2.4流体压强与流速的关系（课件）-【上好课】2024-2025学年八年级科学上册同步精品课堂（华东师大版）

- 4 流体的压强与流速的关系　 YF 01 通过实验探究，初步了解流体压强与流速的关系。 02 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。 03 能够利用流体压强与流速的关系，解释生活中的相关现象。 教学目标 一 课堂引入 二 1、如图，是鸟儿在空中飞翔的画面，它是靠什么翱翔天空而不“掉下来”呢？ 2、如图，滑翔机又是靠什么穿梭在空中飞来飞去？ 课堂引入 二 问题思考 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？ 流体压强与流速的关系 三 流体流动速度越快， 产生的压强越大。 流体流动速度越快， 产生的压强越小。 流体的压强与流动速度无关。 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。 提出问题：流体产生的压强与流速有什么关系？ 猜想与假设： 流体压强与流速的关系 三 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？ 流体压强与流速的关系 三 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。 实验分析： 空气流动 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。 压强p大 压强p小 结论①：在气体中，流速越大的位置，压强越小。 流体压强与流速的关系 三 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 实验现象：三个玻璃管中的水柱不相同。 p大 p较小 p小 A B C υ小 υ大 υ较大 h 流进 流出 粗细不同的水管 相平 流体压强与流速的关系 三 实验分析： 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。 结论② ：在液体中，流速越大的位置，压强越小。 流体压强与流速的关系 三 ③探究三：吹不开的乒乓球 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。现用一细纸管向两乒乓球中间吹气，观察现象。 【实验现象】两乒乓球会靠拢。 流体压强与流速的关系 三 【实验分析】 两个乒乓球向中间靠拢，说明两球内侧受到液体的压强变小，吹气前后两球外侧受到液体压强不变，球内外存在压强差，因而存在压力差，两球在压力差作用下向中间靠拢。 流速快,压强小 压强大 压强大 【实验结论】在液体中，流速越大的位置，压强越小。 流体压强与流速的关系 三 归纳 实验操作 让两张纸自由垂下，在两张纸中间向下吹气 在两根筷子中间放上两个乒乓球,用吸管向两个乒乓球中间吹气 把一条纸带放在嘴边，用力从纸带上方向前吹气 实验现象 及分析 现象:两张纸向中间靠拢
 说明：两纸外侧受到气体的压强大，内侧受到气体的压强小 现象:两个乒乓球向中间滚动 说明：两球外侧受到气体的压强大，内侧受到气体的压强小 现象：纸带向上飘起 说明：纸带上方受到气体的压强小，下方受到气体的压强大 归纳总结 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 用流体压强与流速的关系解释现象 四 两张纸自然下垂，对着纸中间吹气 向两乒乓球中间喷水 现象： 现象： 两张纸相互靠拢。 乒乓球相互靠近。 两张纸中间空气的流速大，压强小。 两乒乓球之间水的流速大，压强小。 分析： 分析： 用流体压强与流速的关系解释现象 四 乘坐火车时，为何要在安全线以外候车？ 　　安全线以内的空气流速很大，压强很小，而人外侧的压强较大。如果站到安全线以内，就可能被外侧的空气推向列车，发生危险。 用流体压强与流速的关系解释现象 四 窗外有风平行于窗子吹过时，分析窗帘的状态。 　　（1）窗外空气的流速大，屋内空气的流速小。 分析： 　　（2）窗外空气的压强小，屋内空气的压强大，窗内外空气产生的压强差方向向外，即窗帘所受压力差的方向向外。 　　（3）窗帘在向外的压力差的作用下向窗外飘。 用流体压强与流速的关系解释现象 四 练习1　多艘船只在海上航行时，是并排行驶还是呈一列行驶？ 　　若并排行驶，两船之间的水流速比外侧流速大，压强小。在外侧水流的作用下，两船易出现相撞的情况，因此不能并列行驶。 用流体压强与流速的关系解释现象 四 向左旋转 前进方向 练习2　分析如图所示的旋转球，前进过程中会向哪边偏转? 流速大 压强小 若球不旋转，两侧气体流速相等 球的旋转对两侧气流的影响 用流体压强与流速的关系解释现象 四 练习3　犬鼠洞穴的出口一端较平，另一端凸起。试分析当地面空气流经两洞口时，洞内空气的情况。 犬鼠洞穴 流速大 流速小 压强大 压强小 飞机的升力 五 （1）观察思考 观察如图所示飞机的机翼截面形状。想一想，为什么机翼上部和下部的形状是不对称的？是什么将飞机“托上”天空的呢？ 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。 机翼截面图 飞机的升力 五 （2）分析探究 机翼 上表面 下表面 空气流速 压强 产生升力原因 机翼产生向 的压强差 小 小 大 上 飞机起飞前，先在跑道上跑一段距离。空气相对机翼向后运动。 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、下方存在压强差，产生压力差，形成了向上的升力。 机翼上、下表面的压强差是产生升力的原因。 大 F2 >F1 飞机的升力 五 如果机翼的前缘稍向上仰，跟气流的方向成一个小的仰角，则机翼上下方的压强差比机翼跟气流方向平行时还要大，所产生的升力就比较大。升力是竖直向上的，它跟飞机所受重力方向相反，当升力大于重力时，飞机上升。 （3）归纳总结 机翼的形状决定了机翼上下表面空气的流速不同，使机翼上下方产生压强差，从而产生压力差，这一压力差使飞机获得向上的升力。 当堂测试 六 1、下列实验中，不能说明“流速大小对流体的压强有影响”的是（　） A．吹气时纸条向上飘 B．吹气时纸片向下凹陷 C．吹气时A管中水面上升 D．吸气时乒乓球紧贴漏斗 D 当堂测试 六 2、当你撑着把雨伞行走在雨中时，一阵大风吹来，如图所示，下垂的伞面被吹得向上翻。下列有关这一现象的解释，正确的是（　　） A．伞面上方的空气流速大，压强大 B．伞面上方的空气流速大，压强小 C．伞面上方的空气流速小，压强大 D．伞面上方的空气流速小，压强小 B 当堂测试 六 3、为了解决“H”形地下通道中间过道的通风问题，同学们设计了如图四种方案，图中黑色部分为墙面凸出部分，“M”为安装在过道顶的24小时工作电风扇，其中既有效又节能的是（　　） A. B. C. D. C 当堂测试 六 4、下列现象中利用了大气压强的是（　　） A．飞机的升空 B．拦河坝做的下宽上窄 C．下水道的U形管 D．用吸管喝饮料 D 当堂测试 六 5、中国科学技术馆探索与发现4厅有个展品叫做“香蕉球”, 描述的是足球比赛中罚任意球的场景。守方在离球门一定距离处用人墙挡住球门, 而攻方隔着人墙将足球以旋转的方式发出, 利用足球的自旋使足球两侧空气流速不同形成压强差, 使足球走出一条香蕉状的路径, 绕过人墙而射门。图给出了甲、乙、丙、丁四种足球自旋方向与飞行路径的示意图, 下列说法正确的是（　　） A．四个图都是正确的 B．甲、丙两图是正确的 C．甲、乙两图是正确的 D．甲、丁两图是正确的 D 当堂测试 六 6、如图，甲装置中A、B、C三节直径不同的塑料管连接在一起，左端连抽气泵。传感器1、2、3与电脑相连，可显示出管中气体压强随时间变化的图像。如图乙是抽气泵在两个不同挡位抽气时得到的图像。下列说法中正确的是（　　） D　 A．抽气时A、B、C三节管内气体流速相同 B．第15s时，C管内气体流速大于A管内气体流速 C．由图像推测抽气泵换挡时间大约是在第15s D．换挡后B管内气体流速比换挡前大 当堂测试 六 A．抽气时，C管的横截面积最大，A管的横截面积最小，所以A管气体流速最大，C管气体流速最小，故A错误； B．由图可知，在第15s时，③处的压强最大，①处的压强最小，则C管内气体压强大于A管内气体压强，气体流速越大的地方压强越小，C管内气体流速小于A管内气体流速，故B错误； C．由图可知，抽气泵换挡时间大约是在第25s，故C错误； D．换挡后B管内气体的压强变小了，气体流速越小的地方压强越大，所以流速比换挡前变大，故D正确。 故选D. 当堂测试 六 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。 7、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”）。 越小　 减小　 当堂测试 六 8、科学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”）。 等于    高于 打开A阀门，关闭 B 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。 当堂测试 六 9、如图甲所示有些跑车为了提高“抓地力”会在车尾安装了一种“气流偏导器”，其外形应该选用图乙中的_____（填“A”或“B”), 气流对偏导器产生______（填“向上”或“向下”）的压强差，因而有压力差，使车与地面之间的摩擦力______（填“变大”“变小”或“不变”）。 B 向下 变大 当堂测试 六 10、科学中把具有流动性的液体和气体称为流体.下面是关于流体压强的研究过程,请回答下列问题： （1）老师准备了如图甲所示装置：将三节粗细不同的塑料管①、②、③（横截面积：S1>S2>S3）连接在一起，右端开口，左端与抽气机相通。抽气机抽气时，______管中气体流速最大。将三个气体压强传感器分别放入三个管内，传感器与计算机相连，计算机可以显示出管中压强值。 （2）计算机显示的数据结果如图乙所示，由此可知道___________管中气体压强最小；并能进一步得出在气体中，流速越大的位置，___________。 （3）如图丙所示，老师准备了两张纸，固定上端，向两张纸中间吹气，根据上述结论能判断出两张纸的下端将________，（选填“靠拢”或“分开”）理由是：________________________________________________。 ③ ③ 压强越小 靠拢 向纸中间吹气，纸中间空气流速大于外侧空气流速，纸中间压强小于外侧压强，外部气体对纸向内压力较大，对纸产生向内的压力差，使纸向中间靠拢 当堂小结 七 流体压强与 流速的关系 飞机的升力 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 流体压强与 流速的关系 $$