第5节 流体压强与流速的关系 （教学课件） 物理新教材人教版八年级下册

第九章 压强 第5节 流体与压强的关系 物理八年级下册 •人教版 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 通过实验观察和分析，能说出流体压强与流速的关系，并能用其解释生活中的相关现象。 02 科学思维 经历探究流体压强与流速关系的过程，能对实验现象进行分析、归纳，得出科学结论，初步形成科学推理和分析问题的能力。 03 科学探究 能设计简单的实验方案探究流体压强与流速的关系，会正确操作实验器材，收集实验数据，并对实验结果进行交流与评估。 04 科学态度与责任 认识到流体压强与流速的关系在生产生活中的广泛应用，体会物理知识的实用价值，培养将物理知识服务于人类的意识和社会责任感。 教学重难点 教学难点 教学重点 1.流体压强与流速的关系的探究过程及结论。 2. 运用流体压强与流速的关系解释生活中的现象。 1. 设计实验探究流体压强与流速的关系。 2. 理解飞机升力产生的原因，并能用流体压强与流速的关系进行解释。 课堂引入 唐代著名诗人杜甫的《茅屋为秋风所破歌》中写道：“八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅。”说的是大风掀走了茅屋的屋顶，你能解释为什么风大时能把屋顶掀走吗？ 通过本节课的学习，我们便能解释以上现象了。 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 手持一张纸条，纸条由于受到重力的作用，会自然下垂。如果在纸条上方朝水平方向吹气，你认为纸条会如何运动？ 纸条向上飘起来 提示 知识点1：流体压强与流速的关系 探究新知 思考：纸条为什么会飘起来呢？ 知识点1 流体压强与流速的关系 1.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。 知识点1：流体压强与流速的关系 探究新知 概念：物理学中，把具有流动的液体和气体统称为流体。 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。 知识点1：流体压强与流速的关系 探究新知 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】 知识点1：流体压强与流速的关系 探究新知 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】 知识点1：流体压强与流速的关系 探究新知 实验3：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。 乒乓球悬停在喇叭口，不掉落 吹气时，漏斗上方的空气流速比喇叭口空气的流速快 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 知识点1：流体压强与流速的关系 探究新知 【视频欣赏】 通过本节课的学习，我们便能解释以上现象了。 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 实验4：在水面上放两只小船，用水管向两船中间水域冲水 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】 知识点1：流体压强与流速的关系 探究新知 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。 知识点1：流体压强与流速的关系 探究新知 【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】 知识点1：流体压强与流速的关系 探究新知 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。 知识点1：流体压强与流速的关系 探究新知 （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 知识点1：流体压强与流速的关系 探究新知 （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。 知识点1：流体压强与流速的关系 探究新知 （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 知识点1：流体压强与流速的关系 探究新知 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。 知识点1：流体压强与流速的关系 探究新知 知识点1：流体压强与流速的关系 探究新知 【典例1】（25-26八年级上·北京延庆·期末）如图所示的是非洲草原犬鼠洞穴的横截面示意图，犬鼠的洞穴有两个出口，一个周围是平的（标记为A），另一个周围是隆起的土堆（标记为B），这样就能改善洞穴内的通风情况。当草原有风从左向右吹过时，下列说法正确的是（ ） A．B出口空气流速大，压强小，洞中气流从B出口进 B．B出口空气流速大，压强小，洞中气流从A出口进 C．A出口空气流速大，压强小，洞中气流从B出口进 D．A出口空气流速大，压强小，洞中气流从A出口进 B 【详解】风是流动的空气，掠过A口时，沿直线前进。掠过B口时，沿曲线前进。在相同时间内，掠过B口的空气通过的距离大，故B口的空气流速大。根据流体压强与流速关系可以知道，掠过B口的空气流速大，此处的气压比较小，故洞内空气从气压较大的A口流入，从气压较小的B口流出。故ACD错误，B正确。 知识点2 飞机的升力 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】 知识点2：飞机的升力 探究新知 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 知识点2：飞机的升力 探究新知 【视频讲解：飞机的升力】 知识点2：飞机的升力 探究新知 扩展性实验 知识点2：飞机的升力 探究新知 知识点2：飞机的升力 探究新知 【典例2】如图所示，飞机前进时，机翼与周围的空气发生相对运动，相当于气流迎面流过机翼，气流被机翼分成上、下两部分，由于机翼横截面的形状上下不对称，机翼上方气流的速度较 ，对机翼上表面的压强较 ；下方气流的速度较 ，对机翼下表面的压强较 。这样，机翼上、下表面就存在着 ，因而有压力差，产生升力。 大 小 大 小 压强差 知识点2：飞机的升力 探究新知 【典例3】（24-25八年级下·广东梅州·期中）小明在候机厅发现不同飞机机翼的形状一般不同，那么机翼的形状是否会影响飞机的升力呢？为此小明用硬纸板制作成厚度不同，长度和宽度相同的机翼模型进行了探究，如图所示，用竖直的金属杆穿过机翼模型，将模型挂在弹簧秤上，用可调速的风扇，距机翼模型相同距离，以不同的风速正对着模型吹风，分别读出弹簧测力计的示数，并进行多次实验，整理相关的数据如表。 知识点2：飞机的升力 探究新知 实验组别 机翼厚度 不同时速时弹簧秤的示数（N） 0m/s 1m/s 3m/s 6m/s 12m/s 1 2cm 9.5 8.5 7.1 5.1 2.9 2 4cm 10.0 8.6 6.3 3.1 0 3 6cm 11.0 9.1 6.1 2.5 0 知识点2：飞机的升力 探究新知 (1)用电风扇正对着机翼模型吹风，模型上表面凸起，空气流速快、压强 ，形成一个向 的压力差，故电风扇的风速越大，弹簧秤的示数越 ； (2)第1组实验中，当风速为6m/s时，机翼模型受到的升力为 N； (3)根据表格数据，分析机翼模型的升力和机翼厚度之间的关系：在机翼长度和宽度都相同时。机翼厚度越大，产生的升力越 。 小 上 小 4.4 大 知识点2：飞机的升力 探究新知 （2）第 1 组实验中，当风速为0m/s时，弹簧秤的示数9.5N等于机翼模型的重力G。当风速为6m/s时，弹簧秤的示数为5.1N，机翼模型受到的升力 （3）三次实验中，速度为1m/s时的升力分别为9.5N-8.5N=1N 10.0N-8.6N=1.4N 11.0N-9.1N=1.9N 三次实验中机翼长度和宽度都相同，机翼的厚度不同，机翼的厚度越大，产生的升力越大，故结论为：在机翼长度和宽度都相同时，机翼厚度越大，产生的升力越大。 课堂小结 流体压强与流速的关系 流体压强与流速的关系 飞机升力产生的原因 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力差 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 探究新知 课堂练习 课堂练习 探究新知 1．王伟老师经常引导学生利用身边的生活用品做实验，通过动手动脑，学习物理知识，揭示物理规律。如图所示的实验不是揭示流体压强与流速关系的是（　　） C 课堂练习 探究新知 A 2．无风的天气，汽车在马路上快速驶过，马路两边原来静止的树叶会随车飘动。如图所示，汽车快速向左行驶的过程中，马路两边的树叶会（   ） A．向A方向飘动 B．向B方向飘动 C．向C方向飘动 D．条件不足，无法判断 课堂练习 探究新知 C 3．（2025·贵州黔东南·三模）学习了“流体压强”的知识后，聪明的小明做了如下的实验，他用3D打印机制作了四种模型，分别固定在支架上如图所示，其中能获得向上升力的是（　　） 课堂练习 探究新知 4．（24-25八年级下·辽宁沈阳·期末）下列实例或设计中，能主要利用流体压强与流速的关系解释的是（    ） A．甲图：用吸管喝饮料 B．乙图：高铁站站台的安全线 C．丙图：卫生间地漏设计 D．丁图：盆景自动供水装置 B 课堂练习 探究新知 5．（24-25八年级下·福建福州·期中）如图所示是中国科技馆的“球吸”展项，当向两球中间吹气，两球会相互靠拢，出现“球吸”现象。这是因为吹气时，两球间（    ） A．流速大压强小 B．流速小压强小 C．流速大压强大 D．流速小压强大 A 课堂练习 探究新知 D 6．（24-25八年级下·广东惠州·期中）如图是某同学分析飞机如何获得升力时所画的示意图。下列说法正确的是（   ） A．飞机获得升力利用了流体流速大的位置，压强大的原理 B．机翼受到空气向上的压力小于向下的压力 C．根据所知原理可推理出机翼下方空气流速小，压强小 D．根据机翼上凸下平，分析出机翼上方空气流速大，压强小 课堂练习 探究新知 小 7．（2025·河北石家庄·模拟预测）1912年秋天，当时世界上最大的远洋轮船之一奥林匹克号在大海上全速前进，另一艘比它小得多的豪克号军舰沿着与它的航线几乎平行的方向疾驶，两艘船最初相距100米左右，随后互相靠近，如图所示。突然豪克号偏离了自己的航线向奥林匹克号冲去，最后与奥林匹克号相撞。造成这一事故的原因是，两艘船几乎平行疾驶时，两艘船间水流速大，压强 ，船两 侧存在压强差，因而有压力差，使两船相撞；站 在疾驶的奥林匹克号上的船员，相对于____________ 是静止的。 奥林匹克号轮船 课堂练习 探究新知 8．如图甲所示，往吸管B中吹气，可以看到吸管A中的水面升高，由此可知：在空气中，流速大的地方，压强 。图乙所示的是普通列车经过车站站台时的安全线，而高铁站台前也有一条安全线，根据所学知识，你认为高铁站台前的安全线与高铁列车间的距离应 （选填“更大”“更小”或“一样”）。 小 更大 课堂练习 探究新知 大于 9．（24-25八年级下·上海黄浦·期末）电动车遮阳伞存在安全隐患。 (1)遮阳伞可以看成如图所示模型。当电动车快速行驶时，伞面上方空气流速 伞面下方空气流速，因此伞面上方受到的气体压强_____伞面下方受到的气体压强（均选填“大于”、“小于”或“等于”）。 (2)当电动车高速行驶时对路面的压力 其静止时对路面的压力（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 小于 小于 10．（23-24八年级下·广东茂名·期末）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 （前两空均选填“大于”“小于”或“等于”）机翼下方空气的压强，从而产生一个向上的升力；如果无风时测力计的示数为，有风吹过时测力计的示数是，那么产生的升力是 。 课堂练习 探究新知 大于 小于 20 课后作业 探究新知 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练习与应用” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 物理八年级下册 •人教版 $