第五节 流体压强与流速的关系（教学课件）物理新教材北师大版八年级下册

第八章 8.5 流体压强与流速的关系 八年级下·物理（北师大·2024） 目录 CONTENT 教学目标 FIRST PART 01 教学内容 SECOND PART 02 练习思考 THIRD PART 03 课后作业 FOURTH PART 04 教学目标 1. 了解流体压强与流速的基本概念，掌握流体压强与流速之间的关系，即流速越大的位置压强越小。 2. 通过观察和分析实验现象，引导学生归纳出流体压强与流速关系的初步规律，并能运用这一规律解释自然界和生活中的有关现象。 课堂引入 唐代大诗人杜甫于《茅屋为秋风所破歌》中吟道：“八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅。”此述秋风肆虐，竟将茅屋顶掀翻。试问，为什么狂风能将屋顶轻易卷走？ 通过本节课的学习，我们便能秋风为什么能掀翻屋顶，乒乓球为啥不回掉落的原因了。 用手掌托着乒乓球，将乒乓球放置在倒扣过来的漏斗中，用嘴对准漏斗口向下用力吹气，与此同时缓缓放开托着乒乓球的手。 你观察到了什么奇妙的现象？为何乒乓球竟在漏斗下方稳稳地悬浮，而不会掉落下来呢？ 【视频欣赏】 课堂引入 第5节 流体压强与流速的关系 知识点1 流体压强及其变化规律 1.流体：物理学中，像液体和气体这样没有一定的形状且具有流动性的物质，统称为流体。 流动的溪水 微风吹动的蒲公英 思考：流体压强大小与什么因素有关呢？ 流体产生的压强，我们称为流体压强。 一、流体压强及其变化规律 2.现象探究：流体压强与流速的关系 提出问题：流体产生的压强与流速有什么关系？ 猜想与假设： （1）流体的压强与流动速度无关 （2）流体的压强与流动速度有关 ①流速越快，产生的压强越小；反之，流速越慢，压强越大。 ②流速越慢，产生的压强越大；反之，流速越快，压强越小。 一、流体压强及其变化规律 实验1：手握如图两张纸，让纸自由下垂，在纸的中间向下吹气。 两张纸向中间靠拢 两张纸向中间靠拢，说明两纸内侧受到气体的压强变小，吹气前后外侧受到气体的压强不变，纸在压力差作用下向中间靠拢。 现象观察 现象分析 实验结论 流速越快的地方，压强越小，流速越慢的地方，压强越大 【视频欣赏】 一、流体压强及其变化规律 实验2：在两支笔中间放上两个乒乓球，用吸管向中间吹气。 两个乒乓球向中间滚动 两个乒乓球向中间滚动，说明两球内侧受到气体的压强变小，吹气前后两球外侧受到气体压强不变，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滚动。 现象观察 现象分析 实验结论 流速越快的地方，压强越小，流速越慢的地方，压强越大 【视频欣赏】 一、流体压强及其变化规律 实验3：把一条纸条放在嘴边，用力从纸条上方向前吹气。 纸条向上飘起来 纸条飘起来，说明纸条上方气体压强变小，吹气前后下方压强不变，压力差推动纸条向上运动。 现象观察 现象分析 实验结论 流速越快的地方，压强越小，流速越慢的地方，压强越大 一、流体压强及其变化规律 实验4：在水面上放两只小船，用水管像两船中间水域冲水 两船向中间靠拢 两船向中间靠拢，说明内侧受到水的压强小，冲水前后，两船外侧受到的压强不变，船在压力差的作用下向中间靠拢 现象观察 现象分析 实验结论 流速越快的地方，压强越小，流速越慢的地方，压强越大 【视频欣赏】 一、流体压强及其变化规律 归纳总结 在气体或液体中，流速越快的地方，压强越小；流速越慢的地方，压强越大。 此结论亦称“伯努利原理”，系由瑞士杰出物理学家、数学家及医学家丹尼尔·伯努利于1738年所提出。他运用能量守恒定律阐释流体流动现象，推导出了流体动力学的基本方程，后世尊称为“伯努利方程”，并据此提出了“流速增大则压强减小”的伯努利原理。伯努利家族，三代之中涌现八位科学家，其后裔逾百二十人可考，于数学、科学、技术、工程乃至法律、管理、文学、艺术等领域皆享有盛誉。 一、流体压强及其变化规律 【视频讲解：探究气体流速与压强的关系】 【视频欣赏】 探究液体流速与压强的关系 【视频欣赏】 一、流体压强及其变化规律 3.生活中流体压强与流速相关的现象 （1）气流喷壶 喷壶 分析：喷雾器小孔设计精细，气体流出时流速加快，导致压强减小，而容器内液面上方空气压强相对较大，促使液体沿细管上升。液体自管口流出后，受气流冲击作用，被细化成雾状。 一、流体压强及其变化规律 （2）站台安全线 分析：火车或地铁进站时，会加速人与车之间空气流速。依据流体压强与流速原理，外侧空气流速慢则压强大，内侧流速快则压强小，形成向内侧的压强差，易将人推向火车，构成安全隐患。 地铁站台的安全线 火车站台的安全线 一、流体压强及其变化规律 （3）风沿墙面吹过时窗帘飘向窗外 分析：风刮过时，室外空气流速加快，压强减小，而室内空气流速很慢，压强较大，窗帘在室内、外压力差的作用下被“推向”窗外。 一、流体压强及其变化规律 （4）香蕉球 分析：足球在飞行时快速旋转，旋转带动球面附近的空气一起流动，在旋转气流方向和迎面气流方向相同的一侧，形成相对低压区，另一侧形成相对高压区，足球在两侧压力差的作用下发生偏转，沿弧线前进 一、流体压强及其变化规律 流速快慢的分析技巧 先定流速快慢，后定压强大小。 流速快慢的分析：自然流动的空气和水，一般是在较宽阔的地方流速小，较狭窄的地方流速大；运动物体引起的气体或液体的流动，运动的物体周围流速快，其他地方流速慢，凸起的地方流速快，平缓的地方流速慢。 一、流体压强及其变化规律 【典例1】如图所示，在蓄水槽中装入一定量的水，蓄水槽与一根粗细不均匀的管道相连，在管道的不同部位分别装有底部连通的竖直管A、B、C。当阀门关闭，水处于静止状态时，A、B、C三根管中水柱的高度 关系是 （选填“相等”或“不相等”）；当阀门打开， 水流动时， （选填“A”“B”或“C”）管中的水柱最低。 相等 一、流体压强及其变化规律 B [1]当阀门关闭，三根管子构成连通器，当水处于静止状态时，根据连通器的原理，可知三根管中的水柱高度相等。 [2]由于流体流速越大的地方压强越小，则当阀门打开水流动时，B管底部管道面积最小，水的流速最大，压强最小，水的高度最低。 知识点2 流体压强规律的应用 国产C919大飞机 数十吨重的飞机何以翱翔？皆因巧妙运用流体压强原理。 【视频欣赏】 1. 飞机升空的原理 二、流体压强规律的应用 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 机翼上、下表面的压强差是产生升力的原因。 飞机起飞前，需在跑道上滑行一段距离。滑行过程中，空气相对于飞机向后流动。机翼上凸下平的设计导致上方空气流速加快，压强减小，形成上下压强差，进而产生升力，助力飞机升空。 大 二、流体压强规律的应用 【视频讲解：飞机的升力】 二、流体压强规律的应用 【典例2】某科技馆内有一个风洞实验室。如图所示，一架飞机模型固定在测力计的秤盘上，当有风对着机头吹过时，测力计的示数会发生变化。 这是因为风吹过飞机时，机翼上方空气的流速 机翼下方 空气的流速，使得机翼上方空气的压强 机翼下方空气的 压强，从而产生一个向上的升力。（均选填“大于”“小于”或“等于”） 【详解】[1][2]当有风对着机头吹过时，流过机翼上方的空气流速大，压强小，流过机翼下方的空气流速小，压强大，即机翼上方空气的流速大于机翼下方空气的流速，使得机翼上方空气的压强小于机翼下方空气的压强，从而产生一个向上的升力，所以测力计的示数减小。 大于 二、流体压强规律的应用 小于 二、流体压强规律的应用 2. 水翼船 如图所示，水翼船的船体下面装有水翼，翼展与船体宽度大体相同。水翼的截面形状上面弯曲程度比下面的大；水翼船在高速行驶的过程中，水翼上方的水相对于水翼下方的水流速大、压强小。当水翼船达到一定速度时，水对水翼船产生足够的举力(升力)，使船体不再吃水而处于水面之上.这时船受到的阻力大大减小，有利于船高速行驶. 水翼船 二、流体压强规律的应用 【典例3】如图所示是一种水翼船，船体下安装了水翼，当船在高速航行时，水面下的水翼会使船身整体抬高离开水面，从而减小水对船的阻力。则水翼安装正确的是（　　） 【详解】依据伯努利原理，在流体中，流速大的地方压强小。水翼设计为一面为凸面，流经凸面一侧水流流速较快，压强较小，另一面为平面，流经平面的水流流速较慢，压强较大；要使在高速航行时的船身整体抬高，则水翼上面压强应该小，下面压强应该大，并且两个水翼的安装情况应当相同，不然两个水翼受到的作用力方向相反，不能使船身整体抬高离开水面。所以船体下安装的两个水翼，上面都应该为凸面，下面都应该为平面。故B正确，ACD错误。 B 课堂小结 流体压强与流速的关系 流体压强与流速的关系 规律应用 在气体和液体中，流速越大的位置压强越小 飞机升空、水翼船 应用的实例 橡胶球、气流喷壶、火车站站台安全线、过堂风等 课堂小结 课堂练习 1．下列有关飞机升力的产生，说法正确的是（　　） A．是由于发动机的动力产生的 B．是因为机翼的上下方气流速度不同，使机翼上下表面存在压强差 C．是因为飞机高速运动产生的，任何物体，只要在空气中高速运动都会获得升力 D．是因为飞机起飞时受到的惯性力产生的 B 课堂练习 2．下列现象不能用流体压强与流速的关系来解释的是（　　） A 课堂练习 A．图甲所示装有液体的玻璃管，底部和侧壁的橡皮膜往外凸起 B．图乙所示向 B 管中吹气，可以看到A 管中的水面上升 C．图丙所示地铁站台边，人必须站在安全黄线以外的区域候车 D．图丁所示飞机升力的产生原因 3．如图所示，将汽车模型放在风洞中，固定在水平地面不动，让风（流动的空气）高速地迎着汽车模型吹，模拟汽车在空气中高速运动的情景。在此情景中，下列说法正确的是（　　） A．汽车模型上方的气体流速小，压强小 B．汽车模型下方的气体流速大，压强大 C．降低风速，汽车模型对地面的压力增大 D．提高风速，汽车模型对地面的压力增大 C 课堂练习 【详解】AB．流速大的地方压强小。汽车模型上方的气流相对于下方的气流在相同时间内走过的距离大，流速快。因此汽车模型上方的气体流速大，压强小。故AB错误； CD．流速大的地方压强小。提高风速，汽车模型受到的升力增大，对地面的压力减小；降低风速，汽车模型受到的升力减小，对地面的压力增大。故C正确，D错误。 4．下列现象不能用流体压强与流速关系来解释的是（　　） C 课堂练习 A．图甲，飞机升力的产生 B．图乙，向两纸中间吹气，纸向中间靠拢 C．图丙，向玻璃管中装液体，橡皮膜凸起 D．图丁，在安全线外等车 5．如图所示，自来水龙头与玻璃管相连，玻璃管1、2处粗细不同的位置上分别有竖直玻璃细管C、D与其连通。打开水龙头，待水流稳定后，下列说法正确的是（　　） A．管内1、2两点处的流速v1>v2 B．C管中的水面低于D管中的水面 C．此实验说明流体流速越快，流体压强越小 D．飞机机翼获得升力，就是利用机翼上下流体流速不同，有压强差产生的 CD 课堂练习 自然流动的空气和水，一般是在较宽阔的地方流速小，较狭窄的地方流速大；运动物体引起的气体或液体的流动，运动的物体周围流速快，其他地方流速慢，凸起的地方流速快，平缓的地方流速慢。 6．如图所示，是小安同学自制的实验装置，他将两个空矿泉水瓶放置在两支圆柱形木棍上，然后向矿泉水瓶中间吹气，会看到矿泉水瓶相互靠近，这是由于两瓶间空气流速 ，压强 而造成的。（均选填“大”或“小”） 大 课堂练习 小 【详解】[1][2]没有吹气时，两矿泉水瓶中间和外侧的压强相等，当向矿泉水瓶中间吹气时，两矿泉水瓶中间的空气流动速度增大，压强减小，两矿泉水瓶外侧的压强不变，两矿泉水瓶受到向内的压强大于向外的压强，受到向内的压力大于向外的压力，两矿泉水瓶在压力差的作用下相互靠近。 7．中华文化博大精深，关于竹蜻蜓的最早记载见于晋朝葛洪所著的《抱朴子》一书中，竹蜻蜓的原理如图（2）所示：当旋转时，流过叶片上方的气流速度较 ，叶片上下表面产生压强差，形成对叶片向上的压力差，使竹蜻蜓飞行。请在图（1）中画出竹蜻蜓所受重力的示意图。 快 课堂练习 G 作业 内容 同步作业 完成课后“自我检测”练习 自主安排 配套同步分层作业 课后作业 38 2025 Thank you for watching! 谢谢观看 $$