《探究“束水攻沙”原理》教學課件

人教版·八上探究“束水攻沙”原理探究“束水攻沙”原理跨學科主題學習--探究“束水攻沙”原理明代的潘季馴是我國歷史上著名的黃河治理專家，他提出的以“束水攻沙”為核心的治河方略，在治理黃河泥沙淤積、河道決口、洪水泛濫等方面發揮了重大作用。可以參照以下流程，開展本主題的跨學科主題學習：計算河流過水橫截面面積探尋河流過水橫截面面積與河寬、水深的關系探索河流過水橫截面面積與流速的關系探究“束水攻沙”原理任務一：計算河流的過水橫截面面積河流的過水橫截面近似倒梯形。假設一條河流某處的河底寬度（a）為60米，河水深度（h）為3米時，河面寬度（b）為100米（圖1）。運用梯形面積公式，計算河流在該處的過水橫截面面積（S），寫出計算過程。面積=（上

底+下底）×高÷2S=（b+a）h÷2S=（100+60）×3÷2=240平方米任務二：探尋不同河段的河流過水橫截面面積與河寬、水深的關系假設圖2中甲、乙、丙、丁各河段河底寬度均為河面寬度的1/2，利用河流過水橫截面面積計算公式，完成表1。河段河面寬度/米河底寬度/米水深/米過水橫截面面積/米2甲6001乙200300丙100150丁6024001203005012450180任務三：探尋河流過水橫截面面積與流速的關系流量（Q）是河流過水橫截面面積（S）與流速（v）的乘積。如圖3在AB位置垂直河流做一個橫截面，假設河水通過AB位置橫截面的平均流速為2米/秒，可以從AB位置向下游2米處的CD位置再截取一個橫截面。假設河流兩岸平行、河底寬度不變，AB至CD間的水量在數值上等于以AB過水橫截面為底，高為2米的棱柱體積。該體積就是通過AB橫截面的流量值。任務三：探尋河流過水橫截面面積與流速的關系（1）根據以上描述，列出流量的計算公式。結合任務一的計算結果，計算此時河流經過該橫截面的流量。流量（Q）=河流過水橫截面面積（S）×流速（v）流量（Q）=240×2=480米3/秒任務三：探尋河流過水橫截面面積與流速的關系（2）在相同流量下，由于河流在不同河段的過水橫截面面積不同，河流的流速也存在差異。假設流量保持900米3/秒不變，根據表1中計算的甲、乙、丙、丁四地的過水橫截面面積，試計算甲、乙、丙、丁四處的河流流速；并繪制河流過水橫截面面積—流速關系圖（圖4）。任務三：探尋河流過水橫截面面積與流速的關系（2）假設流量保持900米3/秒不變，根據表1中計算的甲、乙、丙、丁四地的過水橫截面面積，試計算甲、乙、丙、丁四處的河流流速，并繪制河流過水橫截面面積—流速關系圖（圖4）。流量（Q）=河流過水橫截面面積（S）×流速（v）河段過水橫截面面積（米2）流速（米/秒）甲450乙300丙150丁1802365任務三：探尋河流過水橫截面面積與流速的關系繪制河流過水橫截面面積—流速關系圖。河段過水橫截面面積（米2）流速（米/秒）甲4502乙3003丙1506丁1805任務三：探尋河流過水橫截面面積與流速的關系（3）根據圖4繪制的曲線，描述河流流速與河流過水橫截面面積之間的關系。當河流的流量一定時：河流過水橫截面面積越大，河流流速越小河流過水橫截面面積越小，河流流速越大任務四：探究黃河“束水攻沙”的原理潘季馴“束水攻沙”方略的核心思想是：“水分則勢緩，勢緩則沙停，沙停則河飽，尺寸之水皆由沙面，止見其高。水合則勢猛，勢猛則沙刷，沙刷則河深，尋丈之水皆由河底，止見其卑。筑堤束水，以水攻沙，水不奔溢于兩旁，則必直刷乎河底。一定之理，必然之勢，此合之所以愈于分也。”（1）請用現代漢語描述潘季馴的“束水攻沙”方略。河水分散時，流速減緩，泥沙便會沉積，致使河道淤塞，水只能從沙面漫流，水位升高。而當河水匯聚時，流速迅猛，強大的水流能沖刷泥沙，使河道變深，大量河水從河底順暢流過，水位降低。通過修筑堤壩約束河水，讓河水集中，利用強勁的水流力量來沖刷河底泥沙，就能避免水向兩旁泛濫，保持河道暢通。任務四：探究黃河“束水攻沙”的原理（2）河流的流速越大，搬運和沖刷泥沙的能力就越強。試從流速與河流過水橫截面面積的關系說明“束水攻沙”原理。流量（Q）=河流過水橫截面面積（A）×流速（V