9.4流体压强与流速的关系-2023-2024学年人教版物理八年级下学期

第4节 流体压强与流速的关系 伯努利方程 流体压强 液体和气体都具有流动性，我们统称为流体。上节课所述：流体因为重力和流动性而具有压强。那么，压强是否还能由其他原因产生呢？ 想想议议：在推压过程中，你能感受到用力有什么变化吗？指腹感受到的 压力有变化吗？松开活塞，活塞为什么会向上运动？指腹感受 到的压力又有什么变化呢？ 如图：注射器内有一部分空气，用指腹堵住注射器的末端，将活塞向下推压，直至推压不动为止。然后松开活塞，观察活塞的运动。 压缩流体，使流体产生压强。 想想议议： 迎着风时，原本静止的风车，转动了起来。根据牛顿第一定律，一定是有什么力的作用，才会使风车的运动状态发生了改变。这个力是怎么产生的呢？ 风是空气的流动，流动的空气作用于风车上，对风车产生了力的作用。根据压力的定义（物体间由于相互挤压而垂直作用在物体表面上的力），流动的空气对风车产生了压力（压强）。显然，静止的空气不能吹动风车，也没有对风车产生力。换言之，空气的流动，也就是流体的速度，使流体产生了压力（压强）。 流体速度，使流体产生压强。 伯努利方程 丹尼尔·伯努利（Daniel Bernoulli）(1700年2月-1782年3月)，生于荷兰的格罗宁根。他著名的《流体力学》一书影响深远。1726年，伯努利通过实验，发现了“边界层表面效应”：流体速度加快时，物体与流体接触的界面上的压力会减小，反之压力会增加。这一发现后来被称为“伯努利效应”。 1.流体压强产生的原因 ①重力 ②压缩流体体积 ③流体运动速度 --位能 --压力能 --动能 2.伯努利方程： 流体压强与流速的关系 流体压强与流速的关系 每秒流经管子不同截面的液体体积相等。横截面积大的位置，液体流速小，其上方的液柱高，压强大；横截面积小的位置，液体流速大，其上方的液柱矮，压强小。 结论：流体流速越大的位置，压强越小；流速越小的位置，压强越大。 流体压强与流速的关系 实验一：用力从纸条上方吹气，会看到什么现象？ 实验现象：纸条向上飘起来 实验分析：纸条上方气体流速大压强小，纸条下方 流速小压强大，所以纸条会飘起来。 实验结论：气体流速越大的位置，压强越小。 实验二：用力两页纸中间吹气，会看到什么现象？ 实验现象：两页纸向中间靠拢 实验分析：两页纸中间气体流速大压强小，两边 流速小压强大，两页纸向中间靠拢。 实验结论：气体流速越大的位置，压强越小。 实验三：在漏斗上方向下吹气，会看到什么现象？ 实验现象：气球没有掉下来 实验分析：气球上方气体流速大压强小，下方流速 小压强大，所以气球没有掉下来 实验结论：气体流速越大的位置，压强越小。 实验四：如图所示水平吹气，会看到什么现象？ 实验现象：杯中水会喷出 实验分析：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。 实验结论：气体流速越大的位置，压强越小。 吹硬币--硬币上方空气流速快、气压低，硬币下方的大气压将硬币抬起 地铁安全线--列车驶来带动周围空气流动、气压低，大气压将人推向火车 香蕉球--足球前进并做逆时针旋转，球左侧的空气流动与球旋转线速度方向一致，流速大，气压低，球向左侧偏转 龙卷风--龙卷风是空中的气旋向地面延伸，高空中央气流速度快，气压低，地面物体被卷至龙卷风中央并飞向空中 流体压强与流速的关系 2.如图所示，一把太阳伞固定在地面上，一阵大风吹来，伞面被“吸”，严重变形。下列有关这一现象及其解释，正确的是：（ ） A、伞面被向下“吸”，伞上方的空气流速大于下方； B、伞面被向上“吸”，伞上方的空气流速大于下方； C、伞面被向下“吸”，伞上方的空气流速小于下方； D、伞面被向上“吸”，伞上方的空气流速小于下方。 小练习 1.我们经常看到这样的现象：在无风的天气，汽车在马路上快速驶过以后，马路两边的树叶会随风飘动，如图所示，汽车向左行驶，马路两边的树叶会沿着A、B、C哪一个方向飘动(　　) A．向A方向飘动 B．向B方向飘动 C．向C方向飘动 D．条件不足，无法判断 想想议议：观察鹰在空中的滑翔，是否需要拍打翅膀？飞机为什么可以飞行？ 飞机的升力 鸟振翅时，向后下方扇动空气，空气的反作用力使鸟向前上方起飞。飞上空中后，鸟儿不需要时刻拍打翅膀，遇空中平稳的气流时，展翅即可保持升力。飞机的涡扇发动机提供向前的动力，以飞机为参照物，迎面的空气形成平稳的气流，飞机展翅在气流中即可以保持升力。那么鸟和飞机的升力，是如何产生的呢？ 想想做做 按右上的平面展开图剪纸，然后折成如右下立体图的机翼模型并粘合固定好。MN是固定在机翼前端的细棉线。