8.4 流体压强与流速的关系 课件 2024-2025学年沪科版物理八年级全一册

第四节 流体压强与流速的关系 第八章 压强 第1课时 流体压强与流速的关系 1 1.知道什么是流体。 2.了解升力的产生及应用。 3.通过实验探究，初步了解流体压强与流速的关系。 学 习 目 标 2 高铁站台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。 新 课 引 入 向各个方向都有压强 流动性 1.定义：液体和气体都具有流动性，统称为流体。 液体有压强 气体有压强 静止压强 新 课 讲 解 一、流体 二、流体压强与流速的关系 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？ 做中学 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？ 分 析 吹气时乒乓球相互靠拢 冲水时纸船相互靠拢 乒乓球和纸船中间流速大，两边流速小 是不是气体的压强跟气体的流速有关系？ 流体压强与流速有关 流体在流速大的地方压强较小， 在流速小的地方压强较大。 结论 上方液柱为什么高低不同？ 其他实验及现象解释 记录实验现象 项目 液体流速 上方液柱 分析流体压强 粗管 小 较高 细管 大 较低 较大 较小 每秒流经管子不同截面的液体体积相等。横截面积大的位置流速小，横截面积小的位置流速大。 υ大 υ小 υ小 p大 p大 p小 分析 自制简易喷雾器 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？ 简易喷雾器 容器中的水会沿竖直管上升至开口处喷出形成水雾。 这是因为用力向管内吹气时，吸管剪开的开口处空气流速大压强小，水在大气压的作用下上升,在横向气流的冲击下形成水雾。 吹气时要用力，这样可以使实验更容易成功。 几十吨甚至上百吨重的飞机为什么能腾空而起，在空中飞行呢？ 三、流体压强与流速关系的应用 奥秘——飞机的机翼 机翼的形状是： 上凸下平的 飞机的机翼 迎面吹来的风被机翼分成两部分，由于机翼横截面形状上下不对称，在相同的时间里机翼上方气流通过的路程长，因而速度较大，对机翼的压强较小；下方气流通过的路程较短，因而速度较小，对机翼的压强较大。 上方流速快，压强小 飞机的升力：气流在机翼上下表面由于流速不同、压强不同产生的压力差，这就是向上的升力。 飞机升力的产生 下方流速慢，压强大 为什么列车驶过时旅客不能超越安全线？ 思 考 空气流速快 空气流速慢 空气压强大 空气压强小 现象解释 犬鼠的洞穴有两个出口，一个是平的（A），另一个则是隆起的土堆（B）。这是为什么呢？ A B 答：因为隆起的土堆处空气的流速比较快，压强就比较小，洞内的空气便从B口流出，从A口流入，这样可以让洞内的空气流动。 聪明的犬鼠 小孔处空气流速快，压强小，容器里液面上方的空气压强大，液体就沿着细管上升，从管口流出后，受气流的冲击，被喷成雾状。 吹气 小孔 喷 雾 器 跑车的尾翼 与流体压强和流速相关的小实验 将纸条一端放到嘴唇下方，向前吹气。你会发现什么？ 在纸条上方向前吹气，纸条上方的空气流速大于下方，压强小于下方，在压力差作用下纸条向上飘动。 吹 气 漏斗 乒乓球会掉下来吗？ 向倒置漏斗里的乒乓球吹气。 吹 气 球上方气体流速快，气压小。 球下方气体流速慢，气压大。 乒乓球不掉下的原因 对着鸟翼模型向前吹气，鸟翼模型会上升吗？ 鸟翼模型上升。对着鸟翼模型向前吹气，乌翼模型的结构上表面凸起、下表面较平，当有风吹过时，上表面空气流速大、压强小，下表面空气流速小、压强大，在压力差的作用下,鸟翼模型上升。 流体压强与流速的关系 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 流体压强与流速关系的应用 课 堂 小 结 1．如果在气体和液体中流速越大的位置压强越大，则不会出现的情况是（ ） A．飞机翅膀的截面形状应该反过来 B．两艘并列同向行驶的船只不会相撞 C．地铁、火车站的站台安全线不必设置 D．喷雾器再怎么用力吹也喷不出雾来 C 课 堂 检 测 2. 如图所示，小丽同学撑一把雨伞在雨中，当一阵大风吹来，伞面可能被“吸”得严重变形．下列有关这一现象及其解释正确的是（　 　） A．伞面被向下“吸”，伞上方的空气流速小于下方 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”，伞上方的空气压强大于下方 D．伞面被向上“吸”，伞上方的空气压强大于下方 B 3.龙卷风的实质是高速旋转的气流。它能把地面上的物体或人畜“吸”起卷入空中。龙卷风能“吸”起物体是因为 （ ） A．龙卷风内部的压强远小于外部的压强 B．龙卷风增大了空气对物体的压力 C．龙卷风使物体受到的重力变小 D．迷信说法中的“龙”把物体“抓”到空中 A 4. 中新网转发了一组照片，向人们展示了一只灰鹅独特的飞行技艺。如图显示的就是这只灰鹅在突遇强风时，身体猛然转过180℃，而头部却保持正常姿态的情形。使用这种“超级扭曲”的方式能使翅膀下方的空气流速 （选填“大于”或“小于”）上方的空气流速，从而使灰鹅受到一个向 的作用力，能迅速降低飞行高度，使飞行更安全。 大于 下 5．在火车站和地铁站台上，都画有一条安全线，当火车快速开过时，人越过这条线就会有危险。这是因为，火车开动时，靠近火车的地方气体___________，压强_________，离站台远的地方气体__________，压强 ________，强大的气流会___________________。 流速大 小 流速小 大 将人推向列车 $$第四节 流体压强与流速的关系 第八章 压强 第2课时 习题课 1 考点一　固体压强、压力判断 典 例 分 析 1.首先确定压力（水平面）： 注意受力面积，根据公式计算压强。 当物体发生移动、倒置、切割、叠加时，注意分析、的变化，即可得出正确结论。 2.若柱状固体密度均匀,可用直接计算对水平面的压强，再根据计算压力。 知识精讲 例1 一块长为L、质量分布均匀的木板A放在水平桌面上，木板A右端与桌边相齐(如图所示)，在木板A的右端施一水平力F使木板A右端缓慢地离开桌边的距离，在木板A移动过程中，木板A对桌面的压力　　　　，木板A对桌面的压强不断　　　　，木板A受到的摩擦力　　　　。(均选填“变大”“变小”或“不变”)  典例剖析 【解析】因水平面上物体的压力和自身的重力大小相等，所以，在木板移动过程中，对桌面的压力不变；因在木板的右端施一水平力使木板右端缓慢地离开桌边时，木板与桌面的接触面积变小，受力面积变小，所以，由 可知，对桌面的压强不断变大；滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关；在木板的右端施一水平力使木板右端缓慢地离开桌边时，压力大小和接触面的粗糙程度不变，所以，受到桌面的摩擦力不变。 答案：不变 变大 不变 练习1 高度、材料相同的实心长方体A和B放在水平桌面上,它们的大小如图所示。它们对桌面的压力分别为FA、FB ,压强分别为pA、pB 。关于它们的大小关系,下列说法正确的是( ) A.FA<FB　pA=pB B.FA>FB　pA=pB C.FA>FB　pA>pB D.FA=FB　pA<pB B 针对训练 考点二 液体压力、压强的判断 知识精讲 (1)首先确定压强,注意受力面积,根据公式 计算压力。当容器倒置、倾斜时,注意深度的变化,再判断压强、压力的变化。 (2)不同形状容器底所受压力、压强以及对支持面压力、压强的比较如下表所示。 容器 容器底受到的压强 p=ρ液gh p=ρ液gh p=ρ液gh 容器底受到的压力 F=pS, F>G液, 底大压力大 F=pS, F=G液 F=pS, F<G液, 底小压力小 对支持面的压力 F =G液+G容 对支持面的压强 典例剖析 例2 如图所示,水对试管底部产生的压强为　　　　Pa。如果将试管由竖直变为倾斜且与水平方向成30°夹角，则试管底部受到水的压强会　　　　（选填“增大”“减小”或“不变” ）。（取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3 ） 【解析】由图知，试管内水的深度：，水对试管底部产生的压强：1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa； 将试管由竖直改为倾斜且与水平方向成30°夹角时，试管内竖直方向的深度减小，由可知，试管底部受到水的压强减小。 答案：1000 减小 针对训练 练习2 如图所示,质量和底面积都相同的两个容器分别装有质量和深度均相等的甲、乙两种不同液体,甲液体的密度 乙液体的密度;甲容器对桌面的压强 乙容器对桌面的压强;甲容器底部所受液体的压强 乙容器底部所受液体的压强;甲容器底部所受液体的压力 乙容器底部所受液体的压力。(均选填“大于”“等于”或“小于”) 大于 等于 大于 大于 练习3 如图所示,向两支同样的试管中注入质量相等的甲、乙两种液体,发现液面在同一水平线上,可以判断出,甲液体的密度 乙液体的密度,甲液体对试管底部的压强 乙液体对试管底部的压强。 大于 大于 考点三 压强的计算 典例剖析 例3 郑州市地铁8号线工地上使用的大型工程车，若满载后的总质量为30 t，轮胎与地面接触的总面积约为0.5 m2，（g取10 N/kg）求： （1）该车满载时对水平路面的压力。 （2）已知柏油路面能承受的压强不得超过7×105 Pa，请通过计算说明该工程车会不会对路面造成损伤。 （3）请你从减轻对路面损伤的角度，提一条合理化的建议。 （1）在水平路面上，工程车对地面的压力等于工程车的重力，则该车对水平路面的压力为：30×103 kg×10 N/kg=3×105 N。 （2）工程车对路面的压强：6×105 Pa<7×105 Pa。 故该工程车不会对路面造成损伤。 （3）禁止超载，减小车辆对路面压强。 解： 针对训练 练习4 一位同学体重为600 N,自然站立在水平地面上,对地面压力为　 　N,双脚站立对地面的压强比行走时　 　;某沼泽地能承受的压强为2×104 Pa,这位同学与沼泽地的接触面积至少为 m2,才不会陷入沼泽地。 小 0.03 600 1．如图所示,几个完全相同的条形磁体叠放在水平桌面上。关于比较甲、乙两图中桌面受到的压力的大小,下列说法正确的是(　　) A.图甲中桌面受到的压力比图乙大 B.图乙中桌面受到的压力比图甲大 C.两图中桌面受到的压力相等 D.无法确定 C 课 堂 检 测 2．双脚站立在水平地面上的一位初中生,对地面的压强大约为(　　) A.1250 Pa B.2500 Pa C.5000 Pa D.12500 Pa D 3.在日常生活中经常要增大或减小压强。如图所示的实例中，可以减小压强的是（　　） D 4. 如图所示是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图像,若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成等高的实心圆柱体A、B,把它们并排竖放在水平地面上,则两圆柱体A、B对水平地面的压强之比是(　　) A.8∶1 B.4∶3 C.4∶1 D.1∶2 A 5. A、B 两个实心正方体的质量相等,密度之比ρA∶ρB = 8∶1,若按甲、乙两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上(如图所示),则地面受到的压力之比和压强之比分别是(　　) A.F甲∶F乙=1∶1, p甲∶p乙=1∶2 B.F甲∶F乙=1∶1, p甲∶p乙=1∶4 C.F甲∶F乙=1∶2, p甲∶p乙=2∶1 D.F甲∶F乙=8∶1, p甲∶p乙=1∶8 B 6.如图所示,有三个实心圆柱体甲、乙、丙,放在水平地面上,其中甲、乙高度相同,乙、丙的底面积相同,三者对地面的压强相等,下列判断正确的是(　　) A 7.在放假外出旅游时,小明发现所乘坐的汽车窗边放置有在紧急情况下使用的逃生安全锤,如图所示。这种逃生安全锤有一端设计成锥形,这样做的目的是通过　　　　受力面积的方法,从而　　　　压强来破坏玻璃窗逃生。(均选填“增大”或“减小”) 减小 增大 8.图钉尖的面积是5×10-8 m2,图钉帽的面积是1×10-4 m2,木块能承受的最大压强是6×108 Pa,手指至少要用　　　　N的力,图钉尖才能进入木块,此时手受到的力是______N,手受到的压强是　　　　Pa。 30 30 3×105 9.如图所示,有两组同样的砖,A 组一块,B 组两块。每块砖平放时的长*宽*高为4*2*1。A 组砖对地面的压力和压强分别为FA和pA,B 组砖对地面的压力和压强分别为FB 和pB ,则FA　 　　FB , pA　 　pB 。 (均选填“>”“=”或“<”)  < = 10.如图甲所示,钢制的圆柱展示台,底面积S=1 dm2,另一个为钢制的圆台零件,上底面积S1=3 dm2,下底面积S2=12 dm2。把零件分别按图乙和图丙所示的方式静置在展示台上,两物体的轴在同一直线上。图乙中零件对展示台面的压力为F1,压强为p1;图丙中零件对展示台面的压力为F2,压强为p2。F1　　　　F2,p1　　　　p2。(均选填“>”“=”或“<”)  = = $$