人教版八年级下册9.4 流体压强与流速的关系一等奖ppt课件

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第4节 流体压强与流速的关系
通过实验，能总结出流体压强与流速的关系。
能利用流体压强与流速的关系解释升力产生的原因，进而解释飞机在空中飞行的原因。
能利用流体压强与流速的关系解释生活中的有关现象。
小球为什么会被吸入管内呢？
中央电视台“是真的吗”节目中曾验证过：“无需吸气就能将球吸入水管”的说法， 你相信吗？请同学们欣赏：
手握两张纸，让纸自然下垂，在两张纸中间向下吹气。猜想两张纸将怎样运动?
发现两张纸不但不分开，反而会靠拢。
是什么力使得两张纸靠拢？
我们已经学习了液体内部的压强及大气压强，都是流体静止时的压强，那么液体、气体处于流动状态时压强如何？
液体和气体都具有流动性，统称为流体。流体流动时产生的压强称作流体压强。
1. 流体压强与流速的关系
一、流体压强与流速的关系
如图所示，在离桌边20~30cm的地方放一枚铝制硬币，在硬币前10cm左右放置一个高度约2厘米的木块，在硬币后放置一本与硬币厚度相当的笔记本。在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气，硬币就可能跳过木块。
①探究实验：气体压强与气体流动速度的关系
是什么力使得硬币向上“跳”起来了？
实验中的硬币，上面只有空气与它接触。吹气时硬币向上“跳”，说明它下面空气向上的压力较大。硬币上下两面的面积相同，因此一定是下面空气向上的压强比较大。
由于吹气，硬币上面的流速变大，压强变小；硬币下方空气流速小，压强大。
为什么三个玻璃管中的水柱高度不相同？
②探究实验：液体压强与液体流动速度的关系
请同学们观看视频演示实验——《液体压强与流速的关系》
实验现象：三个玻璃管中的水柱不相同。
水平管的粗细不同，水流动时，流量是相同的，故三段水平管中水的流速是不同的，粗管中的水流速v小，细管中的水流速v大。 水流动时，小竖管中水柱的高度不相同，根据液体的压强公式p=ρgh可知，各段水平管中水的压强不相同，粗管中水的压强大，细管中水的压强小。
你能解释乒乓球靠拢的原因吗？
分析：在两个乒乓球中间，水的流速变大，压强变小，而球外边的水的流速小，压强大，形成压强差，因此乒乓球会靠拢。
③如图所示，在盛水的浅容器中放入两个乒乓球，使两球间隔一定的距离且静止。现在用一细纸管向两乒乓球中间吹气，观察现象。
在气体和液体中，流速越大的位置，压强越小。
该结论也称“伯努利原理”。是由瑞士物理学家、数学家、医学家丹尼尔•伯努利在1738年提出的。他用能量守恒定律解决流体的流动问题，写出了流体动力学的基本方程，后人称之为“伯努利方程”，提出了“流速增加、压强降低”的伯努利原理。伯努利家族，一个家族3代人中产生了8位科学家，后裔有不少于120位被人们系统地追溯过，他们在数学、科学、技术、工程乃至法律、管理、文学、艺术等方面声名显赫。
中央电视台“是真的吗”节目中曾验证过：“无需吸气就能将球吸入水管”的说法。 同学们现在明白了吗？
视频欣赏——《无需吸气就能将球吸入水管》
①解释本节课开始做的“吹纸”实验
吹气时，两张纸条内侧空气流动快，压强变小，而纸条外侧的大气压强相对较大，存在压强差，因而有压力差，是这个压力差把两纸条压到了一起。
用“流体压强与流速的关系”解释有关现象
②为什么火车站和地铁站的站台上要画一条安全线？
当火车或地铁进站时，会带动人和车之间的空气的流速加快，根据流体压强与流速的关系可知，人外侧空气流速慢压强大，而内侧流速快压强小，会产生一个向内侧的压强差，将人推向火车，易出现危险。
③分析喷雾器的工作原理
非洲草原犬鼠的洞穴有两个出口，一个是平的，另一个则是隆起的圆形土堆。
实际上，两个洞口的形状不同，决定了洞穴中空气流动的方向。吹过平坦表面的风运动速度小，压强大；吹过隆起表面的风速度大，压强小。因此，地面上的风吹进了犬鼠的洞穴，给犬鼠带去了习习凉风。
跑车在车尾安装了一种“气流偏导器”，由于“气流偏导器”上表面平直，下表面呈弧形向下凸，当跑车高速行驶时，流过它上方的空气速度比下方空气小。此时，上方空气压强比下方空气压强大，这样，“气流偏导器”受到一个向下的压力差，从而使车轮抓紧地面。
高度；再打开 B 阀门，在水向外流的过程中，a 管液面高度_______b 管液面高度（均选填“高于”、 “等于”或 “低于”）。
【例题1】某物理课外小组制作了如图所示的实验装置，打开 A 阀门，关闭 B 阀门，水流入管道，当水稳定后，a 管液面高度_______b 管液面
打开A阀门，水流入管道，a管、b管、大烧杯组成了连通器，因为连通器中装有同种液体，由连通器原理知道，当水稳定后，a管液面高度等于b管液面高度。 再打开B阀门，粗管和细管中水的流量相同，细管处水的流速大、压强小，支持的水柱低；粗管处水的流速小、压强大，支持的水柱高，所以a管液面高度大于b管液面高度。
【例题2】如图甲所示，小明同学在两张纸片中间向下吹气，可观察到两纸片靠拢，此实验现象说明：气体流速越大的地方越小。在一个雨天，小丽撑着雨伞走在回家的路上，如图乙所示，一阵大风吹来，雨伞可能发生的现象及其正确的解释是（　　）
A．由于风力作用，雨伞将做匀速直线运动B．雨伞上方空气流速等于下方，雨伞将保持静止C．雨伞上方空气流速小于下方，雨伞边缘会向下压低D．雨伞上方空气流速大于下方，雨伞边缘会向上翻起
BCD．等质量的空气在相同的时间内同时通过伞的上表面和下表面，由于上表面弯曲，下表面平直，所以空气通过上表面的流速大，通过下表面的流速较小。因为伞上方的空气流速大，压强较小；伞下方的空气流速小，压强大，所以伞面受到一个向上的压强差，伞被向上“吸”，不能保持静止，故BC错误，D正确；A．由上面的分析，伞面受到的合力方向上，为非平衡力，故雨伞不能做匀速直线运动，故A错误。
几十吨重的飞机为什么能够腾空而起？原来是利用了流体压强知识。
机翼的形状基本是上凸下平。机翼的形状对飞机的起飞起了很重要的作用。
你观察过飞机的机翼吗？它的横截面是什么形状的？
机翼产生向 的压强差
飞机起飞之前，先得在跑道上跑一段距离。飞机向前跑，空气就相对地向后移动。因为机翼的形状是上凸下平，所以上方空气流速快，压强小，机翼上方与下方存在压强差，因而有压力差，这就形成向上的升力。
视频欣赏——《飞机升力的产生》
【例题3】2022年5月14日国产大飞机C919首飞试验成功（如图）。有网友兴奋地说，中国商飞将可能成为继波音和空客之后的第三大民航飞机制造者。有报道称C919最大起飞质量达77吨，如此庞然大物能飞上天，下列说法中正确的是（　　）A．C919不能垂直地面腾空而起，先滑行再起飞是为了让乘客充分欣赏机场景色B．C919起飞原理是利用了流体压强与流速的关系C．C919在高空水平飞行时机翼下方空气的流速远大于机翼上方空气的流速D．C919在长长的跑道上加速滑行再逐渐离地起飞，此过程飞机对地面的压力增大，对地面的压强也增大
ABC．C919起飞的原理是利用了流体压强与流速的关系。飞机的机翼上凸下平，飞机飞行时，在相同的时间内，经过机翼上方的空气路程长，机翼上方的空气流速快，压强小，经过机翼下方的空气路程短，下方的空气流速慢，压强大，上下表面从而产生了压力差，使飞机获得向上的升力，只有当速度足够快，升力足够大，飞机才能起飞，所以飞机不能垂直起飞，需要先滑行获得足够的速度，才能起飞，故AC错误，B正确；D．C919在跑道上加速滑行再逐渐离地起飞，飞机受到的升力不断增加，对地面的压力不断减小，由于受力面积不变，根据压强公式p=F/S得，压强也变小，故D错误。
【例题4】以下选项中，没有利用“流体压强与流速的关系”的是（ ）
A．图甲，赛车尾部安装气流偏导器B．图乙，气垫船船体脱离水面行驶C．图丙，飞机的机翼设计成流线型D．图丁，高铁站站台上划定安全线
A．图甲，赛车尾部安装气流偏导器，利用了“流体压强与流速的关系”产生向下的压力差，从而使赛车获得更大的摩擦力，A不符合题意；B．图乙，气垫船船体脱离水面行驶，是通过向下喷气使船体离开水面，没有利用“流体压强与流速的关系”，故B符合题意；C．图丙，飞机的机翼设计成流线型，利用了“流体压强与流速的关系”产生向上的压力差，使飞机获得升力，故C不符合题意； D．图丁，高铁站站台上划定安全线，是用来防止由于“流体压强与流速的关系”而产生向铁轨里的压力差所带来的危险，故D不符合题意。 故选B。
在气体和液体中，流速越大的位置，压强越小
机翼上下表面存在压强差
机翼上表面空气流速大，压强小
机翼下表面空气流速小，压强大
拓展性实验——《用传感器研究气体的流速与压强的关系》
当列车驶过时，列车周围的空气流速增大，压强减小。此时如果人站在安全线以内，人身体前后有压强差，因而有压力差，这个压力差会把人压向列车，非常危险。所以人必须站在安全线以外的区域候车。
1. 如图，在火车站或地铁站，离站台边缘一定距离的地方标有一条安全线，人必须站在安全线以外的区域候车。请分析，为什么当列车驶过时，如果人站在安全线以内，即使与车辆保持一定的距离，也是非常危险的。
2. 风沿着窗外的墙面吹过时，窗口悬挂的窗帘会飘向窗外；居室前后两面的窗户都打开时，“过堂风”会把居室侧面摆放的衣柜门吹开。请解释以上现象的原因。
风沿着窗外的墙面吹过时，窗外空气流速大，压强小，窗内外存在压强差，因而有压力差，使窗帘飘向窗外。有“过堂风”吹过时，衣柜门外空气流速大，压强小，柜门内外存在压强差，因而有压力差，使衣柜门被吹开。
3．据说1912年秋天，当时世界上最大的轮船之―――奥林匹克号在全速前进，另一艘比它小得多的霍克号军舰，沿着与它的航线几乎平行的方向疾驶，两船最句相距100m左右，随后相互靠近。一件令人吃惊的事发生了：霍克号突然偏离丁自己的航道，向奥林匹克号直冲过来。最后，两船剧烈相撞，霍克号把奥林匹克号撞出了一个大洞。请你用所学的物理知识解释这一事故发生的原因。
两船平行急速行驶时，两船间水流速度大，压强小，船内外侧存在压强差，因而有压力差，使得两船相撞。
4. 如图，把长20cm左右的饮料吸管A插在盛水的杯子中，另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端。往B管中吹气，可以看到A管中的水面上升，这是什么原因？如果用力吹气，A管中的水将从管口流出，想一想，这个现象有什么实用价值?
往B管中吹气时，A管上方空气流速加大，压强减小，杯中水面上方与A管上方存在压强差，因而有压力差，使A管中的水面上升。利用这种现象可以制作喷雾器。
在流体中，流速越大的位置，压强越小。飞机机翼模型上凸下平，增大风速时，会产生一个向上的升力，所以弹簧测力计示数会减小。
1. 如图所示，用弹簧测力计挂上飞机机翼模型，再用电风扇对着机翼模型吹风。因为在流体中，流速越大的位置，压强________(选填“越大”、“越小”或“不变”)，所以增大风速，弹簧测力计示数会________(选填“增大”、“减小”或“不变”).
2．如图所示，以下四个关于“流体压强与流速的关系”的现象中，压强大小关系正确的是（ ）
在气体和液体中，物体的形状决定了流体的流速，流速越大的位置，压强越小。四个图中，A图正确。
3．近期交警部门加大对电动车安装遮阳伞的检查拆除力度，遮阳伞虽能遮挡阳光，但存在安全隐患，当电动车快速行驶时，如图所示，下列说法正确的是 （ ）A. 遮阳伞上边空气流速小，压强小，伞面被向下压B．遮阳伞下边空气流速大，压强小，伞面被向上吸C．遮阳伞上边空气流速大，压强大，伞面被向下压D．遮阳伞下边空气流速小，压强大，伞面被向上吸
如图所示，遮阳伞上面为凸面，当电动车快速行驶时，上方空气流动的速度变大，压强变小，遮阳伞会产生一个向上的压强差，因而产生一个向上的压力差。
4. 龙卷风的实质是高速旋转的气流，它能把地面上的物体“吸”起卷入空中（如图所示），龙卷风能“吸”起物体的主要原因是（　　）A．龙卷风内部的气压远小于外部的大气压；B．龙卷风增大了空气对物体的浮力；C．龙卷风使物体受到的重力变小了；D．龙卷风产生了强大的静电，将物体吸上天空
龙卷风的是高速旋转的气流，龙卷风内部的气压远小于外部的大气压，地面上的物体靠近龙卷风的一面，流速快，压强小，会受到一个压力差，所以会被“吸”起卷入空中。 所以选A。
5. 某兴趣小组利用生活中常见的物品做了一个非常有趣的实验，将吹风机对准三个相同的水平通道左端口向下吹风，在通道右端口处同时放置相同规格的乒乓球，某时刻乒乓球处于如图所示的位置。下列说法合理的是（　　） A．此实验原理与高压锅工作原理相同B．三个通道的左端口处，c 处压强最小C．增大吹风机的风速，乒乓球向左移动更明显D．若通道变宽，乒乓球向左移动更明显。
A．此实验原理与高压锅工作原理相同B．三个通道的左端口处，c 处压强最小C．增大吹风机的风速，乒乓球向左移动更明显D．若通道变宽，乒乓球向左移动更明显。
A．当左端有风吹过时，气体流速大压强小，于是三个小球在压强差的作用下被推向左端，高压锅的原理为液体沸点随气压的变化规律，故A错误； B．c处小球运动的距离最短，则说明c处的小球受到的推力最小，即c处压强最大，故B错误； C．增大吹风机的风速，则左端气体压强更小，那么乒乓球受到的推力更大，则向左运动更明显，故C正确； D．乒乓球移动的距离只与左右两端的气压差大小有关，而和通道的宽窄没有关系，故D错误。
6. 跑车在车尾安装了一种“气流偏导器”，由于“气流偏导器”上表面平直，下表面呈弧形向下凸，当跑车高速行驶时，流过它上方的空气速度比下方空气速度 （选填“大”或“小”），此时，上方空气压强比下方空气压强 （选填“大”或“小” ），这样，“气流偏导器”受到一个向 （选填“上”或“下”）的压力差，从而使车轮抓紧地面。
7．小明乘坐高铁时发现，在离站台边缘1米左右的地方有一条白色安全线，如图（a）所示。当列车即将进站时间，站台工作人员反复提示：“请乘客们站在安全线以外候车！”。为什么乘客必须站在安全线以外候车呢？为了探究气体流动时压强大小的特点，小明将两纸片靠拢，纸片下端自然下垂，如图（b）所示。然后他向两纸片间慢速吹气，实验现象如图（c）所示，接着他快速吹气，实验现象如图（d）所示。
①分析比较图（b）、（c）、（d）的实验现象可知： 。②结合上述结论，解释“列车进站时，为什么乘客必须站在安全线以外候车？”