物理八年级全册第四节 流体压强与流速的关系教案

第4节　流体压强与流速的关系

教学目标

【知识与技能】

1．了解流体压强与流速的关系．

2．了解飞机升力是怎样产生的．

3．了解生活中跟流体的压强与流速相关的现象．

【过程与方法】

1．通过观察，认识气体的压强跟流速有关的现象．

2．体验由气体压强差异产生的力．

【情感、态度与价值观】

1．初步领略流体压强差异所产生现象的奥秘，获得对科学的热爱、亲近感．

2．进一步认识学习物理知识是有用的．

重点难点

【重点】

探究流体压强与流速的关系．

【难点】

运用流体的压强与流速的关系解释日常生活的现象，理解飞机升力产生的原因．

教学过程

知识点一　流体压强与流速的关系

【自主学习】

阅读课本P163－164，完成以下问题：

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；流速越小的位置，压强越大.

【合作探究】

1．什么是流体？

答：液体和气体都具有流动性，称为流体．如空气、水等．

2．什么是流体的压强？

答：流体流动时的压强称作流体压强．

探究一　流体压强和流速的关系

1．如图所示，把两个乒乓球放在两根小木条上，相对靠近一些，用一支饮料吸管向它们中间吹气，两个乒乓球互相靠拢．产生此现象的原因是什么？

答：吹气使两球中间压强变小，外侧的大气压强大于中间压强，使小球靠拢．

2．如图所示，用大号注射器一支，装满水的水槽一个，两只塑料小船，作为实验器材，用注射器向漂浮在水面上的两只小船间喷射水流，可观察到两只船向中间靠拢．产生此现象的原因是什么？

答：两小船中间压强变小，而外侧压强不变，使两小船向中间靠拢．

3．如图所示，在两张纸中间吹气，结果看到两张纸不但没有被吹开反而互相向中间靠近．产生此现象的原因是什么？

答：纸外侧受气体压强不变，内侧受到的气体压强变小，使纸向中间靠拢．

4．如图所示，把一根中间切开(未断)折成直角的饮料吸管，一端插入水中，向管中吹气，我们可看到水雾从切口处喷出．产生此现象的原因是什么？

答：管中被我们吹气，因此切口处压力变小，水面的大气压就会把水往管上面压．

5．通过以上四个实验我们可以归纳出流体压强和流速存在什么样的关系？

答：在流体中，流速越大的位置压强越小，流速越小的位置压强越大．

【教师点拨】

流体流速变大的几种情况：

(1)外力导致流体流速变大，如用力吹气．

(2)高速运动的物体带动流体流速变快，如列车周围的气体流速变快．

(3)同一流体在相同的时间内，通过较大的路程处流速大．

(4)同一流体经不同的横截面时，流过横截面小的位置流速大，如河道狭窄处水的流速大．

【跟进训练】

如图所示，沿纸条上方吹气，纸条会向上飘，说明气体在流速大的地方压强小.

知识点二　升力的产生

【自主学习】

阅读课本P164－165，完成以下问题：

飞机机翼横截面形状的上下不对称，使得机翼上下受到空气的压力不同，便产生了作用在机翼上的向上的升力．

【合作探究】

演示一　如图所示，我们经常在电视上看到飞机起飞的画面，可是沉重的飞机不是像鸟一样扇动翅膀飞行的，它的“翅膀”不能扇动，是什么原因使得飞机飞起来的呢？

答：飞机的机翼通常都做成上面凸起、下面平直的形状．当飞机在机场上滑行时，流过机翼上方的空气速度快、流过机翼下方的空气速度慢，机翼的上、下方所受的压力差形成向上的升力，如图所示．

机翼的剖面流经它周围的空气示意图

演示二　鸟在空中滑翔

如图所示，鸟类展开双翅，即使不扑打，也能在空中滑翔而不会跌下来．

鸟在空中滑翔不会跌下来的原因是什么？

答：鸟翅如同机翼，鸟翅的上方是曲面，下方近似于平面，气流通过上方的速度大于下方气流的速度．因此上方的压强小于下方的压强，产生向上的升力，所以鸟在空中滑翔不会掉下来．

演示三　水翼船

如图所示，水翼船在高速行驶，其工作原理是什么？

答：水翼船在高速行驶时，水翼会获得升力，使船体与水的接触面积减小，从而减少水对船体的阻力，进一步提高船速．

【教师点拨】

生活中常见的跟流体压强与流速相关的现象包括：

(1)窗外的风吹过，窗帘飘向窗外．

风从窗外吹过，窗外空气流速大，压强小，窗帘受到向外的压力差，便飘向窗外．

(2)火车站台上不能靠近黄色警戒线，如图所示．

火车运行时周围空气流速大，压强小，防止发生安全事故．

(3)踢足球时的“香蕉球”，打乒乓球时的“弧旋球”，如图所示．

乒乓球或足球旋转时，在球的转动方向与前进方向相同的一侧，空气相对于球的流速小；在球的另一侧，球的转动方向与前进方向相反，空气的相对流速大．于是就产生一个从流速小的地方指向流速大的地方的侧向力，使球的运动轨迹弯曲，形成所谓的“弧旋球”或“香蕉球”．

(4)汽车开过后，路两侧的树叶向路中间靠拢，如图所示．

汽车带动周围的空气快速流动，所以路中间空气压强较小，形成的压强差将路两侧的树叶“吹”向路中间．

(5)龙卷风将房屋屋顶卷走．

龙卷风刮过时，屋顶上方的空气流速非常大，屋顶上方的空气压强远小于屋内的空气压强，所以巨大的压力差会将沉重的屋顶给吹翻，龙卷风能将房屋屋顶卷走．

(6)船只不能近距离并行，如图所示．

船只近距离并行的话，两船之间的水流流速大于两船的外侧，两船外侧的水流压强大于两船中间的水流压强，故两船会被水“挤”到一起，导致两船发生撞击事故．

(7)草原犬鼠的“空调”洞穴，如图所示．

草原犬鼠的洞穴是两头开口的一条隧道，犬鼠会把其中的一个洞口两旁用土垒高．当草原上有风吹过时，风经过像小山丘一样的较高的洞口时，空气流经的路程较长，速度较快，洞口上方的空气压强和没有垒土的洞口上方的空气压强相比更小，所以两个洞口之间会有压强差，洞内的空气就会在这个压强差的作用下流动起来，跟安了空调一样．

【跟进训练】

在火车站和地铁站台上，都画有一条安全线，当火车快速开过时，人越过这条线就会有危险．这是因为，火车开动时，靠近火车的地方气体流速大，压强小，离站台远的地方气体流速小，压强大，强大的气流会将人推向列车.

课堂小结

1．流体压强与流速的关系

在气体和液体中，流速越大的位置压强越小．

2．升力的产生

机翼上下表面存在压强差．

3．流体压强与流速关系的应用

练习设计

完成本课对应训练．

温馨提示：实验视频见课件．