2.第2节 大气压强(3)——流体压强与流速的关系-【拓展与培优】2025-2026学年新教材八年级下册科学（浙教版·新教材）

科学八年级下册 第2节大气压强(3)一流体压强与流速的关系 一、定义 流体：物理学中把没有一定形状、且很容易流动的液体和气体统称为流体。如：空气、水。 二、流体压强与流速的关系 气体流速大的位置压强小：流速小的位置压强大。液体也是流体。它与气体一样，流速大的位置压强 小；流速小的位置压强大。轮船的行驶不能靠得太近就是这个原因。 总之，对于流体来说，流速越大的位置压强越小，流速越小的位置压强越大。 三、生活中跟流体的压强相关的现象 (1)窗外有风吹过，窗帘向窗外飘； (2)汽车开过后，路面上方尘土飞扬； (3)踢足球时的“香蕉球”； (4)打乒乓球时发出的“旋转球”等。 四、生活中与流体压强相关问题的解答方法 在实际生活和生产中有许多利用流体压强跟流速的关系来工作的装置和现象，如飞机的机翼形状、家 用煤气灶灶头工作原理、小汽车外形的设计等。利用这些知识还可以解释许多常见现象，如为什么两艘船 不能并排行驶、列车站台上要设置安全线等。 方法指南：(1)首先要弄清哪部分流速快，哪部分流速慢； (2)流速快处压强小，压力也小，流速慢处压强大，压力也大； (3)流体受压力差作用而产生各种表现形式和现象。 例1如图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，一个是平的，而另一个则是 隆起的土堆，生物学家不是很清楚其中的原因，他们猜想：草原犬鼠把其中一个洞的洞口堆成了包状，是为 了建一处视野开阔的瞭望台，但是如果这一假设成立的话，它又为什么不在两个洞口都堆上土包呢？那样 不是有两个瞭望台了吗？实际上两个洞口形状不同，决定了洞穴空气的流动方向。吹过平坦表面的空气运 动速度小，压强大；吹过隆起表面的空气流速大，压强小。因此，地面上的风吹进了犬鼠的洞穴，给犬鼠带来 了阵阵凉风。 请回答下列问题： (1)在图上标出洞穴中的空气流动的方向。 (2)试着运用上文提到的物理知识说明，乘客为什么必须站在安全线以外的位置候车？ 【分析】本题结合草原犬鼠奇妙的洞穴结构考查了流体压强与流速的关系。草原犬鼠的一个洞口很 平坦，而另一个洞口处有凸起的土堆，这样当空气流经两个洞口时，洞口表面处空气的流速会不同，所以洞 口处的气体压强会不同，洞内的空气就会从气压大的一端流向气压小的一端，给犬鼠带来了阵阵凉风。 【拓展】科学解释足球中的“香蕉球”是怎么回事： 如果你经常观看足球比赛的话，一定见过罚前场直接任意球。这时候，通常是防守方五六个球员在球 门前组成一道“人墙”，挡住进球路线。进攻方的主罚队员起脚一记劲射，球绕过了“人墙”，眼看要偏离球门 飞出，却又沿弧线拐过弯来直入球门，让守门员措手不及，眼睁睁地看着球进了大门。这就是颇为神奇的 “香蕉球”。看到那潇洒多变的“香蕉球”，你有没有想过是怎么回事呢？流体（液体或气体）中的旋转圆柱体 或球体相对于流体运动时，会在旋转体上产生一个侧向力。足球在气流中运动时，如果其旋转的方向与气 流同向，则会在球体的一侧产生低压，而球体的另一侧则会产生高压，这就是为什么会产生香蕉球的原因。 当足球旋转时，除了可以改变球体周围的气流，球的运动轨迹也会相应发生改变。而且足球不仅可以侧旋， 触球部位的不同，还可以产生不同的旋转，从而使足球上飘和下沉。这样就达到了迷惑防守方的目的。任 何一次成功的任意球中，必不可少的一项技术就是使球按照自己的控制产生旋转。不知道你注意到没有， 罚“香蕉球”的时候，运动员并不是踢中足球的中心，而是稍稍偏向一侧，同时用脚背摩擦足球，使球在空气 81 拓展与培优 中前进的同时还不断地旋转。同时，一方面空气迎着球向后流动，另一方面，由于空气与球之间的摩擦，球 周围的空气又会被带着一起旋转。这样，球一侧空气的流动速度加快，而另一侧空气的流动速度减慢。物 理知识告诉我们：气体的流速越大，压强越小。由于足球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。 例2著名乒乓球国手马琳拉出的弧圈球速度快，旋转强，下沉快，威力极大（如图），下列有关弧圈球说 法正确的是 ( ) A.乒乓球在空中高速前进是因为受到了球拍的撞击力 B.乒乓球将做匀速直线运动 C.乒乓球的下落速度会变快 D.乒乓球此时会受到一个向上的升力 【分析】A.打出去的乒乓球在空中继续前进是因为具有惯性，仍要保持原来的运动状态，而不是受到 了球拍的撞击力；故A说法错误，不符合题意。 B.空中飞行的乒乓球受到重力和空气阻力的作用，重力的施力物体是地球，在重力的作用下乒乓球的 运动状态会发生变化，所以乒乓球在空中前进时不受平衡力作用；故B说法错误，不符合题意。 C、D.因为球上方气体相对球上部流速小于下方气体相对球下部流速， 所以球上方的压强大于球下方的压强，此时球受到一个向下的力，因此球因为高速旋转前进比不旋转 前进时会下落得快。故C说法正确，符合题意：D说法错误，不符合题意。 上，松开手后发现 ( 巩固练习 A.乒乓球不动 B.乒乓球绕水柱做圆周运动 A组 C.乒乓球会移动到水流的下方 1.2025年9月21日在青海湖出现了壮观的 D.乒乓球会远离水流，移向池边 “九龙吸水”现象（如图），这是龙卷风出现在水面上 4.如图所示，以下四个关于“气体压强与流速 时形成的天气现象。龙卷风实质上是高速旋转的 的关系”的现象中，压强1、p,大小关系正确的是 气流，它能“吸”起物体的原因是 ( ) A.龙卷风内部的压强远小于外部的压强 B.龙卷风内部的压强远大于外部的压强 A. B.1>p C.龙卷风使物体受到的重力增大 吹气 D.龙卷风使物体受到的重力减小 2.一条小河边有一个河湾（如图所示），河边的 渔民们每次捕鱼归来，总是习惯将渔船停靠在河湾 与河道的交界处，并用缆绳固定，结果渔船会 C.pp2 D.pp 5.如图所示，将两个一次性纸杯杯口向上叠套 owabw.wo.ccoibl 起来，用手握住外面的纸杯，在靠近杯口的正上方 河道 且平行于杯口方向用力吹气。请你猜测里面的纸 杯将 () A.向河道中漂去 吹气 B.向河湾中漂去 C.在原处不动 D.无法判断 3.一个水池中盛有半池水，调节水龙头使流出 A.保持静止 B.发生旋转 的水成细流状后，把乒乓球放在靠近水流处的水面 C.压得更紧 D.向上跳起 科学八年级下册 6.某同学为了探究飞机的升力，制作了一个机 到的气压的是（注：箭头的粗细表示压力的大小） 翼模型，并把它固定在一根铁丝上，在铁丝的上下 ( ) 各挂一个弹簧测力计（开始时A,B示数均不为 零)，如图所示，他再接通电风扇对着机翼吹风，下 面是该同学在不考虑模型在水平方向的移动时对 实验的结果做出的猜想，你认为正确的是() A.两个弹簧测力计的示数都增大 B.弹簧测力计A的示数增大，B的示数减小 0 C.两个弹簧测力计的示数都减小 11.在流体中，流体的流速越大，压强 D.弹簧测力计A的示数减小，B的示数增大 (填“越大”或“越小”)，根据流体的这种特性，有些 7.如图所示，将乒乓球放置于吹风机出风口的 轿车的尾部安装了导流板，它的作用主要是在轿车 正上方，球会悬在空中。若将乒乓球稍微右移，放 高速行驶时，增加车对地面的压力，提高车轮的抓 手后乒乓球将会 ( 地性能。为了使导流板下面气流的速度大于上面 气流的流速，则导流板横截面的形状应是图中的 (填“A”或“B”)。 A.停在右边 B.回到正上方 12.如图所示是一种水翼船，船体下安装了水 C.往下掉落 D.往右移动 翼，水翼船高速航行时，水面下的水翼会使船体整 8.如图，把一个乒乓球放到漏 体抬高从而减小水对船体的阻力。水翼船靠岸前， 斗中，要使它不掉下来，小明准备 要提早关闭动力，船体逐渐降低，继续向前减速运 用向下吹气的方法、小芳准备用向 动一会儿后停下。 V 上吸气的方法，则 ( a 0000白 A.只有小明的方法正确 B.只有小芳的方法正确 C.两种方法都正确 D.两种方法都不正确 请根据上文内容，提出两个与科学知识有关的 9.请你想象一下，假如“流体中，流速越大的位 问题，并针对所提问题做出简答。 置压强越大”，则可能会出现 ( A.台风刮过，压塌屋顶 B.两船并行，造成相吸相撞 C.室外有风时，窗帘飘到窗外 D.汽车驶过，路边的树叶被卷人车底 B组 10.英国《每日邮报》刊登了一只灰鹅的独特飞 13.在某次比赛中，足球运动员 行技艺照片。这只灰鹅在飞行中突遇强风，它做出 踢出了一记神奇的“香蕉球”，足球从 人 了令人吃惊的极端动作—转体180度，但它的头 右侧绕过“人墙”射入球门，如下图所四 部保持着正常姿态。使用这种“超级扭曲”的方式， 示。这是因为踢出的足球 () 鸟类能够迅速降低高度快速避开强风。下列示意 A.左侧空气流速快 ○足球 图中能正确表示灰鹅在“超级扭曲”状况下身体受 B.两侧空气流速相同 拓展与培优 C.左侧空气流速慢 骑车时感觉车把被向上提起，小明的解释是 D.不断改变旋转方向 14.如图，装着红墨水粗细均匀的U形玻璃管 伸出两个管口，两个管口非常接近表面粗糙、正在 C组 逆时针较快旋转的圆球直径的两端，并且距离圆球 17.探究“硬币起飞”的条件。 表面等距离。在圆球的正上方有一股较为强劲的 (一)查寻规律：在地面附近同一高度或高度差 风均匀竖直往下吹，等U形玻璃管中红墨水液面稳 不显著的情况下，空气流速与压强饣的关系可表 定后，关于U形玻璃管中红墨水液面高低情况描述 正确的是 示为2w+力=C:式中C是常量，p表示空气密 W 度。根据上述关系式可知： (1)空气流速越大，压强 ;空气流速越 小，压强 (2)常量C表示空气流速为0时的 (二)设计实验：本研究需要知道硬币的质量m (或重力G)和硬币上（或下）表面面积S。 A.左边比右边高 (3)某同学采用如图所示的方法测定硬币上 B.左边比右边低 (或下)表面面积。 C.两边等高 D.高低无法确定 15.在2025年北京市国庆游艺晚会上，文育同 局部放大图 学演示了如图所示的实验，排在一条线上的三个 012345678cm 碗，中间碗内放一个乒乓球，当用小管向球斜上方 ①得硬币的直径D= cm; 吹气，乒乓球将 ②根据数学公式S=D 即可算出硬币上（或 下)表面面积。 A.仍静止在中间碗内 (4)请你设计一个测定硬币质量（或重力）的实 B.向左运动或运动到左碗 验方案。 C.向右运动或运动到右碗 D.无法确定 16.夏天，小明的妈妈为了躲避热辣的阳光，自 行车的前把上安装了遮阳伞，可自从安装了这把伞 (三)探究条件：如图所示，在水平桌面上放置 后，妈妈骑车时总感觉车把像被人向上提起，这是 一个硬币并沿箭头所示方向吹气，气流通过硬币上 为什么呢？为探究这个问题，小明制作了一个模 部，由于硬币下面没有气流通过，从而产生压力差， 型，并把它穿在一根铁丝上，在铁丝的上下各挂一 给硬币一个向上的动力 只弹簧测力计，如图所示，然后用电吹风对着模型 吹气，结果发现：上面的测力计示数变小，下面的测 力计示数变大 (5)根据上述流速与压强的关系式可知，硬币 下方空气压强p下= (6)刚好将硬币吹起时，硬币上、下表面的压力 差△F= (四)得出结论： (1)经过发现，小明认为模型上方的空气流速 (7)请导出刚好将硬币吹起时吹气速度的表 下方的空气流速；模型上方的大气压强 达式（用p、S、m或G表示）。 下方的大气压强。 (2)小明根据自己的实验给妈妈解释了为什么小，与外界大气压的压强差增大，杯盖所受到的压力 差也随之增大，杯盖与螺纹之间摩擦力会随着杯盖所 受压力差的增大而增大，导致杯盖难以拧开。按下排 气阀后，使杯内外的气体连通，气压相等，减小了摩 擦，所以容易拧开。 21.(1)抽气泵抽气，顶部气压减小，当顶部气压 减小到一定程度，而底部气压不变，此时底部大气压 大于顶部大气压，产生了一个向上的压强差、压力差， 电梯室上升(2)9.8×10(3)410kg 第2节大气压强(3) 流体压强与流速的关系 例1(1)如图所示(2)运行的火车周围的空气速 度大，压强小，乘客靠近运行的火车容易发生事故，所 以必须站在安全线以外。 例2C 巩固练习 A组 1.A2.A3.C4.A5.D6.D7.B 8.C9.A10.D11.越小B 12.两个水翼为什么都是上面弧形？ 答：两个水翼都是上面弧形，下面平面，水经过上 方流速大于下方流速，上方压强小于下方压强，水对 船体产生一个向上的升力作用。 水翼船靠岸前，为什么要提早关闭动力？ 答：关闭动力后，由于惯性，水翼船仍能在水面上 行驶一段距离后停下。 B组 13.A14.A15.C 16.(1)大于小于(2)骑车时，伞上部的空气 流速大，压强小，下部的空气流速小，压强大，因此受 到一个向上的升力 C组 17.(1)越小越大(2)压强(3)①1.85(4)先 利用天平（或弹簧测力计）称出多个硬币的总质量（或 总重力)，然后计算出单个硬币的质量（或重力）。 6C(6G或2Sw (7)刚好将硬币吹起时吹气 速度v的表达式：v= 2G NSp 1 解析：（一）由公式2pw十力=C(式中C是常 量，P表示空气密度)可知：(1)空气流速越大，压强越 小；空气流速越小，压强越大。(2)常量C表示空 气流速为0时的压强或p。(3)由图可知刻度尺上 共测量了四个直径，四个直径的总长度为：7.40cm, 即每个硬币的直径为：7.40cm÷4=1.85cm。 (4)测量硬币质量（或重力）的实验方案。方案一：先 利用天平称出多个硬币的总质量，然后计算出单个硬 币的质量。方案二：先利用弹簧测力计称出多个硬币 的总重力，然后计算出单个硬币的重力。(5)在吹 硬币时，硬币下方的空气流速为0，代入公式2m心十 p=C,pX0十p下=C,即：硬币下方空气压强pr= C。(6)吹硬币时，硬币受到三个力的共同作用：硬 币上表面的压力F上、下表面的压力F、硬币的自重 G;那么刚好被吹起时，F=F上十G,即：硬币上、下表 面的压力差△F=G。或：硬币的上方受到的压力： F=p:S=(C-2m)S-CS-2s:硬币下方 受到的压力：F,=pS=CS;那么硬币上下的压力差 为：AF=F,-P=s。(7)刷好吹起统币时 可看作硬币受到平衡力的作用，即△F=G。此时硬 币上方的压强为：p上=C一2m;硬币下方的压强 为：p=C(空气流速为0)；那么硬币上下方的压强 差为：-力L=40=名m:周为△F=0·S:所 2G 以2m2·S=G,即：0= 专题拓展大气压强的综合应用 A组 1.B2.B3.D4.B5.C6.B 7.(1)3.535×101(2)副驾驶受到由舱内向舱 外较大的压力差（或舱外空气流速大压强小，舱内空 气流速小压强大) 8.没有可能泄漏，因为进口处煤气流速大，压强 小，小于大气压，大气将煤气压进管道，使煤气和空气 流向燃烧头被点燃燃烧，而不会向空气中泄漏。 B组 9.A10.C 11.(1)酒易挥发，相同时间里酒挥发的更多 (2)各玻璃管中水银柱的高度相等(3)CD 12.(1)Sut Sv(2)C 13.(1)越小(2)0.2-0.2r2(3) 14.(1)大气压800(2)当逐渐抽出里面的气 体时，里面的压强会慢慢减小，大气对塑料片的压力 会减小，当压力小于水和塑料片的重力时，塑料片就 。9。