第八章 5.第五节 流体压强与流速的关系（讲解课件）-【优翼·学练优】2024-2025学年八年级物理下册同步备课（北师大版2024）

第八章 压强和浮力 第五节 流体压强与流速的关系 观察与思考 雄鹰和飞机都能在空中飞行，是什么力将它们托起来了呢？ 学习目标 初步了解流体压强与流速的关系。(重点) 1 了解流体压强规律的应用。 2 流体压强及其变化规律 流体 水 空气 在物理学中，像液体和气体这样没有一定的形状且有流动性的物质，统称为流体。 我们已经学习了液体内部的压强及大气压强，它们都是流体静止时的压强，那么它们处于流动状态时的压强又如何呢？ 流体压强及其变化规律 实验1： AB是一段内径大小不均匀的玻璃管，它与左侧的蓄水容器相连，玻璃管较粗和较细的部分各接有一根竖直细玻璃管。关闭阀门K，将水注入蓄水容器中，观察竖直细玻璃管中水面的高度，你看到了什么现象？打开阀门K，你又观察到了什么现象？ A B K 流体压强及其变化规律 实验1： 现象： 关闭阀门K，将水注入蓄水容器中，此时蓄水容器与两根竖直细玻璃管构成了连通器，因此蓄水容器与两根竖直细玻璃管玻璃管的液面总保持相平； 打开阀门K，水流动时，水平细管中水的流速较大，水平细管上方的竖直细玻璃管中水柱的高度较低。 A B K 流体压强及其变化规律 手拿小纸条，在纸条上方水平吹气，我们发现小纸条往上飘了起来。 这说明在纸条的上方吹气，上方空气流速增大，空气产生的压强会减小。而纸的下方没有吹气，流速小，压强比纸上方的压强大，纸的上、下方存在压强差，因而存在向上的压力差，所以纸会向上运动。 实验2： 拿两张纸，让其相互靠近，在中间往下轻轻吹气，我们发现纸互相靠近。 这说明纸中间往下吹气，中间空气流速增大，空气产生的压强会减小。而纸的两侧空气流速小，两侧压强比中间压强大，纸因压力差而互相靠近。 实验3： 吹气 流体压强及其变化规律 流体压强及其变化规律 通过漏斗向下吹气，乒乓球不会掉下来。 这说明漏斗口往下吹气，乒乓球上方空气流速增大，空气产生的压强会减小。乒乓球下方空气流速小，压强大，乒乓球因上下压力差而不掉下来。 实验4： 流体压强及其变化规律 流体压强与流速的关系 演示：流体压强与流速的关系 流体压强及其变化规律 流体压强与流速的关系 大量实验表明： 流体流动时，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。 生活中还有哪些跟流体压强相关的例子？ 流体压强及其变化规律 流体压强与流速的关系相关实例 乒乓球运动员或足球运动员可以让球沿各种弧线运动，只要让球一边旋转，一边前进就可以了。这是因为球旋转时，在球的转动方向与前进方向相同的一侧，空气相对于球的流速小；在另一侧球的转动方向与前进方向相反，空气的相对流速大。于是就产生一个从流速小的地方指向流速大的地方的侧向力，使球的运动轨迹弯曲，形成所谓的弧圈球或香蕉球。 1. 弧圈球和香蕉球 流体压强及其变化规律 流体压强与流速的关系相关实例 2.草原鼠的空调洞穴 非洲草原犬鼠洞穴的横截面示意图 当有风吹过时，圆形土堆处的空气流动速度比平口处快，压强较小，地面上的风就会在大气压的作用下从平口进入犬鼠的洞穴沿圆形土堆口流出，从而给犬鼠带来习习凉风。 思考 火车经过时，周围空气流速大，压强小，如果乘客靠得太近，容易被“吸进去”发生危险 在火车站或地铁站的站台上，乘客必须站在安全线以外的地方候车，这是为什么？ 思考 由于空气高速旋转，龙卷中心气压极度减小，远小于大气压强。由于气压差，在龙卷风周围的物体，被“吸”向龙卷风。 为什么龙卷风的破坏能力那么强？ 流体压强及其变化规律 利用流体压强解决下列问题 对准两个乒乓球中间吹气。 对准插在水中的吸管吹气。 如何让乒乓球相互靠近？ 如何从吸管中喷出水雾？ 流体压强及其变化规律 利用流体压强解决下列问题 对着乒乓球上方吹气。 如何让硬币会跳起越过前方格尺？ 如何使杯中的乒乓球跳出？ 对着硬币上方沿着与桌面平行方向吹气。 例 无风的秋天，汽车在马路上快速驶过，马路两边原来静止的树叶会随风飘动，如图所示，汽车快速向左行驶过程中，马路两边的树叶会沿着A、B、C、D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．向D方向飘动 A 流体压强规律的应用 几十吨的飞机为什么能在空中飞行？ 秘密就在于机翼 流体压强规律的应用 飞机获得升力的原因 上方流速快，压强小 下方流速慢，压强大 p（合压强） 机翼上下表面存在压强差 由于飞机的机翼都是上凸下平的形状，所以机翼上方空气流动速度比下方的大。我们知道，流体流动时，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。所以机翼下方气流压强比上方气流压强大，向上的压力大于向下的压力。这两个压力的合力就是作用在机翼的向上的力，这个力叫作举力或升力。 流体压强规律的应用 水翼船 水翼船的船身下面装有水翼，其截面形状与飞机的机翼相似，也是上面的弯曲程度比下面大。水翼船靠船尾部的螺旋桨提供前进的动力。当水翼船达到一定的速度时，水对水翼船产生足够的举力（升力），使船不再吃水而处于水面之上，这时船受到的阻力大大减小。 流体压强规律的应用 现在请解释：航海规则规定两艘轮船不能近距离同向航行的原因！ 两艘船靠得太近，中间的水流速大，压强小，两艘船容易相撞 课堂小结 随堂训练 1. 你是否有这样的经历：撑一把雨伞行走在雨中，如图所示，一阵大风吹来，伞面可能被“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” B.伞上方的空气流速大于下方 C.伞上方的空气流速等于下方 D.伞上方的空气流速小于下方 B 随堂训练 2．如图所示，当从管的一端吹气时，A管中的液面会下降，B管中的液面会上升。下列现象产生的原理与此实验原理不同的是（　　） A．大风把茅草屋顶掀翻 B．高铁错车时，会自动向中间靠拢一些 C．用抽水机把井中的水抽上来 D．外面刮风时窗帘飘向窗外 C 3．一辆轿车在水平平直公路上高速行驶，如图所示（　　） A．轿车上表面空气流速小压强大 B．轿车上表面空气流速大压强小 C．轿车行驶过快，可能飞离地面 D．轿车对地面的压力等于重力 B 随堂训练 随堂训练 4．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．烧杯中吸管外的水面上气体的压强变大 D．烧杯中吸管外的水面上气体的压强变小 B 100111021000101210101002100010021010010210000012100011121001111210011102 Lavf58.50.100 $$