人教版八年级下册9.4 流体压强与流速的关系课文ppt课件

这是一份人教版八年级下册9.4 流体压强与流速的关系课文ppt课件，共57页。
知识点一    流体压强与流速的关系 
例1    (2019重庆璧山四校联考)如图9-4-1所示,在两根筷子中间放上两只 乒乓球,用吸管向中间吹气,可观察到两只乒乓球将　　　    (选填“靠 近”“远离”或“静止不动”),原因是流速大的地方气体压强较　　         。图9-4-1解析　向乒乓球中间吹气时,乒乓球中间流速变大,压强变小,乒乓球外侧 大气压不变,所以乒乓球外侧压强大于内侧压强,所以两只乒乓球将靠近。答案　靠近　小
知识点二    飞机的升力飞机之所以受到升力,是由飞机机翼的形状所决定的。如图9-4-2所示,正 在飞行的飞机,迎面吹来的风被机翼分为上、下两部分,由于机翼横截面的 形状上下不对称,在相同的时间内,机翼上方气流通过的路程长,流速大,压 强小,下方气流通过的路程短,流速小,相对上方的压强就大,上、下表面就 存在压强差,因而有压力差,就产生了升力。 图9-4-2
例2    (2017江苏徐州中考)快递公司尝试用无人机运送包裹,在带着包裹匀 速飞行过程中,无人机受到的升力的施力物体是　　　    。解析　升力是由于机翼上下表面空气流动速度不同,受到的流体压强不同 而产生的,故其施力物体是空气。答案　空气
题型    根据流体压强与流速的关系分析、解释现象例    (独家原创试题)你知道汽车中的“负压换气”吗?如图9-4-3,汽车行驶 时将天窗打开,由于天窗上方空气流动速度　　　    ,此处的气压　　         ,使汽车内部的气压　　　    外部的气压,汽车内部污浊的空气快速流 出,从而实现“负压换气”。 图9-4-3
解析　汽车行驶时将天窗打开,在车顶形成一个凸面,天窗上方空气的流速 大、压强小,汽车内部空气的流速小、压强大,则汽车内部的气压大于外部 的气压,在向上压力差的作用下车内污浊的空气被自动“抽出”,从而保持 车内空气清新。答案　大　小　大于
方法归纳　解答流体压强类问题的一般策略首先要确定物体上、下(或左、右)表面流体的流速大小,以流动的气体为 例,有气体流动的一侧比不流动的一侧流速大,流过曲面的速度比流过平面 的速度大;对于液体,管子细的地方比粗的地方流速大。然后根据流体压强 与流速的关系,判断物体运动方向,即从压强大的地方向压强小的地方运 动。
从生活走向物理,从物理走向社会素养呈现　物理学来源于生活,最终又服务于生活与社会。本章中,无论固 体的压强、液体的压强、大气压强还是流体压强的知识,均能在生活中寻 到其“知识根源”,知识又和社会生活紧密联系。这些知识大量应用于社 会和生活,如交通运输、铁路铺设、书包背带、水坝设计、飞机的设计等, 这些发明和设计推动了社会文明的发展,促进了人类生活质量的提高。故 本章知识涉及考试的各类题型,是“物理观念”“科学思维”“科学探 究”“科学态度与责任”四大物理核心素养考查的良好载体。
典例剖析例    (2019广东惠州五中开学考试)读下面的短文,并回答问题:　　我们已经知道静止液体内部压强的规律,那么流动着的液体的压强大 小又有什么规律呢?我们可以通过下面的实验来研究这个问题。打开水龙 头,使自来水流过图9-4-4甲所示玻璃管,可以看到A、B处从水龙头竖直玻 璃管中的液面高度不同,这说明A、B处的压强不相同。 图9-4-4(1)根据上面的实验现象可知,A、B两处的　　　    处压强小,其物理依据
是　　　    。(2)请你总结出流动液体压强大小与流速的关系。(3)根据你得到的“流动液体压强大小与流速的关系”解释下面的现象:如 图乙所示的是两艘并排的船,在航行时,常常会不由自主地碰在一起。原因 是        。
解析　(1)A、B两处水的压强等于它所支撑的水柱产生的压强。由题图 知,B处水柱的高度低于A处,根据液体压强的计算公式p=ρgh可知,B处的压 强小于A处的压强。(2)由于A、B两处是在同一水管中,在相同的时间内流过的水量相同,由于B 处水管最细,所以B处的水流速度最大。再结合B处的压强小于A处的压强, 由此可得结论:在流体中,流速越大的位置,压强越小。(3)两艘并排的船,它们在航行时,常常不由自主地碰在一起,这是由于两船 之间的水流速度大,压强小,两船外侧水流速度小,压强大,形成向里的压力 差,使两船相互靠拢。答案　(1)B    p=ρgh　(2)流速越大的位置压强越小(3)两船之间的水流速度大,压强小,两船外侧水流速度小,压强大,形成向里 的压力差,使两船相互靠拢
素养解读　本题以科普阅读题的形式综合考查根据题中信息解答问题的 能力,重点考查的核心素养如下:(1)问考查了“信息获取和处理”的科学 探究素养及“进行分析和推理”的科学思维素养;(2)问考查了“分析数据 得到结论”的科学探究素养;(3)考查了“应用物理知识解决实际问题”的 物理观念素养。
知识点一    流体压强与流速的关系1.(2017海南中考)下列四幅图,能研究流体压强与流速关系的是 (　　)答案    B　向两张纸中间吹气时,两张纸中间空气流速大,压强小,两张纸向 中间靠拢,能研究流体压强与流速的关系,故B选项符合题意。 
2.(2016四川凉山中考)大量实验表明:在气体和液体中,流速越大的位置压 强越　　　    ;流速越小的位置压强越　　　    。答案　小　大解析　流体压强与流速的关系:流速越大的位置压强越小;流速越小的位 置压强越大。
知识点二    飞机的升力3.(2018山东东营中考)如图9-4-1所示,某型号飞机模型机翼上表面凸起,下 表面较平。在飞行过程中由于上表面的空气流速　　　    (选填“大”或 “小”),压强　　　    (选填“大”或“小”),从而能获得向上的升力。图9-4-1答案　大　小解析　飞机在飞行时,机翼上方气流比下方气流的流速大,压强小,则下方 空气的压强大于上方空气的压强,机翼上下表面存在压强差,因而有压力 差,产生升力。
1.(2018江苏泰州中考)动车进站时,为了避免乘客被“吸”向动车而造成 人身伤害事故,站台上都标有“安全黄线”。乘客必须站在安全黄线以外, 是因为动车进站时车厢附近(　　)A.气流速度大,压强小　    B.气流速度大,压强大C.气流速度小,压强小　    D.气流速度小,压强大答案    A　动车进站时,会带动动车附近的空气流动,导致黄线以内的空气 流速加快,流体流速越大的位置压强越小,人处在黄线以内时,由于黄线外 侧空气流速小压强大,内侧的空气流速大压强小,形成压强差,容易将人压 向动车,发生危险。故选A。
2.如图所示实例所运用的物理知识与飞机起飞原理相同的是(　　)答案    C　简易喷雾器工作时,通过气流带动水流,利用了流体压强与流速 的关系,与飞机起飞的原理相同,故C符合题意。
3.(2019江苏苏州二模)如图所示,把一张轻质纸放在两本书上,沿纸面下方 吹气,原平整的纸会从两书间的空隙下陷。据此推断空气对下陷纸片上、 下表面的压强哪个小?　　　    。根据所学的物理知识解释为什么会出现 此现象:　　　　　　　　    。 答案　下表面　气体流速越大,压强越小解析　沿纸面下方吹气时,纸面下方气体流速大,压强小,导致纸面上方气 压大于纸面下方气压,使得平整的纸从两书间的空隙下陷。 
1.(独家原创试题)美国是龙卷风多发的国家,如图9-4-2是2019年6月在美国 密苏里州拍摄到龙卷风的照片,龙卷风具有很大的吸吮作用,可把水、物体 等吸入其中,具有很大破坏性。龙卷风能吸水是因为其内部形成一股高速 向上旋转的气流使 (　　) 图9-4-2
A.漩涡内的压强减小,大气压将水压入龙卷风B.漩涡外的压强减小,大气压将水压入龙卷风C.漩涡内的压强增大,大气压将水压入龙卷风D.漩涡外的压强增大,大气压将水压入龙卷风答案    A　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。高速旋转的气流,内部气流运动速度大于外部气流运动速度,内部气体 压强小于外部气体压强,所以水在内外大气压的作用下被压入龙卷风。
2.学习了“流体压强与流速的关系”后,为了解决“H”形地下通道中过 道的通风问题,同学们设计了几种方案。如图所示,黑色部分为墙面凸出部 分,“M”为安装在过道顶的换气扇,其中既有效又节能的是(　　)答案    C    C选项中,过道右端的通道有凸起,所以相同时间风经过过道右 端的通道时的路程长,则风速较快,过道右端的气压小于左端的气压,所以 空气会从过道的左端流向右端,过道中有风通过,此方案不需要消耗其他能 量,既有效又节能。 
3.(2018福建泉州惠安六校联考)如图9-4-3是一种水翼船船体下安装的水 翼,在高速航行时,水面下的水翼会使船体抬高减少水对船体的阻力,请你 判断水翼的形状应是图中甲、乙的哪一个?并在该图中大致画出使船体抬 高的力的示意图。 图9-4-3
答案　甲　如图所示解析　水翼船在高速航行时水面下的水翼使船体抬高,说明水翼受到向上 的升力,也就是说水翼下表面的压强要大于其上表面,根据“在流体中,流 速越大的位置,压强越小”可知,需要水翼下表面水的流速小于其上表面, 故可知甲图形状符合要求。水翼受到的升力是竖直向上的,据此画出力的 示意图。
1.(2019江苏扬州一模)如图甲所示,两端开口的U形管中有适量的水,U形管 的左端通过橡皮管与玻璃管侧壁管口相连通。此时玻璃管中的风速为v1, U形管内液面高度差如图乙所示;改变风速后,玻璃管中的风速为v2,U形管 内液面高度差如图丙所示。则v1　　　    v2。(选填“”或 “=”)。
答案　>解析　图甲中,没有吹风时,左右两管上方的压强相同,都等于大气压强,所 以左右两管中的液面相平;当向玻璃管中吹风,C处的空气流速增大、气体 压强减小,而U形管右侧的气体压强不变,液体在压强差的作用下,向左移 动;C处的空气流动速度越大、气体压强越小,则U形管中液体向左移动的 距离越大,液面的高度差越大;所以,根据分析可知p1v2。
2.(2016浙江湖州中考)货车驾驶员在卸货后,把空的纸箱放在车斗里。在 汽车行驶时,发现有纸箱从车斗里“飞”了出来。为什么会出现这种现象 呢?小明同学经过思考后,进行了模拟实验:将纸屑放在一个铁盒里,用吹风机向铁盒上方水平吹风,发现有纸屑从铁盒 中“飞”出来,如图。请回答:(1)小明向铁盒上方吹风是模拟    。(2)请用所学的知识解释纸箱从车斗里“飞”出来的原因。    。
答案　(1)汽车在行驶过程中的空气流动(2)车斗内的纸箱上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,故纸箱 上方的气压小于纸箱下方的气压,纸箱从车斗里升起,然后在风的作用下被 吹离车斗解析　据图可知,此时的铁盒相当于车斗,铁盒内的纸屑相当于车斗中的纸 箱,故小明向铁盒上方吹风是模拟汽车在行驶过程中的空气流动。
1.(2019北京人大附中模拟,3,★★☆)如图9-4-4所示的装置上方为一个粗 细不均匀的两头开口的玻璃管,管下连通一个装有红墨水的U形管AB。当 用吹风机向玻璃管中吹风时,出现的现象是 (　　) 图9-4-4A.A管上方空气流速大B.B管上方空气流速小C.A管液面比B管液面高
D.A管液面比B管液面低答案    D    A管上方玻璃管的横截面积大,相同时间内,空气经过A管上方的 流动速度小于B管上方的流动速度,A管上方的压强大于B管上方的压强,红 墨水被压向B管,A管液面下降,B管液面上升。
2.(2018广东广州海珠期中,9,★★☆)用水平风吹如图所示的四个模型,其 中空气对模型下表面的压强小于上表面的压强的是 (　　)答案    B    B选项中,相同时间内,空气经过模型上方的路程小于经过模型 下方的路程,模型上方的风速小于下方的风速,模型上方的压强大于模型下 方的压强。 
3.(2018山东青岛大学附中期中,26,★★★)演绎式探究——气压与流速的 关系。　　查阅资料得知:在地面附近同一高度或高度差不显著的情况下,空气流 速v与压强p的关系可表示为:  ρv2+p=C。式中C是定值,ρ表示空气密度。根据上述关系式可知:(1)其他条件相同时,空气流速越大,压强　　　    。(2)如图9-4-5所示,将一枚硬币平放在水平桌面上,其表面积为S、质量 为m、空气密度为ρ,在硬币上方,平行于硬币表面以速度v吹气。气流通过 硬币上部,由于硬币下面没有气流通过,从而产生压力差,相当于给硬币一 个向上的力,这个压力差刚好等于硬币重力时,硬币刚好“飞起”。
 图9-4-5①硬币刚好“飞起”时,硬币上、下表面的压力差ΔF=　　　    ;②根据上述流速与压强的关系式可知,硬币下方空气压强p下=　　　    ;(3)请导出刚好将硬币吹起时吹气速度v的表达式(写出推导过程)。
答案　(1)越小　(2)①mg　②C　(3)见解析解析　(1)由公式 ρv2+p=C(式中C是定值,ρ表示空气密度)可知:其他条件相同时,空气流速越大,压强越小;空气流速越小,压强越大;(2)在吹硬币时,硬币下方的空气流速为0,代入公式 ρv2+p=C得: ρ×0+p下=C,即硬币下方空气压强p下=C;　　吹硬币时,硬币受到三个力的共同作用:硬币上表面的压力F上、下表 面的压力F下、硬币的自重G=mg;那么刚好被吹起时,F下=F上+G,即硬币上、下表面的压力差ΔF=G=mg;(3)刚好吹起硬币时可看做硬币受到平衡力的作用,即ΔF=G=mg;此时硬币上方的压强为p上=C- ρv2;硬币下方的压强为p下=C(空气流速为0);那么硬币上下方的压强差为:p下-p上=Δp= ρv2;
因为ΔF=ΔpS所以 ρv2S=G=mg,即v= 。
1.(2019山东淄博二模,13,★☆☆)如图所示,从倒置的漏斗口用力吸气或向 下吹气,乒乓球都不会掉下来,下列说法正确的是 (　　)A.吸气减小了乒乓球上方气体的压强,吹气增大了乒乓球下方气体的压强B.吸气增大了乒乓球下方气体的压强,吹气减小了乒乓球上方气体的压强C.吸气或吹气都增大了乒乓球下方气体的压强D.吸气或吹气都减小了乒乓球上方气体的压强答案    D　从漏斗口向下用力吹气时,乒乓球上部空气流速大、压强小,而 乒乓球下部空气流速小压强大;吸气时,乒乓球上方空气压强小,这样在乒 乓球的上、下部就会产生一个向上的压力差,从而托起乒乓球。
2.(2019湖北武汉广雅中学月考,16,★★☆)如图所示,以下四个关于“气体 压强与流速的关系”的现象中,压强p1、p2大小关系正确的是 (　　)答案    A    A图中,当空气流过时,由于s下>s上,故v下>v上,因为流速大的地方压 强小,所以p1>p2;同理,在B图中,p1=p2;在C图中两纸片的外侧受到的大气压 强是相等的,故p1=p2;在D图中,由于吹气使小球上方的空气流速大于下方 的空气流速,故p1θ2 解析　本题以实验探究题的形式综合考查了“获取和处理信息”、“制 订科学探究方案”、“应用物理知识解决实际问题”以及“进行分析和 推理”等多种物理学科核心素养。(1)由图乙可以看出:飞机以一定的速度飞行时,迎角从0°到20°,随着迎角的 增大,飞机所受升力先增大后减小,15°附近时达到最大;(2)小明若要进一步研究“飞机的升力与其飞行速度的关系”,需要控制迎 角相同,改变飞行速度,实验中通过改变电风扇的挡位来改变风速大小;(3)飞机在水平匀速直线飞行时升力一定,根据“飞机迎角一定时,飞行速 度越大升力也越大”和图乙知,迎角小于15°的情况下,飞机飞行时升力一 定,速度越大,迎角越小,所以θ1>θ2。
1.阅读短文,回答下列问题。如图为某品牌简易热水器的实拍图(图甲)和原理图(图乙),它是利用自来 水的水流通过混合器流速变大压强变小而在大气压的作用下将开水 “吸”上来混合成温水淋浴的一种简易淋浴器。 
使用时将接头套在水龙头上,喷头挂钩安装在不高于1.8 m位置,把“吸 管”插入准备好的热水容器里,打开水龙头,喷头就会流出混合好的温水, 安装时最好将盛热水的容器放置在50 cm以上的凳子上并加固,以提高出 水温度。水温可以通过温度调节阀(如图丙)进行调节,它的滚轮向下调节时吸管的 横截面积会变小,另外还有几个要素影响水温:第一,自来水流速越大,出水 温度越高;第二,热水与喷头的高度差越小,出水温度越高;第三,热水温度越 高,出水温度越高。(1)如果觉得喷头出水温度偏低,则可以将水龙头开　　　    (大/小),或者 将温度调节阀的滚轮向　　　    (上/下)调节。(2)下列与该热水器的工作原理相同的是　　　    。A.图钉帽大头尖
B.飞机机翼上凸下平C.水坝上窄下宽(3)为了提高“吸”热能力,混合器的结构示意图最好设计成选项中的　     　    。(注:左为冷水进口,下为热水进口,右为温水出口) (4)热水在吸管中上升,是由于　　　    的作用。
答案　(1)大　上　(2)B　(3)B　(4)大气压解析　本题综合考查了利用流体压强、大气压强等物理知识解释实际问 题的能力。(1)因为自来水流速越大,出水温度越高,滚轮向上调节时吸管 的横截面积会变大,所以,觉得喷头出水温度偏低,则可以将水龙头开大,或 者将温度调节阀的滚轮向上调节。(2)、(4)该混合器的构造特点是:混合 器是一个三通管,冷水管比较粗,但在与热水管汇合前突然变细,而热水管 进水口正位于最细部,当打开冷水管水龙头时,冷水经过混合器最细部分 时,由于管子突然变细,水流速度猛增,压强变得很小,热水容器中的热水在 大气压的作用下上升,进入混合器和冷水混合,变成温度适宜的温水,从喷 头处流出,故“飞机机翼上凸下平”与其工作原理相同。(3)B设计中,当冷 水从左端流入时,在热水进口上方突然“变细”,流速变大,流体压强变小, 使热水在压强差的作用下上升,故能起到“自来水流速越大,出水温度越 高”的作用,所以为了提高“吸”热能力,B设计符合要求。
2.阅读短文,回答问题:无叶更舒适如图是一款新型无叶电风扇,与传统有叶风扇相比具有易清洁、气流稳、 安全等特点。开始时,底座中的电动机将空气从进风口吸入,吸入的空气经压缩后进入圆 环空腔,再从圆环空腔上的细缝中高速吹出,夹带着周边的空气一起向前流 动,导致后方更多的空气流入电扇出风口,风量被显著放大。无叶电风扇细缝口结构是根据“康达效应”设计的,康达效应指的是当流 体(水或空气等)顺着物体的凸表面流动时,有向物体吸附的趋向并沿着物 体的表面继续向前,在离开物体的瞬间,由于惯性其运动方向与出口末端的 法线垂直。
 (1)风扇正常运行时,相同时间内细缝口流出的空气质量　　　    (小于/等 于/大于)进风口流进的空气质量。(2)下列与后方更多的空气流入电扇出风口的原理相同的是　　　    。A.载重汽车装有许多车轮B.飞机飞行时机翼获得升力C.足球在草坪上滚动得越来越慢D.带电的玻璃棒能吸引轻小物体