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沪科版(2024)八年级全册(2024)第四节 流体压强与流速的关系完美版教学ppt课件
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1.能通过实验,了解流体压强与流速的关系;2.能运用这些知识解释升力的获得及解决一些安全问题;3.能体会物理实验的多样性与趣味性。
能感受流体压强与流速的关系与我们生活的关联,能体会流体压强与流速的关系在生产生活中的利用。
看一看 想一想 高铁站台(图8-45)上为什么要画出安全警戒线?水翼船为什么会飞速前进?若想揭开这些奥秘,则需了解流体压强与流速的关系。
通过本节学习,你便能找出答案。
一 探究流体压强与流速的关系 1.流体:液体和气体,统称为流体。 流体流动时的压强与静止时的压强是否相同?其压强与它们的流速有关吗?下面,我们通过实验进行探究。
一 探究流体压强与流速的关系 2.做中学:探究流体压强与流速的关系。 方法:(1)如图所示,在两根筷子上放两个乒乓球,用吸管向两乒乓球中间吹气,你观察到了什么现象?为什么会产生这种现象?
一 探究流体压强与流速的关系 2.做中学:探究流体压强与流速的关系。 方法:(2)如图所示,在水面上放两只小纸船,用水管向两船中间冲水,你观察到了什么现象?为什么会产生这种现象?
一 探究流体压强与流速的关系 2.做中学:探究流体压强与流速的关系。 现象:(1)用吸管向两乒乓球中间吹气时,乒乓球并没有被吹开,反而更加靠拢;
一 探究流体压强与流速的关系 2.做中学:探究流体压强与流速的关系。 现象:(2)用水管向两船中间冲水,两只小纸船也会靠拢。
一 探究流体压强与流速的关系 2.做中学:探究流体压强与流速的关系。 分析论证:这表明流体压强与流速有关。 大量实验表明: 流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大。
一 探究流体压强与流速的关系 3.试一试: 实验1:用力从纸条上方吹气,会看到什么现象?
一 探究流体压强与流速的关系 3.试一试: 实验2:用力两页纸中间吹气,会看到什么现象?
一 探究流体压强与流速的关系 3.试一试: 实验3:在漏斗上方向下吹气,会看到什么现象?
一 探究流体压强与流速的关系 4.迷你实验室:自制简易喷雾器 方法:如图所示,将一根吸管弯成直角,在弯折处剪开一个口,插入水中,用力向管内吹气,你观察到了什么现象?说说这是为什么?操作时应注意哪些细节,才能使实验更容易成功?
一 探究流体压强与流速的关系 4.迷你实验室:自制简易喷雾器 现象:杯中水会喷出。 分析:竖立细管上方气体流速大压强小,在大气压的作用下水喷出来。
二 流体压强与流速关系的应用 1.飞机的升力: (1)机翼形状:上表面凸起、下表面平直的形状。 (2)分析:当飞机在机场跑道上滑行(或空中飞行)时,由于机翼的特殊形状,流过机翼上方的空气速度大,流过机翼下方的空气速度小,因此,机翼上方空气对机翼上表面的压强较小,下方空气对机翼下表面的压强较大。
二 流体压强与流速关系的应用 1.飞机的升力: (2)分析:机翼上下方所受压力差形成向上托举的力,是飞机升力的一个来源,这与有些鸟儿利用翅膀形状通过滑翔获得升力有些类似。
二 流体压强与流速关系的应用 1.飞机的升力: (2)分析:
二 流体压强与流速关系的应用 1.飞机的升力: (3)试一试:用吹风机正对着机翼模型,快速吹气,看看有什么现象发生?
二 流体压强与流速关系的应用 2.水翼船: 水翼船在船身底下装有类似于飞机机翼的水翼,你能解释水翼船能高速行驶的原因吗?
二 流体压强与流速关系的应用 3.站台上的白色安全线: 在火车站或地铁站的站台,都会标注一条白色的安全线,以此提醒旅客,当列车驶过时不能超越安全线。这是为什么呢?
二 流体压强与流速关系的应用 3.站台上的白色安全线: 当列车行驶时,会带动其周围空气流动更快,形成压强差。若旅客离列车太近,这个压强差会把人“推”向列车,造成事故。因此,我们要提高安全意识,遵守交通规则,珍爱生命。
二 流体压强与流速关系的应用 4.跑车车尾设计一种“气流偏导器: 水它的上表面平直,底部呈弧形凸起,相当于一个倒置的翅膀,这主要是为了让跑车高速行驶时,车能更好的抓紧地面。
二 流体压强与流速关系的应用 5.草原犬鼠空调系统: 如图是非洲草原犬鼠洞穴的横截面示意图。洞穴有两个出口,一个是平的,而另一个则有隆起的圆形土堆。请问犬鼠为什么要在一个洞口堆上土包呢?
气体和液体都具有流动性,统称为流体。 在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小。 机翼上下表面的压强差,是产生升力原因。
【例题1】科技兴趣小组利用盛有水的烧杯和A、B两根吸管组成如图所示的实验装置,用于证明流体压强和流速的关系。沿着B管水平吹气,观察到A管液面________(选填“上升”或“下降”),说明了________。
【解析】[1][2]当向B管吹气时,A管上方的空气流动速度增大,压强减小,A管下方压强不变,A管内的液体受到向上的压强大,液面上升。这说明在流体中,流速越大的位置压强越小。
【例题2】在学校科技社团活动中,小赵同学所在的团队利用3D打印机制作了如图所示的飞机模型。飞机模型的机翼设计成上凸下平。试飞时,手将飞机模型向前推出,是力改变了飞机模型的 ;飞机模型在空中水平飞行过程中,机翼上方的空气流速较快,压强较 ;飞机模型着地后,能够沿水平地面继续向前滑行一段距离,是由于飞机模型具有 。
【解析】[1]试飞时,手将飞机模型向前推出,手对飞机模型施加了作用力,使它由静止变为运动,是力改变了飞机模型的运动状态。[2]飞机模型在空中水平飞行过程中,机翼上方的空气流速较快,压强较小,下方空气流速较小、压强较大,从而形成向上的升力。[3]飞机模型着地后,能够沿水平地面继续向前滑行一段距离,是由于飞机模型具有惯性,要保持原来的运动状态,继续向前运动。
【例题3】铁桶内放少量的水,用火加热,水沸腾之后把桶口堵住,然后浇上冷水,如图甲所示。在 作用下,铁桶被压扁了;让自来水流过如图乙所示的装置,当水流稳定后,最后喷出的是 (选填“冷水”“热水”或“温水”),这是利用了 。
【解析】[1]在铁桶内放少量的水,用火加热,水沸腾之后把桶口堵住,然后浇上冷水,铁桶内的水蒸气遇冷液化成小水珠,气压减小,桶内的压强小于外界大气压,在大气压的作用下,铁桶被压扁了。[2][3]当冷水未流出时,热水瓶中管的上端和下端受到压强相等,当冷水流出时,热水瓶中管的上端的导管较细,水的流速增大,因为流体流速大的位置压强小,则热水管上端的压强减小,所以热水在大气压的作用下升入出水管中和冷水混合成温水。
【例题4】(2024·四川成都)物理与日常生活、工程实践密切相关,下列分析正确的是( )A.用久的菜刀需要磨一磨,是为了减小压强B.人行盲道有凸起,是为了增大受力面积,减小压强C.有风吹过,窗帘飘向窗外,是因为窗外大气压变大D.飞机受到升力,是因为机翼上下表面空气的流速不同
【解析】A.用久的菜刀需要磨一磨,是通过减小受力面积,来增大压强,故A错误;B.人行盲道有凸起,是通过减小受力面积,增大压强,故B错误;C.有风吹过,窗帘飘向窗外,是因为窗外空气流速大,气压变小,故C错误;D.飞机受到升力,是因为机翼上凸下平,所以上下表面空气的流速不同,造成上下表面受到的压强不同,故D正确。故选D。
【例题5】以下所示事例中,不能作为支持证据验证“流体的压强与流速的关系”的是( )A.中间喷水,纸船相互靠拢 B.水平吹气,水从玻璃管上端喷出C.飞机机翼做成图示形状 D.用吸管将饮料吸入口中
【解析】A.向两纸船中间中间喷水使水流速大,压强小,两纸船的外部水流速小,压强大,两船受到两边向内的压力差,所以纸船相互靠拢,故A不合题意;B.从横管左端向管内吹气时,竖管上端的空气流速快、压强小,而竖管下端的大气压较大,从而形成了向上的压强差,所以水从竖管上端喷出,故B不合题意;C.飞机的机翼做呈上凸下平的形状,飞机飞行时,机翼上方气流比下方气流的流速快,下方空气的压强大于上方空气的压强,从而使机翼获得了向上的升力,故C不合题意;D.用吸管将饮料吸入口中,先将吸管内空气吸走,吸管内的气压小于外界大气压强,于是饮料在大气压强的作用下被压入口中,故D符合题意。故选D。
【例题6】如图所示,盛有水的容器,当活塞K关闭时,A、B两处的液面相平。当打开活塞K时,A、B两处液面的变化情况是( )A.A液面高于B液面B.A与B液面相平C.A液面低于B液面D.A、B液面不发生变化
【解析】当水的流量相同时,管子越细,水流速度越快,因为B管底部比A管底部细,所以B管底部水流速度快;因为流体流速越大的地方压强越小,所以B管底部的水的压强小于A管底部水的压强;根据液体压强公式p=ρgh可知,B管水的压强小,B管里的水面高度就小,A管中水面较高。故选A。
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