度8.0/=d e ，17.0=阀ξ，流量系数为 752.017 .01.05.0/10025.011 /11 =++?+= +++= 阀 进口ξξλμd L 07.2108.925.04 752.022=???? ==π μgH A Q m 3/s 以管道中心水平面为基准面，写1-1断面和2-2断面的能量方程 g v d l p g v d l g v p H 21(2(22 222222 ））阀进口阀进口ξξλγξξλγ++++=++++= 37.117.01.05 .02 025.0112=++?+=+++阀进口ξξλ d l m/s 542.105 .007 .24422=??=== ππd Q A Q v 23.28 .92542.1037.110237.12 22 =??-=-=g v H p γm 6.5如图所示混凝土坝内泄水钢管，已知管径 m 5.0=d ，管长m 10=L ,m 10=H ，进口为喇 叭形，其后装一阀门，相对开度75.0/=d e ，试 求（1）管中通过的流量；（2）水头H 不变，要求管道距上游m 2=l 的相对压强不超过6m 水柱时，下游管轴线淹没在水面以下的距离h 应为多少。 习题6.5图 解： 以下游水面为基准面，写1-1断面和3-3断面的能量方程 g v d L H 2(2 ）出口阀进口ξξξλ+++= 由上题可知，1.0=进口ξ，闸门开度75.0/=d e 时，26.0=阀ξ，0.1=出口ξ， ∑=++=36.10.126.01.0ξ。沿程阻力系数按舍维列夫公式求解，假设管中的流速m/s 2.1>v ，则 0259.05.0/021.0/021.03.03.0===d λ 代入上式并整理得 m/s 216.10108.9236 .15.0/100259.01 2/1 =??+?= += ∑gH d L v ξ λ 流速m/s 2.1m/s 216.10>=v ，假设正确。 /s 2.006m 0.54 216.1032=?? ==π vA Q 若水头H 不变，以管轴线为基准面，写1-1断面和2-2断面的能量方程 793.138 .92216.10)26.01.05.020259.01(62(22 222 =?++?++=++++=+g v d l g v p h H ）阀进口ξξλγ 793.310793.13793.13=-=-=H h m 下游管轴线淹没在水面以下的距离为3.793m 。 6.6有一如图所示的混凝土圆形涵洞，已知洞长m 10=L ，上下游水位差m 2=z ，要求涵洞中通过的流量3.4=Q m 3 /s ，试求管径d 。 解： 隧洞的粗糙系数一般取014.0=n ，水力半径为4/d R =，谢才系数为 习题6.6图 6/16/16/17.56)4 (014.011d d R n C =?== 沿程阻力系数为 3/12 6/12 /0244.0)7.56/(8.98/8d d C g =?==λ 查局部阻力系数表得进口2.0=进口ξ，0.1=出口ξ， 3/43/4/244.02.110 .12.0/100244.01 /1 d d d L += ++?=++= 出口 进口ξξλμ3 /422 3 /4/244.02.19174.428.924 /244.02.11 2d d d d gz A Q += ???? += =π μ 将3.4=Q 代入上式迭代得d =1.025m 。 6.7如图所示为一从水箱引水的水平直管，已知管径d =0.2m ，管长m 40=L ，局部阻力系数为：进 口5.0=进口ξ，阀门6.0=阀门ξ，当通过的流量 2.0=Q m 3/s 时， 在相距m 10=?L 的1-1断面和 2-2断面间装一水银压差计，其液面高差 习题6.7图 m 04.0=?h ，求作用水头H 。 解： 以管道中心线水平面为基准面，写1-1断面和2-2断面的能量方程 g v d l g v p z g v p z 2222 2 2 22 22111 1?+++=++λαγαγ 在l ?段，只有沿程水头损失，21z z =，)2()2/(2 222 11g v g v αα=，所以上式变为 g v d l p p 22 2 1 ?=-λ γγ 由图中可以看出： m 504.004.06.126.122 1 =?=?=- 汞h p p γ γ 流速为 m/s 366.62.02.0442 2=??===ππd Q A Q v 则 004875.0366 .6102 .0504.08.92) (22 22 1 =????=?- =lv d p p g γ γ λ 流量系数为 5703.06 .05.02.0/40004875.011 /11 =++?+= +++= 阀门 进口ξξλμd L 流量为 2.08.922.04 5703.022=????==H gH A Q π μ 解出 H =6.36m 。 6.8图示为一管路系统，每段管长均为5m ，管径d =0.06m ，进口局部阻力系数5.0=进口ξ，出口局部阻力系数0.1=出口ξ，当水头H =12m 时，流 量015.0=Q m 3/s ，试求管道的沿程水头损失系数 λ及两水箱的水位差z 。 习题6.8图 解： 由图中可以看出，第一根管子出口为淹没出流，第二根管子出口为自由出流。以第二个水箱水面为 基准面，写1-1和2-2断面的能量方程 g v d L h z w 2)(211∑+==ξλ 以管道出口中心水平面为基准面，写2-2断面和出口断面的能量方程 g v d L g v d L g v z H 2)1(2)(22 222222∑∑++=++=-ξλξλ 以上两式中，管长21L L =，管径相等，沿程阻力系数λ相同， 5.115.01 =+=∑ξ ， 5.115.02 =+=∑ξ ，将以上二式相减得 g v z H 222 += m/s 305.506 .0015 .0442 2=??== ππd Q v m 282.52/)8 .92305.512(2/)2(2 2=?-=-=g v H z 179.25.1305.5282.58.9222 121=-??=-=∑ξλ v gz d L 02614.05/06.0179.2/179.21=?==L d λ 6.9某水库挡水坝的圆形断面泄水孔如图所示，孔径d =1.0m ，水库水面至底孔中心高度H =12.5m ，当水库泄水时，测得底孔流量4.9=Q m 3/s ，求底孔的阻力系数ξ（底孔的水头损失可看作一个局部水头损失）。 习题6.9图 解： 由图中可以看出，出流为自由出流，则 gH A gH A Q 22∑= =ξ μ 71.15.128.92)4.94/1(2)4/()2(2 2222=????=?===∑ππξξgH Q d Q gH A 6.10利用虹吸管将渠道中的水引向集水池，如图示。已知管径d =0.3m ，管长1401=l m ，1202=l m ， 403=l m ，沿程阻力系数025.0321===λλλ，滤水网、折管、阀门、出口的局部阻力系数分别为 31=ξ，55.042==ξξ，17.03=ξ，0.15=ξ，渠道与集水池的恒定水位差5.0=z m ，虹吸管允许 真空度7=V h m ，试求虹吸管的输水流量和最大安装高度。 习题6.10图 解： 流量系数为 182 .01 55.017.055.033.0/300025.01 /)(1 5 4321321=+++++?= +++++++= ξξξξξλμd l l l 过水断面面积为 2 2 2 m 0707.0/40.3/4=?==ππd A 流量为 /s m 0403.05.08.920707.0182.023=????==gz A Q μ 流速为 m/s 57.00707.0/0403.0/===A Q v 以上游水面为基准面，写1-1断面和2-2断面的能量方程，忽略行近流速，有 g v d l l g v p h p s a 2)(22 3212122 ξξξλγγ+++++++= 387 .25)17.055.033.0120 140025.0()(32121=++++=++++ξξξλ d l l m 563.68 .9257.0387.2672387.262387.2522 2222 =?-=-=---=g v h g v g v p p h V a s γγ 6.11如图所示虹吸管连接两水池，虹吸管为新铸铁管，已知虹吸管的直径d =0.15m ，上下游水位差5.4=z m ，由进口至断面2-2管段长12m ，2-2断面以后至出口段长8m ，虹吸管安装高度 5.2=s h m ，管顶部为圆弧形90°转弯，转弯半 径15.0=R m ，求虹吸管的流量和最大真空度。 习题6.11图 解： 对于新的铸铁管，取粗糙系数011.0=n ，水力半径为4/d R =，谢才系数为 6.52)4 15.0(011.0116/16/1=?== R n C 沿程阻力系数为 02834.0)6.52/(8.98/82 2 =?==C g λ 查表4-7得局部阻力系数为：5.0=进口ξ，294.0=弯ξ，0.1=出口ξ，所以 088.20.1294.025.02=+?+=++=∑出口弯进口 ξξξ ξ 89.7088.215 .081202834.0=++?=+∑ξλ d L 356.089.71 /1==+=∑ξ λμd L 流量为 /s m 0591.05.48.924 15.0356.0232 =?????==πμgz A Q 虹吸管的流速为 m /s 343.315 .00591 .0442 2=??== ππd Q v 以上游水面为基准面，写1-1断面和2-2断面的能量方程 g v d l g v p h p s a 2)(22 122 弯进口ξξλγγ+++++= m 82.48 .923434.3)294.05.015.01202834.01(5.22)1(2 212 =?++++=++++=-=g v d l h p p h s a v 弯进口ξξλγγ6.12自河中利用一软管将水引入渠道如图示。如水位差H =6.0m ，A 点高出水面高度h =4.0m ，管长6001=l m ，1002=l m ，管径d =0.2m ，沿程 阻力系数 04.0=λ，5=进口ξ，0=弯ξ， 13=阀门ξ，问吸出流量Q 为多少？A 点的真空度 为多少？ 习题6.12图 解： 14.01 135/0.21006004.01 /1 =++++?= +++= ）（出口 阀门进口ξξξλμd L 222m 031416.0/40.2/4=?==ππd A /s m 048.068.92031416.014.023=????==gH A Q μ 以上游水面为基准面，写1-1断面和2-2断面的能量方程，求真空度V h g v d l g v p h p a 2)(22 1122 ξλγγ++++= m/s 528.12 .0048 .0442 2=??== ππd Q v m 144.68 .92528 .1)52.06004.01(42)1(22112 =?+++=+++=-=g v d l h p p h a V ξλγγ 6.13如图所示水轮机装置，已知水头H =180m ，引水钢管长度L =2200m ，直径d =1.2m ，水轮机效率%88=T η，因管道较长，可不计局部水头损失，沿程阻力系数02.0=λ，试求：（1）水轮机获得最大功率所需的相应流量；（2）水轮机获得的最大功率max N 。 习题6.13图 解： 以下游水面为基准面，由水流输出的能量方程为 212 2 22211 122-+++=-++w m h g v p z H g v p z γγ 由图中可以看出 H g v p z g v p z =++-++ )2()2(2 222211 1γγ 所以 21--=w m h H H 流速为 Q Q d Q v 8842.02 .1442 2=?== ππ 由于不计局部水头损失，沿程水头损失为 2222 146255.18.92)8842.0(2.1220002.02Q Q g v d L h w =??==-λ 22146255.1180Q h H H w m -=-=- 水轮机的功率为 )46255.1180(2 Q Q QH N T m T -==γηγη 如果要求水轮机的功率最大，则所需的流量应为最大，所以对上式求导得 0)38765.4180(2=-=Q dQ dN T γη 求得/s m 405.63 =Q 。最大功率为 4.6628)40 5.646255.1180(405.68.988.0)46255.1180(22=?-???=-==Q Q QH N T m T γηγηkW 6.14某水泵在自吸水井中抽水，吸水井与水池间用自流管相接，其水位均保持不变，水泵安装高度m 5.4=s h ，自流管长m 20=l ，管径 m 15.0=d ，水泵吸水管长m 101=l 。直径 m 15.01=d ，自流管和水泵吸水管的沿程阻力系 数028.0=λ，自流管滤网的局部阻力系数 习题6.14图 2=自网ξ，水泵底阀的局部阻力系数6=阀ξ，90°弯头的局部阻力系数3.0=弯ξ，要求水泵进口的真 空度不超过6m 水柱，试求：（1）水泵的最大流量Q ；（2）在此流量下，水池与吸水井的水位差z 。 解： （1）求流量 以吸水井水面为基准面，写1-1断面和2-2断面的能量方程 g v d l g v p h p s a 2)(22 122弯阀ξξλγγ+++++= 由上式得 g v d l h p p s a 2)1(212弯阀ξξλγγ++++=- 167.93.0615 .010028.0111=++?+=+++弯阀ξξλ d l m 5.15.462 =-=-=--s V s a h h h p p γ γ 由此得 m/s 791.1167 .95 .18.92167.95 .12=??= ?=g v 流量为 /s m 03165.015.04 791.14 322=?? ===π π d v vA Q （2）求水位差z 由于水位差不变，所以自流管的流量等于水泵的抽水流量。由流量公式 /s m 03165.003015.01 215.0/20028.048.9215.0/422322==++???= ++= =z z d l gz d gz A Q πξξλπμ出口 自网 m 10.103015.0/0.03165z 2 2 == 6.15如图所示为一过滤水池及冲洗水塔，当过滤池滤水时间较长后，滤料积垢较多，须将水塔中的水放进过滤池底部反冲洗。已知冲洗流量 /s m 5.03=Q ，冲洗水管直径m 4.0=d ，局部水 头损失系数5.0=进口ξ，2.0=弯ξ，17.0=阀ξ，沿程水头损失系数 024.0=λ，水塔中水深 m 5.1=h ，弯管到过滤池的距离为1.5m ，要求 习题6.15图 进入过滤池前2-2断面处的压强水头最小值为5m ，试求水塔最小作用水头H 。 解： 以2-2断面管道的中心线为基准面，写1-1断面和2-2断面的能量方程 g v d L p g v d L g v p H 2)1(2)(22 2222 阀弯进口阀弯进口ξξξλγξξξλγ+++++=+++++= 222m 1257.0/40.4/4=?==ππd A m/s 98.31257.0/5.0/===A Q v H H h H L =+-=+-=5.15.15.1 H H d L 06.087.117.02.05.04 .0024.011+=++++=++++阀弯进口ξξξλ 所以有 8 .9298.3)06.087.1(52)06.087.1(2 22 ??++=++=H g v H p H γ 由上式解出H =6.842m 。 6.16如图所示水库引水管路，出口流入大气中，已知水头H =49m ，管径m 1=d ，管路进口管轴线距水面m 15=h ，管长m 501=l ，m 2002=l ，沿程阻力系数02.0=λ，5.0=弯ξ，试求：（1）引水流量Q ；（2）管路中压强最低点位置及其压强值。 习题6.16 解： 由图中可以看出，出流为自由出流。流量系数为 378.05 .05.01/25002.011 /)(11 21=++?+= ++++= 弯 进口ξξλμd l l /s m 2.9498.9214 378.0232=????? ==π μgH A Q 管路中压强最低点位置应在两个管道转弯处的4点，以转弯处管道中点水平面为基准面，写1-1断面和4-4断面的能量方程 g v d l p g v d l g v p h 2)1(2)(22 142124 弯进口弯进口ξξλγξξλγ++++=++++= m/s 714.1112 .9442 2=??=== ππd Q A Q v m 68 .92714.11)5.05.015002.01(152)1(2 214 -=?+++-=+++-=g v d l h p 弯进口ξξλγ 6.17有一水泵将水抽至水塔，如图所示。已知动力机的功率为100kW ，吸水管长度m 301=l ，压水管长m 5002=l ，管径m 3.0=d ，抽水机流量 /s m 1.03 =Q ，管道的沿程阻力系数03.0=λ， 水泵的允许真空度为6m 水柱高，动力机及水泵的总效率为0.75，局部阻力系数6=进口ξ， 4.0=弯ξ，试求（1）水泵的提水高度；（2） 习题6.17图 水泵的最大安装高度。 解： （1）求水泵的提水高度 222m 0707.0/40.3/4=?==ππd A m/s 415.10707.0/1.0/===A Q v 动力机的功率为η γ1000m QH N = ，则 m 531.761 .09800100 75.010001000=???== Q N H m γη m 96.08.92415.1)4.063.03003.0(2)(2 21=?++?=++=g v d l h w 弯进口吸 ξξλ m 251.58.92415.1)14.03.050003.0(2)1(222=?++?=++=g v d l h w 弯压 ξλ m 32.70251.596.0531.76=--=--=压吸w w m h h H z （2）求水泵的最大安装高度 以水库水面为基准面，写1-1断面和2-2断面的能量方程 吸w s a h g v p h p +++=22 2 γγ 最大安装高度为m 97.496.08 .92415.16222 222 =-?-=--=---=吸吸w V w a s h g v h h g v p p h γγ 6.18如图所示管路系统由水泵供水，已知水泵中心线至管路出口高度H =20m ，水泵的流量 /h m 1133=Q ，管长m 151=l ， m 102=l ，管 径m 2.01=d ，m 1.02=d ，沿程阻力系数 025.0=λ，转弯的局部阻力系数2.0=弯ξ，突 然收缩的局部阻力系数38.0=缩ξ，试求水泵出口A -A 断面的压强水头。 习题6.18图 解： /s 0.03139m 113/3600/h m 11333===Q 2 22110.031416m /40.2/4=?==ππd A m /s 1031416.0/03139.0/11===A Q v 222 220.007854m /40.1/4=?==ππd A m/s 997.3007854.0/03139.0/22===A Q v m 106.08 .920.1)2.02.015025.0(2)(2 21111 =?+?=+=g v d l h w 弯ξλ m 674.28 .92997.3)2.0238.01.010025.0(2)2(2 2 2222 =???++?=++=g v d l h w 弯缩ξξλ 以水泵的中心线为基准面，写A -A 断面和出口断面的能量方程 212 22222w w A A A h h g v p H g v p z ++++=++γγ 由图中可以看出，0=A z ，在管道出口，0/2=γp ，代入上式得 m 544.238 .921674.2106.08.92997.320222 22 2122=?-++?+=-+++=g v h h g v H p A w w A γ 6.19一水龙头位于房屋的楼上，如图示。已知管长m 151=l ，m 102=l ，管径m 04.01=d ， m 02.02=d ，容器中的水深m 5.11=H ， m 20=H ，几个弯头的局部阻力系数 48.0=弯ξ，龙头的局部阻力系数5.3=笼头ξ， 管壁的当量粗糙度mm 2.0=?，水的运动粘滞系 数s /cm 0131.02 =ν，流量/h m 33 =Q ，为了 习题6.19图 使容器中的水沿水管通至楼上并从笼头流出，问容器中需维持多大的表面压强0p 。 解： /s 0.000833m 3/3600/h m 33 3 ===Q 2 22110.001257m /40.04/4=?==ππd A m /s 663.0001257.0/00833.0/11===A Q v 2 2 2 22m 0.00031416/40.02/4=?==ππd A m/s 652.200031416.0/000833 .0/22===A Q v 3.202440131 .04 3.661 11=?= = ν d v Re 55.404880131 .02 2.2652 22=?= = ν d v Re 因为005.040/2.0/1==?d ，01.020/2.0/2==?d ，查莫迪图得035.01=λ，0393.02=λ，又因为大管和细管相连接处为突然缩小，其局部阻力系数为 375.0)04.0/02.01(5.0)/1(5.0)/1(5.022212 212=-?=-=-=d d A A 缩ξ m 316.08 .92663.0)48.05.004.015035.0(2)(2 211111 =?++?=++=g v d l h w 弯进口ξξλ m 79.88 .92652.2)5.348.02375.002.0100393.0(2)2(2 2 22222 =??+?++?=+++=g v d l h w 笼头弯缩ξξξλm 106.979.8316.02121=+=+=-w w w h h h 以0-0为基准面，写1-1断面和2-2断面的能量方程 212 2 22 110 1202-++ +=+ + w h g v H g v p H ααγ 令121==αα，则 m 942.278 .92663.05.1106.98.92652.220222 221121220 =?--+?+=--++=-g v H h g v H p w γ 20kN/m 84.2738.9942.27942.27=?==γp 6.20某实验室的实验管道如图所示。已知直径 m 04.0=d ，水塔水面和管道出口之间高差m 8=H ， 管 道 总 阻 力 系 数 14/=+∑∑ξλd L ，为了增大管道流量，考虑 两种措施，即在管道出口B 处接垂直向下或沿水平方向接一根同直径的 1.5m 长的橡皮管，如图示。橡皮管的沿程阻力系数02.0=λ，问哪一种措施使管道流量增大，为什么？ 习题6.20图 解： gH A d L gH A Q 2/11 20∑∑++= =ξ λμ 2-322m 101.257/40.04/4?=?==ππd A 对于原设计管道，2582.014 11/11 =+= ++= ∑∑ξ λμd L ，m 80==H H ，流量 /s m 10064.488.9210257.12582.023330--?=?????==gH A Q μ 将管道水平延长1.5m ，75.004.0/5.102.0/=?=d L λ，m 80==H H ，则 /s m 1097.388.9210257.175 .014112/11 3330--?=?????++= ++= ∑∑gH A d L Q ξ λ 将管道垂直向下延长1.5m ，这时m 5.95.10=+=H H /s m 1032.45.98.9210257.175 .014112/11 3330--?=?????++= ++= ∑∑gH A d L Q ξ λ 由以上计算可以看出，将水管垂直向下延长流量增大，水平延长流量减小。主要原因是流量是随水头的增大而增大的，垂直延长相当增大了水头；水平延长水头不变，只增加了水头损失，所以流量减小。 6.21 某运河需穿过一河道，为保证该河道通流，修筑一钢筋混凝土方形涵洞，断面为4×4m 2，共两孔，洞长m 32=L ，上游水位最高不超过146.0m ，最低不得低于144.0m ，涵洞下游河道断面较大，可以认为下游水位保持不变，高程为142.0m ，进口局部水头损失5.0=进口ξ，每一个 习题6.21图 转弯的局部水头损失系数25.0=折弯ξ。不计行近流速，试求：（1）涵洞允许通过的最大与最小流量；（2）涵洞中最大平均压强发生的位置及其压强值。 解： （1）求流量 钢筋混凝土涵洞的粗糙系数n =0.014，方形涵洞的水力半径m 1)44/(4/2 =?==χA R ，谢才系数为71.429/0.0141/6/16 /1===n R C ，沿程阻力系数为 0154.0429.71/8.98/822=?==C g λ 流量系数为 6175.0125.040.514/320154.01 4)4/(1 =+?++??= +?++= ） ）（出口 折弯进口ξξξλμR L 两条涵洞的最大过流量为 /s m 96.174)142146(8.9246175.022232max =-?????==gz A Q μ 两条涵洞的最小过流量为 /s m 72.123)142144(8.9246175.022232min =-?????==gz A Q μ （2）求涵洞中的最大压强 最大压强在倒虹吸底部涵洞开始的位置，由图中可以看出，此处涵洞中心高程为135m ，以管道底部中心水平面为基准面，写1-1断面和2-2断面的能量方程，对应于最大流量 g v g v p 2)25.05.014480154.0(2)135146(2 22 ++?+++=-γ m /s 468.542 /96.1742=== A Q v 将m/s 468.5=v 代入能量方程得m 26.8/2=γp ，对应于最小流量的流速为 m /s 866.342 /72.1232 === A Q v 将m/s 866.3=v 代入能量方程得m 63.7/2=γp 。 6.22图示一倒虹吸，长度m 50=L ，流量 /s m 33=Q ，管径m 1=d ，管壁为中等质量的混 凝土衬砌，进口为光滑曲线形型式，两个折角均为 40=α，求上下游水位差为多少？若保持上下游水位差不超过0.5m ，通过上述流量Q 时的管径应采用多大。 习题6.22图 解： （1）求上下游水位差 中等质量的混凝土管，粗糙系数n =0.014，m 25.04/14/===d R ，则 693.56014.0/25.0/6/16/1===n R C 0244.0693.56/8.98/822=?==C g λ m /s 82.3)1/(34)/(42 2 =??==ππd Q v 沿程阻力为 0.91m 8 .9282.31500244.022 2=???==g v d L h f λ 局部阻力系数为：进口2.01=ξ，两个转弯处3.032==ξξ，出口处0.14=ξ，∑=8.1ξ，局部水 头损失为 m 34.18 .9282.38.12)(2 24321=??=+++=∑g v h j ξξξξ 以下游水面为基准面，写1-1断面和2-2断面的能量方程 m 25.234.191.0=+=+ =∑j f h h z （2）已知上下游水位差m 5.0=z ，求管径D 222/82.3)/(34)/(4D D D Q v =??==ππ 5.08 .92)/82.3()8.1500244.0(2)(2 22=?+?=+=∑D D g v D L z ξλ 对上式整理得 5 /1)8166.168024.2(+=D D 由上式迭代得m 41.1=D 。 6.23有一串联铸铁管路如图所示，已知15.01=d m ，125.02=d m ，1.03=d m ，管长251=l m ， 102=l m ，沿程阻力系数失030.01=λ，032.02=λ，局部阻力系数1.01=ξ，15.02=ξ，1.03=ξ， 0.24=ξ，试求：（1）通过流量025.0=Q m 3/s 时，需要的水头H 为多少？（2）若水头H 不变，但不 计水头损失，则流量将变为多少？ 习题6.23图 解： 第一管段： m/s 415.115 .0025 .0442 211=??== ππd Q v ， m 521.08 .92415.1)1.015.02503.0(2)(2 2111111=?+?=+=g v d l h w ξλ 第二管段： m/s 037.2125 .0025 .0442 222=??== ππd Q v m 595.08 .92037.2)1.015.0125.010032.0(2)(2 22322222 =?++?=++=g v d l h w ξξλ 第三管段： m/s 183.31 .0025 .0442 233=??== ππd Q v m 034.18 .92183.30.222 2343 =??==g v h w ξ 总水头损失为 m 15.2034.1595.0521.0321=++=++=w w w w h h h h 以管道中心水平面为基准面，写1-1断面和管道出口断面的能量方程 m 67.215.28 .92183.322 2 3=+?=+=w h g v H 如果水头H 不变，不计水头损失，则m 67.2)2/(2 3==g v H ，m/s 23.767.28.923=??= v 流量为 /s m 0568.023.705.03 233=??==πv A Q 6.24一管路如图所示。已知51=d cm ，102=d cm ，7543===d d d cm ，管长21=l m ，32=l m ， 5.13=l m ，5.14=l m ，5.25=l m ，027.0543===λλλ，m m 4.01=?，m m 6.02=?，折角 30=α 习题6.24图 解： 流量为 s /0.035m L/s 353 ==Q 1计算沿程水头损失 第一管段： m/s 825.1705 .0035 .0442 211=??== ππd Q v 假定水流处于紊流的粗糙区，沿程阻力系数按下式计算 0352.0]74.1)4.02/(50lg(2[1 ]74.1)2/lg(2[12 2111=+?=+?= d λ m 826.228 .92825.1705.020352.022 211111 =???==g v d l h f λ 第二管段： m/s 456.41.0035 .0442 222=??== ππd Q v []{}0321.074.1)6.02/(100lg 21 ]74.1)2/lg(2[12 2222=+?=+?= d λ m 976.08 .92456.410.030321.022 2 22222 =???==g v d l h f λ 验证：雷诺数为 5.44250201007 .010 6.4452 21=?= =ν d v R e 粘性底层厚度为 mm 0415.01 032.05.44250210091.3291.321 10=??= = λδe R d ， 65.140414 .06 .00 >== ? δ 因为第二管段管径最大，第二管段在紊流粗糙区，其它管段一定在紊流粗糙区。所以假设水流在紊流粗糙区的假设是正确的。 第三、四、五管段： m/s 095.907.0035 .0442 233=??== ππd Q v m 442.28 .92095.907.05.1027.022 2 33333 =???==g v d l h f λ m 442.234==f f h h m 07.48 .92095.907.05.2027.022 255555 =???==g v d l h f λ 2计算局部水头损失 （1）水管进口： 5.01=ξ，8.105m 9.8 217.8250.52g v 2 211 1=??==ξj h （2）突然扩大断面：9)15/10()1/()1/(2 22221222122=-=-=-=d d A A ξ m 12.99.8 2456.492g v 22222 =??==ξj h （3）突然缩小断面：255.0)10/71(5.0)/1(5.0)/1(5.02 22223233=-=-=-=d d A A ξ m 076.18 .92095.9255.02g v 2233 3=??==ξj h （4）第一转弯段，30°折角的局部阻力系数073.04=ξ m 308.08 .92095.9073.02g v 22444 =??==ξj h （5）第二转弯段的局部水头损失与第一转弯段相同，m 308.05=j h （6）阀门的局部水头损失：06.26=ξ m 7.88 .92095.906.22g v 22666 =??==ξj h m 756.3207.42442.2976.0826.22=+?++=∑f h m 617.277.8308.0308.0076.112.9105.8=+++++=∑j h 总水头损失为 m 373.60617.27756.32=+=+= ∑∑j f w h h h 以0-0面为基准面，写1-1断面和管道出口断面的能量方程 m 59.64373.608 .92095.922 23=+?=+=w h g v H 绘总水头线和测压管水头线。由以上计算的沿程水头损失和局部水头损失数据，按一定的比例先绘 出总水头线，平行于总水头线在其下面减去各管的流速水头即为测压管水头线。绘制结果如图所示。 6.25有一管路，长度60=L m ，原设计管径3.0=d m ，管路粗糙系数01.0=n ，其输水量定为L/s 800=Q ，但加工后量得管径变为0.29m ，问：（1）当水头不变时，实际输水量是多少？（2）若欲通过l/s 800=Q 的流量，所需之水头是多少？ 解： （1）设计所需水头H 01.0=n ，075.04/3..04/===d R ，则 94.6401.0/075.0/6/16/1===n R C 0186.094.64/8.98/82 2 =?==C g λ 流速为 m /s 318.11)3.0/(8.04)/(42 2 =??==ππd Q v 若不计局部水头损失，则H 的计算式为 m 3.248 .92318.113.0600186.022 2=???==g v d L H λ （2）当水头不变时，求实际输水量 因为水头H 不变，管径变为m 29.0=d ，所以0725.04/29..04/===d R ， 574.6401.0/0725.0/6/16/1===n R C ，0188.0574.64/8.98/822=?==C g λ，则由上式得流 速为 m/s 066.110188 .06029 .03.248.922=????== λL gHd v 731L/s /s m 731.0066.1129.04 4 322==??= = =π π v d vA Q （3）若欲通过L/s 800=Q 的流量，求所需水头 流速为 m /s 112.1229.08 .0442 2=??=== ππd Q A Q v 图 2 图1 滑动变阻器的分压接法和限流接法 邛崃一中——杨忠林 滑动变阻器是中学电学实验中常用的仪器，它在电路中的接法有分压和限流两种，近几年高考电学设计性实验命题对其应用多次直接或渗透考查。教材对此又没有理论的讲解，又没有实际的指导，学生感到无从下手，笔者从多年的教学经验，结合电路分析，对滑动变阻器的这两种接法使用作一点探讨。 一、 滑动变阻器的分压接法和限流接法的电路分析 1．滑动变阻器的分压接法 如图1所示的电路中，滑动变阻器总电阻为R 0，输入电压为U 0，负载电阻R 两端的电压U 随变阻器调节变化情况作如下的讨论： 首先，不接负载R 时，输出端的电压U=U 0 R 0 R ap ，可见，U 与成正比，输出电压电线性 的，如图1（b ）中①所示。换言之，触头P 在ab 间移动时，左半部分分得的电压是均匀变化的，电压的变化范围是0—U 0。 其次，当滑动变阻器的aP 连接负载电阻R 时，P 点左边电路的等效电阻减小，与P 点右边部分串联而得的电压将比原来减小，如图1（b ）②所示。 再次，当负载电阻R 很小，对于确定的R ap ，左部分分得的电压将更小，如图如图1（b ）③所示。 可以得出结论：分压接法要能通过连续调节滑动变阻器得到平缓变化的电压，负载阻值应该较大。换言之，分压接法滑动变阻器应该选用阻值相对较小的。 2．动变阻器的限流接法 如图2所示的电路输入电压为U 0，滑动变阻器总阻值为R 0，滑动变阻器对负载R 0电流的控制情况作如下的讨论： 首先，电路中的电流：I= U 0 R aP +R ，可见，I 随R aP 的增大而减小，如图（b ）所示。 当Rap=0时，电路中的最大电流I m =U 0 R ，R 两端 的电压最大U max =U 0。 当Rap 最大值R 0分别为负载电阻1、3、5……倍时，电路中电流的最小值为I m 2 、I m 4 、 ---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 分压式和限流式电路的比较和应用分压式和限流式电路的比较和应用主备人: 陈士芬一知识教学点知道滑动变阻器有分压接法和限流接法，理解两种接法的原理，并能在实际情况中作出选择、应用。 二重点、难点及解决办法 1．重点难点分压接法和限流接法的选择和判断，并能在实际情况中选择应用 2. 解决办法通过两种电路分析，结合具体实际情况，判断合适的接法，并在此基础上总结适用条件，培养学生解决实际问题的能力。 三学生活动设计在教师的引导下，分析两种接法的特点及适用条件，利用自行设计电路进一步体会适用条件，通过练习题，进一步培养学生综合分析能力，解决实际问题能力。 四教学过程： 1．限流接法与分压接法的比较例 1 图（a）为___________接法，图（b）为__________接法。 在这两种电路中，滑动变阻器（最大阻值为 R0）对负载 RL 的电压、电流强度都起控制调节作用，通过计算完成下表：负载 RL上电压调节范围负载 RL上电流调节范围闭合电键前滑片位置当通过 RL的电流相同时电路消耗的总功率限流接法分压接法比较思考（1）当 E =3V， r =0 ，0R =100 ，LR =1000 时，两种电路中 RL上电压调节范围及电流调节范围如何? 若0R =100 ，LR =50 ，两种电路 RL上电压调节范 1/ 3 围及电流调节范围是多少？通过对数据的观察能得到怎样的结论？思考（2）： 图甲和图乙中的滑动触头 P 从 a 端向 b 端滑动时，两图中电压表、电流表的读数如何变化？试在丙图中定性作出 U~Rap的图像（已知电源内阻0=r) ２．应用： 例 2 有一未知电阻的阻值在 20K?～50 K?之间，现要测量其阻值，实验室提供下列可选的器材： 电流表 A 电压表 V 滑动变阻器 R（最大阻值 1 K?），电源E，电键 S。 为了尽量减少误差，要求测多组数据。 试在方框中画出符合要求的实验电路图（其中电源和电键及其连线已画出）。 例 3 如图是一种自动测定油箱内油量多少的装置， R 是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，从油量表(由电流表改装而成) 指针所指的刻度，就能知道油箱内油量的多少，则 ( ) (A) 油量增加， R 增大，油量表指针偏转变小 (B) 油量增加， R 减小，油量表指针偏转变大 (C) 油量减少， R 增大，油量表指针偏转变大 (D) 油量减少， R 减小，油量表指针偏转变小思考：（1）小明家的汽车某次加满油后，开车过程中发现油量表指针始终指向零刻度，经判断装置的机械部分完好，试分析电路故障原因。 （2）油量表刻度是否均匀？（3）如果没有电流表，请 图3 图 2 限流和分压电路的选取 在测量待测电阻以及电学实验的创新设计类问题中，常常涉及到滑动变阻器的分压式或限流式接法，这类问题常常困绕着老师们的教与学生们的学。笔者在此问题上有一点粗浅的认识，现提出来与同仁、专家们商榷。 一、两种接法 1、限流式 如图1所示的电流中变阻器起限流作用，待测电阻R x 的电压可调范围为εε~R R R x x +（电源内阻不计）。在合上开关前要使变阻器所使用的阻值最大，因此，在闭合开关s 前一定要检查滑动触头p 是否在B 端。 2、分压式 如图2所示的电路中变压器起分压作用，待测电阻R x 的电压可调范围为0~ε（电源内阻不计），显然比限流时电压调节范围大。在合上开关s 前滑动触头p 应在A 端，此时对R x 的输出电压为0，滑动触头p 向B 滑动过程，使待测电阻R x 的电压、电流从最小开始变化。 限流和分压电路的选取，总的来说，应从测量的要求和电路的调节两个方面考虑。 二、测量要求 若题目中明确要求电压从0开始测量，电路的连接一定用分压式。 例1：（1999广东卷）用图3中所给的实验器材测量一个“12V ，5W ”的小灯泡在不同电压下的功率，其中电流表有3A 、0.6A 两档，内阻可忽略，电压表有15V 、3V 两档，内阻很大。测量时要求加在灯泡两端的电压可连续地从0V 调到12V 。 ⑴按要求在实物图上连线（其中部分线路已连好）。 ⑵其次测量时电流表的指针位置如下图（b ）所示，其读数为 A 5W ”的小灯泡其额定电流大约是I= 12 5＜0.6A ，故安培表的量程分析：对于“12V 、应选0～0.6A 。根据测量要求，电压连续地从0V 调到12V ，应接成分压电路，而不应接限流电路。又因为电流表内阻可忽略，电压表内阻很大，对电路无影响，电流表内接或外接都可以。 4所示 ⑵0.36A （或0.360） 解法指导 实物连接图的画法，要先画出原理图，其中涉及的电学元件按实物图位置排放，便于实物连接。 图4 X R 图1 第十章有压管道非恒定流水电站有压引水系统中，由于管道阀门突然启闭或水轮机突然丢弃负荷等原因，将引起压力管道、水轮机蜗壳的等压强和流速等水力要素随时间急剧变化。明渠或河道中，因暴雨径流、潮汐、溃坝、闸门启闭、水电站或水泵站的调节以及地震影响等，都会引起明渠或河道上下游水位、流量等水力要素随时间的变化。这些都属于非恒定流现象。 从物理本质上讲，上述有压管道或明渠的非恒定流都属于某种扰动引起水流中流速、压强、流量、水位等水力要素的变化，并沿管道或明渠的上下游发展的现象。在物理学中把这样的扰动在介质中的传播现象称为波。有压管道和明渠中的非恒定流就是这样一种波，波所到之处，破坏了原先的恒定流状态，使该处的水力要素随时间发生显著变化。由于有压管道没有自由表面，非恒定流现象表现为压强和密度的变化和传播，因此需要考虑液体的可压缩性和管壁弹性变形的影响。而明渠水流有自由表面，非恒定流现象表现为水位、流量的变化和传播，液体的密度可视为常数。可见，这两种波传播特点是不一样的，有压管道非恒定流产生的波要以弹性波的形式传播，水流运动过程中起主要作用的力是惯性力和弹性力；而明渠非恒定流主要以重力波的形式传播，水流运动过程中起主要作用的力是惯性力和重力。两者的共同点是流速和流量均随时间发生显著变化。本章先研究有压管道非恒定流。 在有压管道系统中，由于某一管路元件（如阀门）工作状态的突然改变，导致液体的流速发生急剧变化，同时引起管内液体压强大幅度波动，这种压强波动在管道中交替升降来回传播的现象称为水击现象。由于发生水击现象的同时，可能伴随着发生锤击管壁般的响声，故水击又称水锤。水击可能导致管道系统强烈振动、出现噪声和气穴，甚至使管道严重变形或爆裂。管道系统中阀门的突然开启或关闭、管道系统中水泵的突然停机、水电站在运行过程中由于电力负荷的突然改变而迅速启闭导水叶或闸阀等，都是工程实际中常见的水击现象。 另外在水电站引水系统中，为了削弱水击影响的强度和范围，常在引水系统中设置调压井。当改变机组流量的同时，从水库到调压井的系统（常称为调压系统）中，会出现水体及 《血流的管道—血管》教学设计 一、教材分析： “血流的管道—血管”是义务教育课程标准实验教科书人教版《生物学》七年级下册中的第四章“人体物质的运输”的第二节，教材从概念，分布，结构，功能等方面阐述了动脉、静脉和毛细血管的特点。该节容与前面所学知识联系紧密，也为下一节心脏的学习奠定了基础，起到了承上启下的作用。由于中学生对血管有一定的感性认识，所以教学中遵循认知规律，重视联系生活实际，引导学生通过观察，体验，列表，对比，收集资料等活动，准确区分三种血管。 二、设计理念： 教学中体现学生主体作用，在教师引导下学生通过观察，对比，分析来区三种不同血管的结构特点，通过交流，亲身体验和摸拟急救来掌握三种血管的分布和功能，通过讨论收集有关心血管疾病对病人造成严重后果的资料来帮助学生选择健康的生活方式。教学中重在通过学生亲身实践活动，来激发学生学习热情，亲身实践的过程就是学生自主参与的过程，人人参与，学生参与面广，增强后进生的自信心和勇气，淡化学生对教师的依赖，逐步培养学生自主学习，合作交流，勇于探索的习惯，同时通过学生动手实践，学会获得自身体验和感受，有利积累感性经验，促使理解能力，判断能力的发展，同时又进一步培养了学生尊重自然规律和实事的科学态度。 三、教学目标： 1、知识目标：根据《课程标准》和教学大纲的要求，明确这节课学生应该掌握的知识是描述动脉、静脉、毛细血管的特点；区分血液在动脉、静脉和毛细血管中的流动情况。 2、能力目标：通过本节课的学习培养了学生观察问题，分析问题的能力，并且能用所学知识解决生活中的实际问题。 3、情感态度与价值观：通过三种血管的学习，帮助学生树立结构与功能相适应的生物学观点；渗透健康教育，鼓励学生选择健康的生活方式，养成良好的生活习惯，减少心血管疾病的发生，提高生存质量。同时通过学生亲身体验实践活动，学会获得自身体验和感受，有利积累感性经验，促使理解能力，判断能力的发展，同时又进一步培养了学生尊重自然规律和实事的科学态度。 四、教学重点、难点： 重点：明确本节学习的重点是三种不同血管的结构与功能特点，为使学生牢固掌握并为以后学习打好基础，我必须在课堂上重点强化，并通过巩固练习来帮助学生理解消化。 难点：本节的难点是理解毛细血管的结构与其功能是相适应的。通过本节的学习来帮助学生树立结构与功能相适应的生物学观点。 五、课前准备 课前一周准备好与上课相关的课件、录像和flash以供上课使用。给学生提前发学案，让学生预习。在课前运用现代教学手段（1）观察小鱼尾鳍血液流动的各种视频。 （2）三种血管的动画课件。 分压与限流的研究实验报告 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： ? 分压与限流的研究实验报告 【实验目的】 １．熟悉分压电路和限流电流,并比较分压电路和限流电路的性能; 2.研究滑线变阻器的有关参数; 【实验原理】 （1) 1.分压电路 如图(1）所示，滑动触头P 从a 移动到b,电阻箱的电阻为R,由于调解滑动变阻器，电路中总电阻发生变化，使电阻箱R 的电压也发生变化，即电压表的示数有变化，设电路的电源电动势为E,忽略电源的内阻，由欧姆定律可得出变阻器两端的电压的计算公式，推导过程如下: 电路中总电阻为： 21 1 R R R RR R ++= 总 (1) 根据欧姆定律得电路中总电流为: 2 1 1 R R R RR E R E I ++== 总 （2） 所以在此根据欧姆定律得出电阻箱的电压为： 2 1211 11)(R R R R R ERR R R RR I U ++=+? = (3) 又因为滑动变阻器的最大电阻为210R R R += 带入(３）式,并化简可得： 2 1 0101 R RR R R ERR U -+= (４） 设0R R X = 1R R Y = （5） 联立(４）、（5）,消去R ，1R ,可得： 2 Y Y X XYE U -+= （6） 所以: 2 Y Y X XY E U -+= (7） 由式(７）可知，当X 一定时，E U 与Y 值存在一定的函数关系,可以多测几组数据，得出函数图像，分析分压电路的性能。 2． 限流电路 如图2所示，滑动触头P 移动到ａ，负载电阻R 上的电压最大,为电源电压E,相应的电流此时也是最大的,由欧姆定律可得此时电路中的最大电流为: R E I =max (8) 在滑动触头不在a 或者b 位置时，电路中的电流大小为： 1 R R E I += (9） 联立式（5)、（8)、(９),消去E ，R ，1R ，并化简整理可得： Y X X I I += max (10) 由(1０）式可得:当Ｘ一定时，max I I 与Y 值存在一定的函数关系，同样，多测几组数据,画出两者的函数图象，分析限流电路的性能。 图2 【实验仪器】 稳压电源、电流表、电压表、滑动变阻器R ０（０～３700Ω)、变阻箱R （０ R R 2 R 1 R 0 a b A 第二节血流的管道——血管 教学目标 1.描述动脉、静脉和毛细血管的结构与功能特点。 2.尝试观察小鱼尾鳍内血液流动的现象并找到三种血管。 教学重点 动脉、静脉和毛细血管的结构与功能特点。 教学难点 观察小鱼尾鳍血液流动的现象并区别静脉和动脉。 课时安排 2课时。 第1课时 一、导入新课 人体因创伤出血时，有时血液只是少量地渗出，有时是缓慢地流出暗红色的血液，最为严重的则是喷射出鲜红色的血液。为什么会有不同的出血情况呢？ 通过“想一想，议一议”来引出新课的教学。 二、新课教学 1.血管的种类 （1）静脉 平日里，当我们身体不适去医院就诊，有时医生会让我们验血，必要时还需要输液治疗。是否注意到验血或输液时，针刺的部位一般在哪里？（引出静脉）请同学们抬起手，看看手背以及手臂内侧的“青筋”，确定这些被人们称为“青筋”的结构是静脉。 问题：为什么要在这些部位取血或输液吗？这与我们人体内的血管有没有关系？ 学生对教师提出的思考题动脑回答并参与体验。明白人们称为“青筋”的结构是静脉，静脉分布的较浅。 （2）动脉 为什么要在指尖、手背部位取血或输液？（利用生活中的体验来学习动脉） （教师演示中医切脉的方法）请同学们跟着学，把自己右手的食指、中指和无名指一起放在自己左手手腕处桡骨端的内侧，并稍稍用力触压。你们有什么感觉？ 学生感觉在有规律地跳动。 这有规律的搏动就是桡动脉在搏动，还有什么地方也能感觉到这种搏动？ 如果学生回答不上来，演示颈部动脉处告诉。请同学们用手指去触压手背上的静脉 1 一下，看有什么感觉？ 引导：用肉眼能看到静脉，能看到动脉吗？ 通过以上实际观察和感受，强调动脉和静脉的分布和结构上有所不同。动脉一般分布在身体较深处，体表不容易看到，静脉有的与动脉伴行位置较深，有的则分布于身体较浅的部位，在体表能看到。 学生跟着教师学切脉的方法。体会动脉有规律、明显搏动的感觉。从而认识到动脉血管的存在。观察一下自己的手臂，用手指去触压“青筋”，感受没有什么明显脉搏。通过对比，引发思考动脉和静脉的分布和结构上可能有所不同。 （3）毛细血管 还有一种血管，它是连接动脉和静脉的血管，这种血管叫毛细血管。 2.动脉、静脉和毛细血管的结构与功能特点 教师出示教材第58页图4-36“三种血管关系示意图”及相关图片，让学生结合教材内容讨论以下问题：动脉和静脉、毛细血管是如何定义的？ 本部分教学采用对比方式让学生明确：血管的名称是根据它输送血液的方向来确定的，血管的结构特点与生理功能相互适应。血管从粗到细，就像城市的道路一样，人体内的全部血管连接起来全长可达10万公里。 学生阅读教材了解血管分为哪几种？如何定义？通过个人阅读、分析、回答的方式解决。让学生比较动脉、静脉、毛细血管在管壁厚薄、管径大小、血流速度方面的不同。 引导学生从图上分析比较三种血管管壁的厚度、管腔的大小有何不同？进一步依据图片，为学生具体讲述动脉管壁和静脉管壁。 （1）动脉管壁一般可分为外、中、内三层，中层主要是弹性纤维平滑肌，使血管具有弹性和收缩性。大的动脉中层厚，弹性纤维多，故弹性大。动脉的管壁厚，弹性大，而静脉的管壁薄，弹性小。这一点从刚才同学们亲自的体验中也能得到证实：手触压桡动脉时有搏动感，说明动脉有较大的弹性，而触压体表分布的静脉时则无此感觉，说明静脉的弹性较小。 （2）静脉的管壁相对较薄，弹性较小。在人体四肢静脉的内表面，通常具有静脉瓣，大家看静脉纵剖面图，当肌肉收缩时压挤静脉，由于静脉管壁薄、弹性小，易变形，导致血液由此向两个方向流去，静脉瓣的一方关闭，一方开放，则有效地防止血液的倒流。设疑导入：一般说：“水往低处流”，那么，下肢静脉的血液如何往上走流回心脏呢？输吊瓶时，护士用橡皮筋捆扎上臂的原因是什么？ 教师出示教材第59页图4-38“静脉瓣活动示意图”，让学生了解在四肢的静脉的内表面有一些瓣膜，叫静脉瓣。 问题：四肢的静脉瓣有什么作用？ 讲解：肌肉收缩，压挤静脉，（静脉壁很薄，易被压挤，）这时，两个静脉瓣之间的血液被分成两部分，上部的血液冲开静脉瓣继续往上流，下部的血液由于重力下降时，静脉瓣关闭，而停留在血管内；肌肉舒张，压力降低，下段的血压高，冲开静脉瓣，血液向前流动，这保证血液送回心脏方向，而不会倒流。 围绕毛细血管是管内血液和管外组织细胞之间进行物质交换的场所这一点，重点分析讲授毛细血管的特点（量多、分布广、管细、壁薄、血流速度慢），并指出这些特点 2 第二节血流的管道——血管 核心素养：通过观察与探究了解心脏的功能及血液循环的意义，使学生形成心脏的结构与功能相适应的生命观念。 【教材分析】“血流的管道——血管”一课，是义务教育课程标准实验教科书，初中二年级生物教材上册第四单元第四章第二节的内容。本节教学主要讲述了血管的结构和功能特点，知识点和难点较多，本节教学通过对小鱼尾鳍内血液流动的探究，发展学生的观察能力、思维能力和语言表达能力并认同生物体结构与功能相适应的观点；通过积极参与小组活动，体验人与人之间的交流与合作。明确健康的生活方式对血管的影响，对学生进行健康教育。这节内容为学习“心脏和血液循环”奠定了基础,起着承上启下的作用。 【学情分析】学生已有用显微镜进行观察的基础知识，并具有初步的自主学习与合作交流能力，但用怎样的方法才能在显微镜下看得更清楚、更全面？怎样筛选视野中获取的信息，把看到的知识说得更明白？特别是本节课学生在显微镜下观察生命活体还是第一次，应该怎样处理观察材料才能保证活动的成功？怎样珍爱生命？解决以上问题，学生不仅能形象直观的观察到三种血管的知识，还能归纳感悟出观察的方法。这样既能使学生获取知识，又能形成多种能力。 【教学目标】 知识与技能： 1、描述动脉、静脉和毛细血管的结构与功能特点。 2、尝试区分这三种血管以及血液在这三种血管内流动的情况。 过程与方法： 1、通过对血管结构功能的学习，掌握认识和区分三种血管的能力。 2、通过对血液在血管中流动情况的学习，培养学生分析问题的能力和实验能力。 3、通过实验，提高学生的观察能力。 情感态度与价值观：形成辩证唯物主义思想和结构与功能统一的思想，养成关爱生命的良好品质。 【教学重点】 1、动脉、毛细血管、静脉三种血管结构与功能的教学。 2、结构与功能统一思想的培养。 第四章 有压管道恒定流 第一节 概述 前面我们讨论了水流运动的基本原理,介绍了水流运动的三大方程,水流形态和水头损失,从第五章开始,我们进入实用水利学的学习,本章研究有压管道的恒定流. 一. 管流的概念 1.管流是指液体质点完全充满输水管道横断面的流动，没有自由水面存在。 2.管流的特点.①断面周界就是湿周，过水断面面积等于横断面面积；②断面上各点的压强一般不等于大气压强，因此，常称为有压管道。③一般在压力作用而流动. 1.根据出流情况分自由出流和淹没出流 管道出口水流流入大气，水股四周都受大气压强作用，称为自由出流管道。 管道出口淹没在水面以下，则称为淹没出流。 2.根据局部水头损失占沿程水头损失比重的大小，可将管道分为长管和短管。 在管道系统中，如果管道的水头损失以沿程水头损失为主，局部水头损失和流速水头所占比重很小（占沿程水头损失的5%～10%以下），在计算中可以忽略，这样的管道称为长管。否则，称为短管。必须注意，长管和短管不是简单地从管道长度来区分的，而是按局部水头损失和流速水头所占比重大小来划分的。实际计算中，水泵装置、水轮机装置、虹吸管、倒虹吸管、坝内泄水管等均应按短管计算；一般的复杂管道可以按长管计算。 3. 根据管道的平面布置情况，可将管道系统分为简单管道和复杂管道两大类。 简单管道是指管径不变且无分支的管道。水泵的吸水管、虹吸管等都是简单管道的例子。由两根以上管道组成的管道系统称为复杂管道。各种不同直径管道组成的串联管道、并联管道、枝状和环状管网等都是复杂管道的例子。 工 程实践中为了输送流体，常常要设置各种有压管道。例如，水电站的压力引水隧洞和压力钢管，水库的有压泄洪洞和泄洪管，供给城镇工业和居民生活用水的各种输水管网系统，灌溉工程中的喷灌、滴灌管道系统，供热、供气及通风工程中输送流体的管道等都是有压管道。研究有压管道的问题具有重要的工程实际意义。 有压管道水力计算的主要内容包括：①确定管道的输水能力；②确定管道直径；③确定管道系统所需的总水头；④计算沿管线各断面的压强。 第二节 简单管路的水力计算 以通过出口断面中心线的水平面为基准面，在离开管道进口一定距离处选定1—1过水断面(该断面符合渐变流条件)，管道出口断面为2—2过水断面，1—1与2—2过水断面对基准面建立能量方程，即可解决简单管道的水力计算问题，并可建立一般计算公式。 简单管道自由出流水力计算公式 02gH A Q c μ= 式中，c μ 称为管道系统的流量系数，它反映了沿程水头损失和局部水头损失对过流能力的影响。计算公式为 ?λμ∑++= d l c 11 当行近流速水头很小时，可以忽略不计，上述流量公式将简化为 gH A Q c 2μ= 二. 二 三. 页脚内容1 第二节 血流的管道——血管 一、教学内容分析 1．课程标准的要求和建议 2．教材内容的地位和作用 第四章“人体内物质的运输”依次 编排了三节内容分别介绍血液、血管与心脏，以帮助学生建立血液循环的完整概念。本节的内容从概念、分布、结构、动能等方面阐述了动脉、静脉和毛细血管的特点，该节与前面所学知识联系紧密，也为下一节心脏的学习奠定了基础，起到了承上启下的作用。 3．教学实践中的困难及应对措施 在初中生物课程中，有关血液循环系统的知识既是重点也是难点。在教学实践中，发现学生对于“人体的血液循环途径”的理解非常困难。经过分析发现，教师在本节课忽略了帮助学生建构 “血管是血液循环．．．． 的管道系统”这一概念，而造成学生在后续学习的困难。 对此，如果在观察小鱼尾鳍内血液流动的实验中，重点引导学生观察小鱼血液流动方向的特点，去辨别动脉和静脉，建构 “血管是血液循环的管道系统”的概念（如右图），然后再去学习三种血管的结构特点和功能，就能更好地引导学生从血液循环的整体这一角度认识血管。 具体内容 活动建议 概述血液循环 观察小鱼尾鳍内血液流动现象 二、教学对象分析 1、知识基础:在前三章介绍的胎盘、小肠、肺泡等器官外都有丰富的毛细血管，学生初步认识了毛细血管的功能和特点，但不清楚毛细血管及动脉、静脉的概念。 2、生活经验：知道血液在血管中流动，但不清楚血液是按照一定方向不停地流动。 三、教学目标分析 1.能说出“动脉是把血液从心脏运到全身各部分去的血管”和“静脉是将血液从全身各部分运回心脏的血管”； 2.能说出毛细血管与动脉、静脉之间的联系； 3.通过模型制作，理解概念之间的联系，形成“血液循环的管道系统”的概念。 4.树立生物学的结构与功能相适应的生物学观点 四、教学重难点分析 1.教学重点：动脉、静脉、毛细血管的概念；“血管是血液循环的管道系统”的概念。 2.教学难点：观察小鱼尾鳍内血液流动的现象，区别动脉和静脉 五、教学策略 1．情景导入——公路交通导入，激发兴趣 出示以立交桥为背景的公路运输网，联系实际生活引入。血管类比纵横交错的公路，形象生动，激发学生探究兴趣。 2．实验构建概念——利用概念事实帮助学生构建概念 页脚内容2 分压式和限流式接法 1、现有下列器材：A、两节干电池，内阻不计；B、滑动变阻器0～ 10Ω；C、滑动变阻器0～500Ω；D、小灯泡（2.5V，0.5W）；E、 开关；F、导线若干 请你设计一个电路，使小灯泡两端的电压能在0～2.5V范围内较 方便地连续变化。 （1）滑动变阻器应选； （2）画出对应的电路图。 2、用如图87－5中所给的实验器材测量一个“12V，5W”的小灯泡在不同电压下的功率，其 中电流表有3A、0．6A两挡，内阻可忽略；电压表有15V、3V两挡，内阻很大．测量时要求加在灯泡两端的电压可持续地从0调到12V．按要求在实物图上连线（其中部分线路已经连好）． 3、在“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡为“6 V，3 W”，其他选用的仪器 有____________ 电流表A l(量程3A，内阻0.2Ω) 电流表A2(量程0.6 A，内阻1Ω) 电压表V1(量程3V，内阻20kΩ) 电压表V2(量程15V，内阻60KΩ) 变阻器R1(0—1000Ω，0.5 A) 变阻器R2(0～20Ω，2A) 学生电源(6～8V)． 开关S及导线若干． 实验中要求在0～6V范围内读取并记录下12组不同的电压值U和对应的电流值I,以便作出小灯泡的伏安特性曲线．在上述器材中，电流表应选用_______，电压表应选用________变阻器应选用________·在下面的方框中画出实验的电路图． 4、图7是滑动变阻器的示意图，若要将其连人电路，且当其滑动片向左滑动时，连入电路的 电阻值变大，请在图(A)上画连线；若要使其滑动片向右滑动时，连人电路的电阻值变大，请在图(B)上画连线． 上图是一位同学做本实验时的电路连线，请将他的错误连线加以更正．5、(1)某学校学生在开展“测金属电阻率’：研究性学习括动中，对有关金属(灯泡中的钨丝)、 半导体(二极管)、合金(标准电阻)，及超导材料的电阻率查阅了大量资料，提出了下列一些说法，你认为正确的有? A．金属温度计是利用金属材料的电阻率随温度升高而不发生显著变化制成的 B．标准电阻是利用合金材料的电阻率几乎不随温度变化而变化制成的 C．半导体材料的电阻率随温度升高而增大? D．当温度为绝对零度时，某种材料电阻率突然为零，这种现象叫超导现象 (2)①在“测金属电阻率”实验中，螺旋测微器测金属丝的直径的读数如图，则直径d=______mm。 ②测得接入电路的金属丝的长度为L，已知其电阻大约为25Ω． 在用伏安法准确测其电阻时，有下列器材供选择，除必选电源（电动势1.5V， 内阻很小)、导线、开关外，电流表应选，电压表应选， 滑动变阻器应选。(填代号)并将设计好的测量电路原理图画 在虚框内。 A1电流表(量程40mA，内阻约0.5Ω) A2电流表(量程10mA，内阻约0．6Ω) V1电压表(量程6V，内阻约30kΩ) V2电压表(量程1.2V，内阻约的20kΩ) R1滑动变阻器(范围0-10Ω) R2滑动变阻器(范围0-2kΩ) 6、有一根细长而均匀的金属材料样品M截面为外方内圆，如图所示．此样品重约1~2N，长约为30cm。电阻约为10Ω，其电阻率为ρ，密度为D，因管线内径d太小，无法直接测量，请设计一个实验方案测量d．可供选用的器材有： A．毫米刻度尺B．螺旋测微器C．电流表（600mA，1.0Ω） D．电流表（3A，0.1Ω）E．电压表（3V，6KΩ）F．滑动变阻器（2KΩ，0.5A） G．滑动变阻器（10Ω，2A）H．蓄电池（6V，0.05Ω） （1）除待测金属材料、开关、带夹子的导线若干外，还应选用实验器材 有_ _________（只填代号字母） （2）在（左图）虚结框中，画出设计方案的电路图； （3）在（右图）中，把所选器材连接实际测量电路； M 第二节血流的管道——血管 【教学目标】 知识与技能 1、能够描述动脉、静脉和毛细血管的结构与功能特点。 2、尝试区分三种血管以及血液在三种血管内流动的情况。 3、通过课本里的实验观察小鱼尾鳍的血液流动，能够分辨血管的种类及血液在不同血管内的流动情况。 过程与方法 1．通过对血液结构功能的学习，掌握认识和区分三种血液的能力。 2．通过对血液在血管中流动情况的学习，培养学生分析问题的能力和实验能力。 3．通过实验，提高学生的观察能力。 情感、态度与价值观 形成辩证唯物主义思想和结构与功能统一的思想，养成关爱生命的良好品质。 【教学重难点】 重点：动脉、毛细血管、静脉三种血管结构与功能。 难点：理解毛细血管的结构和功能是相适应的 【导学过程】 【情景引入】 1.当我们身体不适去医院就诊，有时医生会让我们验血，必要时还需要输液治疗。是否注意到验血或输液时，针刺的部位一般在哪里？中医诊疗时，切脉的时候是在什么部位?人体内物质的运输主要是由血液来完成的。血液在人体哪些部位流动？怎样流动？血液是在心脏和血管构成的封闭的管道中流动的。人体内血管的总长度（约100000千米，可绕地球赤道两周半）。 【学习提纲】 1.人体内的血管有哪几种类型？ 2.不同的血管有什么特点与功能？ 【新知探究】 实验（观察小鱼尾鳍内血液的流动） 1、你观察到了几种血管？这些血管中血流速度一样吗？ 2、在你观察看到的毛细血管中，红细胞是呈单行移动的吗？这说明毛细血管具有什么特点？ 3、在观察小鱼尾鳍内血液流动时，用浸湿的棉絮包住小鱼的头部和躯干部，目的是为了保证小鱼的，在低倍镜下看到尾鳍中最小的血管是，只允许红细 胞通过它。 一、动脉 动脉是将血液从输送到的血管，从心脏射出的血液压力较高，因此动脉的管壁较、弹性，管内血流的速度。 分压式和限流式电路的比较和应用 一 知识教学点 知道滑动变阻器有分压接法和限流接法，理解两种接法的原理，并能在实际情况中作出选择、应用。 二 重点、难点及解决办法 1．重点 难点 分压接法和限流接法的选择和判断，并能在实际情况中选择应用 2. 解决办法 通过两种电路分析，结合具体实际情况，判断合适的接法，并在此基础上总结适用条件，培养学生解决实际问题的能力。 三 学生活动设计 在教师的引导下，分析两种接法的特点及适用条件，利用自行设计电路进一步体会适用条件，通过练习题，进一步培养学生综合分析能力，解决实际问题能力。 四 教学过程： 1．限流接法与分压接法的比较 例1 图（a ）为___________接法，图（b ）为__________ 接法。在这两种电路中，滑动变阻器（最大阻值为R 0）对 负载R L 的电压、电流强度都起控制调节作用，通过计算 完成下表： 思考（1） 当E =3V ，r =0Ω，0R =100Ω，L R =1000Ω时，两种电路中R L 上电压调节范围及电流调节范围如何? 若0R =100Ω，L R =50Ω，两种电路R L 上电压调节范围及电流调节范围是多少？ 通过对数据的观察能得到怎样的结论？ 思考（2）：图甲和图乙中的滑动触头P 从a 端向b 端滑动时，两图中电压表、电流表的读数如何变化？试 在丙图中定性作出U~R ap的图像（已知电源内阻0 r) = ２．应用： 例2有一未知电阻的阻值在20KΩ～50 KΩ之间，现要测量其阻值， 实验室提供下列可选的器材： 电流表A 电压表V 滑动变阻器R（最大阻值1 KΩ）， 电源E，电键S。 为了尽量减少误差，要求测多组数据。试在方框中画出符合要求的实验电 路图（其中电源和电键及其连线已画出）。 例 3 如图是一种自动测定油箱内油量多少的装置，R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度，就能知道油箱内油 量的多少，则 ( ) (A)油量增加，R增大，油量表指针偏转变小 (B)油量增加，R减小，油量表指针偏转变大 (C)油量减少，R增大，油量表指针偏转变大 (D)油量减少，R减小，油量表指针偏转变小 思考：（1）小明家的汽车某次加满油后，开车过程中发现油量表指针始终指向零刻度，经判断装置的机械部分完好，试分析电路故障原因。 （2）油量表刻度是否均匀？ （3）如果没有电流表，请在下图中用电压表接入电路，使改装后的油量表刻度均匀。 Hydraulics Steady flow in pipe 一、简单管道自由出流 1 1 2 2 H O O 2c Q vA A gH μ==以管道出口中心为基准面，对1-1断面和2-2断面建立能量方程 12 2 2210 22w v v H h g g αα-+ = +02 12H g v H =+α令：代入上式得 2 2 2 2 2202222f j i v v l v v H h h g g d g g ααλζ=++=++∑∑2 022i l v H d g αλζ??=++ ? ??∑0 21 2i v gH l αλζ= ++∑1 1μλζ= ++∑c i l d 令： 二、简单管道淹没出流 2c Q vA A gz μ==以0—0为基准面，对1-1断面和2-2断面建立能量方程 12 2222 10 1222w v v H H h g g αα-+ =+ +22 22 10 12 0, 0, 22v v z H H g g αα≈≈=- 上下游过水断面远大于管道，故： w f j h h h z ∴=+=∑2 2i l v z d g λζ??=+ ? ??∑12i v gz l λζ= +∑1μλζ= +∑c i l d 令：淹没出流 2 2 1 1Z O O H 1 H 2 淹没出流时，作用水头z 全部消耗于水头损失 c μ∑ ++自 ζλd l 1∑+淹 ξλd l 比较流量 水头自由出流H 淹没出流 Z gH A Q c 2μ=gz A Q c 2μ=1ζζ+∑∑自淹＝注： 自由出流和淹没出流的比较 O H V0≈0 1 1 总水头线与测压管水头线的绘制 2 2 V g p 总水头线测压管水头线 高考物理难点分析 ——限流式与分压式的选择 一个简单的方法，一般电路都要就限流式，因为可以节能，但是有下列三种情况必须用分压式。 1．描绘小灯泡的伏安特性曲线时，要求电压和电流必须从零开始测量，就必须用分压式。可以归结为：实验中要求从零开始测量的，就必须用分压式。 2．如果整个电路中，滑动电阻器比较小，对整个电路几乎没有影响的，也必须用分压式。例如：测量电阻实验时，待测电阻大约是1000欧姆，而滑动电阻器仅有20欧姆，因为还要考虑到各种仪器的内阻问题，所以滑动电阻器对整个电路就几乎没有影响，这时就必须用分压。 3．在测量电路中，如果电压表或者电流表的量程比较小，（比限流式电路中的最小电流还要小）这时候为了安全起见，也必须用分压。 只有这三大类必须用分压法，而其他的就要用限流法了。当然，能用限流法的也可以用分压法，但是要考虑到节能问题，就只好选用限流法了。 综上所述，可以简记为：零起必分（压），滑小必分（压）;滑大可限（流），但烧表必分。 选用分压法的时候要选用小的滑动电阻器，同样还是为了节能。 ①负载Rx两端电压变化范围限流ERx/(Rx+R)~E （R是变阻器最大阻值）分压0～E ②能用限流一定能用分压。以下情况只能用分压： a．电阻or滑动变阻器or电流表允许通过的最大电流 血流的管道——血管 七年级生物教案 教学策略本节观察小鱼尾鳍内血液流动的实验非常重要，学生通过这个实验可以获取有关血管和血流的知识并提高观察能力。做这个实验时，学生往往比较快地观察到小鱼尾鳍内血液流动的情况，并容易满足于这一点而不再深入比较不同的血管内血液流动的特点。因此，教师在开展实验前必需引导学生认真学习本实验的目的要求和方法步骤。关于动脉、静脉和毛细血管的结构与功能，可以结合练习第1题进行教学。教师可以展示挂图、幻灯或录像带，还可以让学生摸一摸自己的颈部或腕部动脉的搏动，看一看身体表面特别是手臂上的“青筋”(就是静脉)等，增强学生对动脉和静脉的感性认识。教师还可以提出以下问题让学生思考：医生在给病人打点滴时针头插入的是什么血管，为什么是这种血管等，从而引导学生观察、分析、比较动静脉不同的结构特点和功能。教学目标 知识目标1．描述动脉、静脉和毛细血管的结构与功能特点。2．尝试区分这三种血管以及血液在这三种血管内流动的情况。能力目标1．通过对血液结构功能的学习，掌握认识和区分三种血液的能力。2．通过对血液在血管中流动情况的学习，培养学生分析问题的能力和实验能力。3．通过实验，提高学生的观察能力。情感目标形成辩证唯物主义思想和结构与功能统一的思想，养成关爱生命的良好品质。重点和难点 1．动脉、毛细血管、静脉三种血管结构与功能的教学。2．结构与功能统一思想的培养。课前准备 （1）观察小鱼尾鳍内血液流动的材料用具。（2）三种血管的cai课件。教学法观察法、类比法、推理法。课时安排 1课时教学过程教学内容教师活动学生活动设计意图一、复习引入先复习提问血液的成分，由此提出启发性的问题：血液在人体内是怎样运输的？再给学生介绍人体内血管的总长度（约100000千米，可绕地球赤道两周半）。思考、回答问题。有趣的课外知识可以激发起学生强烈的求知欲望和浓厚兴趣。二、实验——观察小鱼尾鳍内血液的流动1、提出问题，讲解实验要求和注意事项，指导学生进行实验。2、组织学生实验后交流，对学生提出的问题给予肯定、鼓励。3、概述如何区别动脉、静脉和毛细血管以及三者之间的联系。1、带着思考问题，阅读新教材第64、65页，明确实验目的和方法步骤，小组讨论，展开实验。2、报告实验结果，回答问题，提出实验中发现的新问题，小组交流。3、根据血流方向、血流速度判断血管的种类。通过实验培养了学生的发散思维能力、提出问题的能力、解决问题的能力、实验操作能力、创造能力及小组协作能力，也体现了情感态度与价值观的教育，即实验过程中爱护小动物的教育。三、动脉1、让学生摸一摸自己的颈部或腕部动脉的搏动。2、展示动脉横切面图。3、列举动脉出血的情况。1、感受动脉的所在位置。2、说出动脉的 第二节 血流的管道——血管 一、教学内容分析 1．课程标准的要求和建议 2．教材内容的地位和作用 第四章“人体内物质的运输”依次编排了三节内容分别介绍血液、血管与心脏，以帮助学生建立血液循环的完整概念。本节的内容从概念、分布、结构、动能等方面阐述了动脉、静脉和毛细血管的特点，该节与前面所学知识联系紧密，也为下一节心脏的学习奠定了基础，起到了承上启下的作用。 3．教学实践中的困难及应对措施 在初中生物课程中，有关血液循环系统的知识既是重点也是难点。在教学实践中，发现学生对于“人体的血液循环途径”的理解非常困难。经过分析发现，教师在本节课忽略了帮助学生建构 “血管是血液循环．．．．的管道系统”这一概念，而造成学生在后续学习的困难。 对此，如果在观察小鱼尾鳍内血液流动的实验中，重点引导学生观察小鱼血液流动方向的特点，去辨别动脉和静脉，建构 “血管是血液循环的管道系统”的概念（如右图），然后再去学习三种血管的结构特点和功能，就能更好地引导学生从血液循环的整体这一角度认识血管。 二、教学对象分析 1、知识基础:在前三章介绍的胎盘、小肠、肺泡等器官外都有丰富的毛细血管，学生初步认识了毛细血管的功能和特点，但不清楚毛细血管及动脉、静脉的概念。 2、生活经验：知道血液在血管中流动，但不清楚血液是按照一定方向不停地流动。 三、教学目标分析 1.能说出“动脉是把血液从心脏运到全身各部分去的血管”和“静脉是将血液从全身各部分运回心脏的血管”； 2.能说出毛细血管与动脉、静脉之间的联系； 3.通过模型制作，理解概念之间的联系，形成“血液循环的管道系统”的概念。 4.树立生物学的结构与功能相适应的生物学观点 四、教学重难点分析 1.教学重点：动脉、静脉、毛细血管的概念；“血管是血液循环的管道系统”的概念。 2.教学难点：观察小鱼尾鳍内血液流动的现象，区别动脉和静脉 五、教学策略 1．情景导入——公路交通导入，激发兴趣 出示以立交桥为背景的公路运输网，联系实际生活引入。血管类比纵横交错的公路，形象生动，激发学生探究兴趣。 2．实验构建概念——利用概念事实帮助学生构建概念 在学习本节内容之前，学生并没有机会真正观察过血管。本节首先安排进行“观察小鱼尾鳍内血液流动”的实验，让学生先有感性认识。利用实验录像，设计问题串引导学生观察，认识到小鱼尾鳍内存在三种血管。通过比较辨别动脉和静脉的血流方向，分析资料，构建动脉和静脉的概念，并引导学生分析小鱼的血液流动，认识小鱼的血液循环，初步建立起相对于抽象的血液在动脉、毛细血管、静脉和心脏之间流动的概念关系图。 3．制作完善概念——从抽象到具体，进一步理解概念 在获得小鱼血液循环的知识后，学生通过动手制作血液循环的模型图，在“做中学”，进一步加深对血液循环概念的理解。 六、教学过程滑动变阻器的分压接法和限流接法
分压式和限流式电路的比较和应用
限流和分压电路的选取(新)
有压管道非恒定流
《血流的管道—血管》教学设计说明
分压与限流的研究实验报告
第二节 血流的管道——血管(教案 人教版)
《血流的管道——血管》教案
第四章 有压管道恒定流
《血流的管道——血管》教案
高中物理分压式和限流式接法习题
期七年级生物下册 第四章 第二节 血流的管道——血管教学案(无答案)(新版)新人教版
分压式和限流式的比较和应用
有压管道恒定流例题
分压式与限流式的选择
(七年级生物教案)血流的管道——血管
《血流的管道——血管》教案