6.6 流体压强与流速的关系（课件）-【上好课】2024-2025学年八年级物理下册同步精品课堂（沪科版（五四学制）2024)

沪科版（五·四学制） 八年级下册 第6章 密度与压强 6.6 流体压强与流速的关系 如图 6-6-1 所示，地铁站的候车区一般安 装有安全玻璃墙，或在地面上标有黄线，称为安 全线。当地铁列车进站的时候，车站的工作人 员都会提醒人们注意站在安全线以外，这是为什么呢？ 情景引入 雨伞在起风时为什么有它被上吸的感觉？ 龙卷风为什么能把地面上的物体卷入空中？ 情景引入 01 02 03 04 05 CONTENTS 流体压强规律的应用 气体压强与流速的关系 液体压强与流速的关系 *飞机的升力 PART ONE 气体压强与流速的关系 液体和气体没有一定的形状，都具有流动性，因此统称为流体。流体流动时产生的压强称作流体压强。 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。 提出问题：流体产生的压强与流速有什么关系？ 猜想与假设： 活动 在两支筷子中间放上两只乒乓球，用吸管向中间吹气 p1 p2 现象：开始时两个小球不动，用吸管吹气时，小球运动，两球都是向中间靠拢 接气泵 结论：气体在流速大的地方压强较小， 在流速小的地方压强较大。 实验装置 演示实验 如图 6-6-3 所示，手持两张纸并使它 们自然下垂且靠近，向两张纸之间的空隙中吹气，简述观察到的现象。 自由活动 吹气使得两张纸之间的空气迅速流动，两张纸相互靠拢，说明它们之间的空气压强变小了。 做下面三个实验：使劲吹气，猜想下硬币、纸条、乒乓球会怎样运动？ 你们能解释其原理吗？ 例题1. 如图所示，把长约20cm的饮料吸管从中部剪开（但不要彻底剪断）并弯折过来，将其中一段吸管a插在盛水的烧杯中，从另一段吸管b的管口用力吹气，水将从a管的管口喷出，且呈雾状，这是因为吹气时（　　） A．a管上端附近气体的压强变大 B．a管上端附近气体的压强变小 C．烧杯中水面上气体的压强变大 D．烧杯中水面上气体的压强变小 B PART TWO 液体压强与流速的关系 图 示 记录实验现象 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。 υ大 υ小 υ小 p大 p大 p小 分析实验现象 横截面积大的位置流速小，横截面积小的位置流速大。 实验分析 水流动时，水平管粗细不同，但流量是相同的，故三段水平管中水的流速是不同的，粗管中的水流速小，细管中的水流速大。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=ρgh，也就是说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。 实验结论 在液体中，流速较大的位置压强较小，流速较小的位置压强较大。 图 6-6-2 中，水从左边蓄水容器流向下方的 水平玻璃管。由于相同时间内同一管中不同截面 处水的流量是相同的，因此水平玻璃管横截面积 较大处水的流速小，横截面积较小处水的流速大。 蓄水容器内的水从下方的玻璃管中流出时，竖直 细管中液面有高有低。这是为什么？ 自由活动 水从下方的玻璃管中流出时，竖直细管中的 液面高低不同，细管中液面越高，对应下方玻璃 管内液体的压强越大。c 管下方的液体流速大，压强小；a 管下方的液体流速小，压强大。 大量实验表明：流体压强与流速有关，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。 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。 例题2.如图所示，一圆形水管左粗右细，a、b为粗管和细管中同一水平面上的点，水管中有一气泡，随水向右快速运动，气泡经过a、b两点时体积大小的比较，以下分析正确的是（ ） B A. a点时大 B. b点时大 C. 一样大 D. 均有可能 PART THREE 流体压强规律的应用 流体压强和流速的关系应用十分广泛。文丘里流量计是一种测量有压管道流量的装置，常用于测量空气、天然气、水等流体的流量。图 6-6-4 所示是文丘里流量计的结构示意图，流体在通过流量计时局部收缩，从而使流速增大，压 强减小，因此流体在截面 1 和截面 2 处有压强差，通过测量压强差来测量流量大小。 生活中有关流体压强与流速关系的现象： (1)航海规则为什么规定,两艘轮船不能近距离同向航行？ 这是因为当两船并行时，两船内侧水的流速大于两船外侧水的流速，造成内侧水的压力小于外侧水的压力，进而使两船逐渐靠拢，酿成海难事故。 (2)草原犬鼠的“空调”洞穴 犬鼠的洞穴有两个出口，一个是平的，另一个则是隆起的土堆。这是为什么呢？ 风从地表吹过，在平直洞口处流速小，压强大；在凸起洞口处流速大，压强小，两个洞口间具有压强差，在洞穴内产生风。 喷雾器 (3)喷雾器原理 打气 小孔 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。 (4)在火车站台，为什么不能站在安全线以内？ V 空气流速快 空气流速慢 空气压强大 空气压强小 如图所示，火车进站时，速度仍然很大。离车体越近的空气流动速度越大，压强越小。离车远的空气流动速度小，压强大。如果人站在安全线以内，压力差会把人压向火车。 跑车车身形状和机翼类似，高速飞驰时，如果产生向上的力就会发飘，会造成行驶不稳定。 (5)跑车的尾翼 车尾翼板象“装反了的机翼”,上方压强大于下方,给车身向下的较大压力，既增加了稳定性，加大了与地面摩 擦，增大了动力。 (6) 踢足球中的“香蕉球” 由于气体的流速越大，压强越小。罚“香蕉球”的时候，足球一边向前飞行一边不断地旋转，两侧空气的流动速度不一样，它们对足球所产生的压强也不一样，于是，足球在空气压力的作用下，被迫向空气流速大的一侧转弯了。 PART FOUR *飞机的升力 飞机的升力 1.机翼上下表面的压强差是产生升力的原因。 机翼的形状：底平上凸. 在相同的时间里机翼上方气流通过的路程长，空气流速比下方大，气流在机翼上表面产生的压强小于在下表面的压强。机翼上下表面的压强差使飞机产生了向上的升力。 下方流速慢，压强大 上方流速快，压强小 2.鸟类的翅膀横截面与飞机机翼很相似 聪明的动物世界——灰雁 生活在欧洲的灰雁,如果天气情况很恶劣时，空气流动很大，且非常不稳定，它需要降低高度以摆脱这种不利的状况。请同学们帮它想想办法，它怎样才能迅速的降低高度呢？ 身体完全翻转过来，倒立飞行 物理学的分支——流体力学是在人类生活实践中发展起来的一门学 科，主要研究作用于静止或运动流体中各种力的关系。它既包含自然科学的基础理论，又涉及工程技术的实际应用。流体力学的相关理论广泛 应用于航空、航天、大气、海洋、航运、土木、医学、地质、给排水、 石油、化工、能源和交通等众多领域。 流体力学可分为流体静力学、流体动力学、空气动力学等，其中空 气动力学对航空航天工程具有至关重要的作用。我国科学家钱学森（图 6-6-6）和郭永怀（图 6-6-7 ）均为空气动力学的基础理论及相关工程 技术实践做出了世界公认的开拓性工作。 科学与人文 “两弹一星功勋奖章”获得者， 我国近代力学和系统工程理论与应用 研究的奠基人和倡导人，被誉为“中国航天之父”。组织领导我国火箭、 导弹和航天器的研究发展工作，为我国航天事业和国防事业的迅速发展作 出了卓越贡献。 “两弹一星功勋奖章”获得者，我 国近代力学事业的奠基人之一。先后领 导、参与“两弹一星”研制和试验工 作，解决了核弹研制和试验中力学方面 的许多重大难题，在推动核武器发展方 面有着突出贡献，在核弹、导弹、地球 卫星三个领域都作出重大贡献。 流体中存在不规则的起伏和扰动，称为湍流。求解湍流问题会遭遇 超乎想象的数学困难。我国科学家周培源（ 1902—1993）为湍流模式理 论做出奠基性的工作。湍流至今仍然是未被解决的流体力学难题。 1 ．下列所描述的现象中，不能用流体压强与流速的关系解释的是 ( ) A ．飞机机翼上凸下平 B ．铁路站台上设立的安全线 C ．开车时打开天窗，车内的废气会被排出 D ．拦河大坝修建得上窄下宽 课堂练习 D 2 ．假期小明全家坐高铁去旅游，在站台等待列车时，站台的乘务人员让旅客在安全线后面候车，是因为列车进站时车体附近 ( ) A ．空气流速小，压强小 C ．空气流速小，压强大 B ．空气流速大，压强大 D ．空气流速大，压强小 D A ．遮阳伞上边空气流速小，压强大，伞面被向下压 B ．遮阳伞上边空气流速大，压强小，伞面被向上吸 C ．遮阳伞下边空气流速大，压强小，伞面被向上吸 D ．遮阳伞下边空气流速小，压强小，伞面被向下压 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（如图所示）虽能遮挡阳光，但存在安全隐患。当电动车快速行驶时，下列说法正确的是 ( ) B 4 ．小明采用“向漏斗口吹气，观察乒乓球运动状态”的方法来探究流速对流体压强的影响。下列方案中不合理的是 ( ) . . . A ．竖直向上吹气 B ．斜向下吹气 C ．竖直向下吹气 D ．水平向左吹气 A 5 ．如图所示，将两个气球用细线悬挂起来。当用力向两个气球中间吹气时，会发生的现象是 ( ) B ．两气球向中间靠拢 D ．B 气球不动，A 气球向外飘开 A ．两气球向两边分开 C ．A 气球不动，B 气球向外飘开 B 6 ．如图是草原犬鼠洞穴的横截面示意图。它有两个出口，当风吹过隆起洞口A 表面时，风速较大，吹过平坦洞口 B 时，风速较小，从而给洞中的犬鼠带去凉风。则下列有关洞内风 向分析正确的是 ( ) B ．风总是从 B 口吹入，A 口吹出 D ．风有时从 A 口吹入，有时从 B 口吹入 A ．风总是从 A 口吹入，B 口吹出 C ．风总是从 A 、B 口同时吹入 B 7．在学校举办的科技运动会上，水平抛出一个飞盘，快速前进的飞盘越升越高。从侧面看，飞盘的形状应为下图中的 ( ) A . C . B . D . A 课堂小结 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING $$