第5节　流体压强和流速的关系（培优教学课件）物理新教材人教版八年级下册

该初中物理课件围绕“流体压强和流速的关系”展开，通过大雁与飞机飞行的问题导入，衔接静止流体压强知识，构建从生活现象到规律探究的学习支架。 其亮点在于融合9段实验与讲解视频，通过吹纸、U形管液柱等实验培养科学探究能力，结合机翼模型制作发展科学思维，练习设计贴合生活应用。学生能深化物理观念，教师可高效开展探究式教学。

物理八年级下册•人教版 第九章 　压强 第5节 　流体压强和流速的关系 致：老师同学 1. 说明: ppt使用高质量视频，资源比较大，约107MB ppt共有47张、9段视频，可根据需要选择点播 …………………………………………………………………………… 2. 视频资源： ①实验视频—《流体压强与流速的关系1、2、3》、《拓展实验》 ②视频讲解—《流速的改变方法》 ③视频讲解—《飞机升力》 ④视频讲解—《火车站台安全线》 ⑤视频讲解—《航海规则规定》 ⑥视频讲解—《喷雾器》 …………………………………………………………………………… 3. 免责追责：视频版权归原作者，如涉及版权问题，请联系删除。 ppt版权归本工作室，如涉及侵权问题，将追究责任。 新课导入 大雁扑扑翅膀便能飞上空中，重达数百吨的飞机又是如何飞上天的呢？ 学习目标 物理观念 1. 通过观察生活现象和实验，了解流体压强与流速的关系； 2. 能利用流体压强与流速的关系解释简单的物理现象； 3. 了解飞机的升力产生的原因。 科学思维 通过举例，归纳流体压强与流速的关系，培养观察、比较、分析、归纳与迁移的能力。 实验探究 通过气体、液体中流体压强与流速关系的实验，基于问题提出、证据收集、解释现象和交流讨论的过程，培养分析与概括能力， 发展科学探究能力。 科学态度与责任 通过体现流体压强与流速关系的实验，培养观察思考、乐于探究的学习习惯。体会探索科学本质的历程，感觉科学就在身边。 重点难点 教学重点 流体压强与流速的关系 科学难点 利用流体压强与流速的关系解释相关现象。 学习内容 01 流体压强与流速的关系 02 飞机的升力 03 飞机的升力 一、流体压强与流速的关系 第5节 流体压强和流速的关系 1. 流体 一、流体压强与流速的关系 物理学中，把具有流动性的液体和气体统称为流体。 流动的气体 流动的液体 一、流体压强与流速的关系 　　前面我们已经学过液体内部的压强和大气压， 它们都是流体静止时的压强。 当液体和气体处于流动状态时，其压强又会怎样? 一、流体压强与流速的关系 2. 实验：流体压强与流速的关系 演 示 【提出问题】 流体的压强与流速有怎样的关系? 【实验猜想】 在气体和液体中，流速大的位置压强大。 在气体和液体中，流速大的位置压强小。 一、流体压强与流速的关系 【设计实验】 为了使结论具有普遍性，我们需要对气体和液体分别进行实验。 吹纸实验 吹乒乓球实验 U形管液柱实验 瓶盖靠拢现象 一、流体压强与流速的关系 【实验过程】 ①吹纸实验：取两张纸，让它们自然下垂，保持一定间距。 向两张纸中间用力吹气，观察纸张的运动方向。 现象：吹气时，两张纸向中间靠拢。 分析：两张纸在外侧气压的作用下被“压”到一起，说明纸内外有气压差。推断吹气使得两张纸内侧空气流速加大，压强变小。 一、流体压强与流速的关系 ②吹乒乓球实验： 将乒乓球放在倒置的漏斗里，从漏斗口向下吹气，观察乒乓球的运动情况。 现象：吹气时，乒乓球不掉落。 分析：乒乓球不因受重力而掉落，说明乒乓球还受向上的力。推断是因为吹气时，乒乓球上方的气体流速大，压强小，乒乓球上下部分存在气压差，而有向上的压力差。 一、流体压强与流速的关系 ③瓶盖靠拢现象： 在平静的在水中平行放置两个瓶盖，在两个瓶盖中间水平喷水，两个瓶盖会怎样运动呢? 现象：两瓶盖向中间靠拢甚至贴在一起。 分析：瓶盖向中间靠拢，其内、外两侧受力情况发生变化，即 F外＞F内 根据压强公式可知 p外>p内 F内 F外 一、流体压强与流速的关系 ④U形管液柱实验 现象： 开启气泵后，U形管左侧液面上升。 分析： U形管左侧液面上升，说明此时U形 管左侧液面上方气压比右侧小。 右侧液面上方为外界大气压不变，推测气泵导入气体后，使左侧液面上方空气流速变大，压强变小，因此两侧液面上方有压强差。 一、流体压强与流速的关系 【归纳总结】 流体压强与流速的关系 在气体和液体中，流速越大的位置，压强越小； 流速越小的地方，压强越大。 一、流体压强与流速的关系 【拓展实验】 研究液体压强与流速的关系 流体中，流速越大的 位置，压强越小。 一、流体压强与流速的关系 流速的改变方法：阀门控制、横截面积 每秒流经管子的截面的液体体积相等。 流速高压强小 流速低压强大 横截面积大的位置流速小，压强大； 横截面积小的位置流速大，压强小。 第5节 流体压强和流速的关系 二、飞机的升力 二、飞机的升力 （1）机翼的形状：上百吨重的飞机能够腾空而起，其中一个重要因素是其机翼形状，它使飞机飞行时获得向上的升力。 大型运输机运20 1.飞机的升力 二、飞机的升力 机翼设计原理： 　　飞机的机翼横截面并非简单的平板，而是经过精心设计的流线型结构。其显著特征是： 上表面：呈弧形弯曲，路径较长。 下表面：相对平直，路径较短。 上凸下平 这种特殊的几何形状是 产生空气升力的物理基础。 机翼与周围的空气发生相对运动时，机翼周围空气流动的情况是不同的。 二、飞机的升力 为什么飞机机翼采用上凸下平的设计，就能产生升力呢? 机翼上、下表面存在压强差 机翼上、下表面存在压力差 产生向上的升力 二、飞机的升力 （2）飞机升力的原理分析： ②升力形成 ①气流流动与速度差异 空气流动：飞机前进时，空气相对于机翼向后流动，在机翼前端被分为上下两部分。 路径差异：机翼设计“上凸下平”，导致上方气流需绕行更长的路程。 流速结论：在相同时间内，机翼上方气流流速 > 下方气流流速。 流体流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。 压强差：机翼下方压强大于上方压强，形成向上的压力差。 起飞条件：当升力 > 飞机重力时，飞机即可起飞。 二、飞机的升力 活　动 动手做一个机翼模型 第5节 流体压强和流速的关系 三、生活中有关流体压强与流速关系的现象 三、流体压强与流速关系在生活中的应用 1. 生活中有关流体压强与流速关系的现象 （1）火车站台安全线 　　列车高速驶过时，周围空气流速快、压强小，人若离得太近，容易被“吸”向列车，因此需要设置安全线。 火车站与地铁站站台的安全线 三、流体压强与流速关系在生活中的应用 （2）喷雾器 　　喷雾器的小孔处比较细，当有气体流出时，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。 三、流体压强与流速关系在生活中的应用 （3）航海规则规定：两艘轮船不能近距离同向航行 　　两船平行急速行驶时，两船间水流速度大，压强小，船内外侧存在压强差，因而有压力差，使得两船相撞。 海警制菲佣 三、流体压强与流速关系在生活中的应用 （4）聪明的犬鼠 　　非洲草原犬鼠的洞穴有两个出口，一个是平的，另一个则是隆起的圆形土堆。两个洞口的形状不同，决定了洞穴中空气流动的方向。风吹过平坦表面的风运动速度小，压强大；吹过隆起表面的风速度大，压强小。因此，地面上的风吹进了犬鼠的洞穴，给犬鼠带去习习凉风。 空气流动方向 平的管口，流速小，压强大 高的管口，流速大，压强小 三、流体压强与流速关系在生活中的应用 （5）汽车“尾翼”——扰流板 　　有的跑车车尾设计一种“气流偏导器”，它的上表面平直， 底部呈弧形凸起，相当于一个倒置的翅膀...... 倒置机翼设计原理 　　尾翼采用“上平下凸”的形状，与飞机机翼相反。高速行驶时，下方气流流速快、压强小，上方流速慢、压强大，从而产生向下的空气压力。 提升车辆行驶稳定性 　　向下的压力增加了车轮对地面的抓地力， 有效防止高速行驶或急转弯时出现的车身漂浮感，确保车辆操控精准、行驶安全。 四、课堂总结 流体压强与流速的关系 在气体和液体中，流速越大的位置，压强越小 飞机的升力 流体压强与 流速的关系 机翼上表面空气流速大，压强小。 机翼下表面空气流速小，压强大。 流体压强与流速关系在生活中的应用 机翼上下表面 存在压强差 1. 列现象不能用流体压强与流速的关系来解释的是（　　）。 A．图甲，向两张纸中间吹气，两张纸向中间靠拢 B．图乙，排水管的 U 形反水弯可防止下水道内的异味进入房间 C．图丙，在高铁站台候车时，人不应越过安全线 D．图丁，飞机升力的产生原 五、练习与应用 B 【解析】解：选项A‌：向两张纸中间吹气时，两纸中间空气流速大，压强小，而纸外侧空气流速小，压强大，在压强差的作用下，两张纸向中间靠拢，能用流体压强与流速的关系来解释。 ‌选项B‌：排水管的U形反水弯是利用了连通器原理，使U形管中始终存有一定量的水，将下水道内的异味隔绝在室内之外，不能用流体压强与流速的关系来解释。 ‌选项C‌：当高铁驶进站台时，带动人和车之间的空气流动速度加快，人外侧的空气流动速度慢，根据流体压强与流速的关系，人外侧空气流速慢压强大，内侧流速快压强小，会产生一个向内侧的压强差，将人推向高铁，所以在高铁站台候车时人不应越过安全线，能用流体压强与流速的关系来解释。 ‌选项D‌：飞机机翼上表面弯曲，下表面较平，在相等时间内，空气经过机翼上表面的路程长，流速大，压强小；经过下表面的路程短，流速小，压强大，从而产生向上的压力差，即升力，能用流体压强与流速的关系来解释。 故选：B。 五、练习与应用 2. 2023年5月28日12时31分，我国自行研制具有自主知识产权的C919大型客机圆满完成首个商业航班飞行，正式进入民航市场。下列关于C919飞机说法正确的是（　　） A．飞机机翼外形做成上凸下平是为了获得升力 B．飞机加速起飞过程，其惯性增大 C．飞机在空中转弯时，受到平衡力的作用 D．飞机在上升过程中，舱外的大气压会变大 A 五、练习与应用 【解析】解：A、飞机的机翼做成上凸下平的形状，机翼上方的空气流速大、压强小，机翼下方的空气流速小、压强大，所以机翼受到一个向上的压强差，从而产生向上的升力，故A正确； B、物体的惯性大小只与物体的质量有关，飞机加速起飞过程中，其质量不变，所以惯性不变，故B错误； C、受平衡力的物体保持匀速直线运动状态或静止状态，由题意可知，飞机在空中转弯时，故受力是非平衡力，故C错误； D、大气压随高度的增大而减小，飞机在上升过程中，高度变高，则舱外大气压逐渐减小，故D错误。 故选：A。 五、练习与应用 3. 如图所示，在倒置的漏斗里放一个乒乓球，用手指托住乒乓球，然后 从漏斗口用力吸气，并将手指移开，这时乒乓球_____掉下（填“会”或 “不会”），因为吸气使漏斗的导管内气压_____（填“变大”或 “变小”），然后改为向下用力吹气，这时乒乓球_____ 掉下（填“会”或“不会”），由于乒乓球上方空气流 速_____，压强_____的缘故（两空均选填“变大”、 “不变”或“变小”）。 不会 五、练习与应用 变大 变小 变小 不会 【解析】 解：从漏斗口用力吸气，气体的质量减小，体积不变，气体的压强减小，在倒置的漏斗里放一个乒乓球，用手指托住乒乓球，然后从漏斗口用力吸气，乒乓球上方的空气体积增大压强变小，乒乓球在大气压作用下不会掉下。 由于流体的压强跟流速有关，流速越大压强越小，用力向下吹气，乒乓球上方的空气流速变大，压强变小，乒乓球下方空气流速小，压强大，乒乓球受到空气的升力作用不会掉下。 故答案为：不会；变小；不会；变大；变小。 五、练习与应用 4. 屋顶风帽是利用自然风使风帽旋转实现室内换气的装置，如图所示。它不用电，无噪声，节能环保。只要速度为0.2m/s的微风即可让其轻盈运转。风帽转动时其内部空气流速变大、压强变____，室内的污浊气体在_______作用下被排出。水平方向的风， 从不同方位吹来，风帽的转动方向 _____。 五、练习与应用 大气压 小 相同 【解析】 解：风帽转动时其内部空气流速变大、压强变小，所以室内的污浊气体在大气压的作用下被排出；由图的叶轮方向可知，当水平方向的风，从不同方位吹来，风帽的转动方向都是顺时针，故风帽的转动方向相同。 故答案为：小；大气压；相同。 五、练习与应用 1．某航班飞机曾在飞行期间出现风挡玻璃碎裂，导致驾驶舱处于高空低温失压状态，在空管和机组人员的冷静处理下，飞机安全迫降于该地机场。根据以上信息，下列说法正确的是（　　） A．飞机正常飞行时机翼上方空气流速大，压强小 B．系安全带是为了防止被“吸出”舱外和惯性带来的危害 C．风挡破裂瞬间，舱内气压远大于舱外气压，人和物体会被“吸”向破裂口 D．飞机在迫降过程中运动状态始终保持不变 六、提升训练 ABC 【解析】解：A、飞机正常飞行时，机翼上方空气流速大，压强小；机翼下方空气流速小，压强大，从而产生向上的升力，故A正确； B、风挡玻璃碎裂后，驾驶舱外空气流速大、压强小，驾驶舱内空气流速小、压强大，舱内气压大于舱外气压，会产生将人“吸出”舱外的力；同时，人具有惯性，若不系安全带，在这种突发状况下，容易因惯性造成危害，所以系安全带是为了防止被“吸出”舱外和惯性带来的危害，故B正确； C、高空处舱外气压远小于舱内气压，风挡破裂瞬间，舱内气压远大于舱外气压，人和物体会被“吸”向破裂口，故C正确； D、飞机在迫降过程中，速度大小、运动方向等会发生改变，运动状态是变化的，故D错误。 故选：ABC。 六、提升训练 2．某兴趣小组对物理课本上的插图进行了讨论，下列对插图的介绍正确的是（　　） A．甲图：玻璃管中的液体只对橡胶膜有压强 B．乙图：粗管中水的流速最快压强最小 C．丙图：滑雪者没有陷入雪中是因为她对雪压力较小 D．丁图：盆景水位保持一定的高度是因为大气压的作用 六、提升训练 D 【解析】 解：A、液体内部向各个方向都有压强，玻璃管中的液体不仅对橡胶膜有压强，对玻璃管的侧壁也有压强，故A错误； B、根据流体压强与流速的关系可知，在相同流量下，管越粗，水的流速越慢，压强越大，管越细，水的流速越快，压强越小，因此题图乙粗管中水的流速最慢、压强最大，故B错误； C、滑雪者没有陷入雪中，是因为滑雪板增大了受力面积，在压力一定时，减小了对雪的压强，故C错误； D、盆景的水位能保持一定高度，是因为大气压支持着瓶内的水，这是大气压的作用，故D正确。 故选：D。 六、提升训练 3．如图所示，用一个漏斗向一支点燃的蜡烛的火焰吹气，烛焰将（　　） A．向左飘动 B．向右飘动 C．静止在原位置不动 D．无法确定 六、提升训练 A 【解析】 解：当利用图中的装置，沿漏斗向点燃的蜡烛的火焰吹气时，气流向漏斗壁流动，使烛焰左侧空气流速大、压强小，而烛焰右侧空气流速小、压强大，所以在压强差的作用下，烛焰向左飘动。 故选：A。 六、提升训练 4．如图所示，以下四个关于“气体压强与流速的关系”的现象中，压强p1、p2大小关系正确的是（　　） A．A　　　　　　　　　 　 B．B C．C 　　　　　　 D．D 六、提升训练 A 【解析】 解：A、如图物体上表面平直，下表面向下弯曲，相同时间内，空气经过下方的路程比上方路程长，下方流速大，压强小，即p1＞p2。故A正确； B、如图物体上下表面凸起程度相同，相同时间内，空气经过两面的路程相同， 速度相同，压强相同，即p1=p2。故B不正确； C、对着两张纸的中间吹气，两张纸中间的空气流速变大，压强变小，小于纸外侧的大气压，但外侧压强相同，即p1=p2。故C不正确； D、如图用漏斗从乒乓球上方吹气，乒乓球上方气流速度大于下方的气流速度， 则上方压强小于下方压强，即p1＜p2。故D不正确； 故选：A。 六、提升训练 $