内容正文:
第5节流体压强与流速的天系
问题
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?为什么?
八·纸条会向上运动
新知解读
知识点1》流体压强与流速的关系
我们发现,朝水平方向吹气时,纸条会向上运动;一旦停止吹气,纸条就会
下垂。纸条向上运动,说明吹气后其上、下表面受力情况发生了变化。吹气前、
·压强差的作用
后纸条下方气压变化不大,纸条向上运动,说明纸条上方气压变小。这会使我们
想到:空气流动起来的压强比静止时的压强小,气体的压强是不是跟其流速有
关系?
物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。前面我们学过了液体内部
的压强和大气压,它们都是流体静止时的压强,下面我们继续研究流体流动起来
后,其压强与流速的关系。
D想想做做
如图9.5-1所示,手握两张纸,让纸自然下垂。在两张纸的中间向下吹气,
这两张纸会怎样运动?→两张纸会向中间靠拢
尝试解释纸的运动。
·吹气时,两张纸之间的空气流速增大,压强减小,外侧大气
压不变,内侧的压强小于外侧的压强,因此均向中间靠拢
吹气
图9.5-1纸的运动
第九章压强
59
可以发现,向下吹气时,两张纸向中间靠拢。吹气时,两张纸外部的大气压
力没有发生大的变化,两张纸向中间靠拢,说明中间的气体向外的压力变小了。
纸两侧的面积一样,压力小,说明压强也小。由此可以得出:空气流动时的压强
比静止时的压强小。
更多的实验结果表明,在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小。
知识点2》飞机的升力
上百吨的飞机为什么能够在空中飞行(图9.5-2)?其中一个重要的因素就是
机翼的形状,它使飞机在水平飞行时能获得向上的升力。
图9.5-2大型运输机运-20
图9.5-3飞机升力产生的示意图
飞机机翼的形状:上凸下平
借助图9.5-3,我们可以看到机翼横截面的大致形状,其上表面弯曲,下表
面比较平。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大,对机翼上表面的压强较小:下方气流的速度较小,对机
翼下表面的压强较大。这样,机翼上、下表面就存在着压强差,因而有压力差,
产生了升力。此外,飞机的飞行姿态等也会影响升力的大小。
>拓展实验
用传感器研究气体压强与流速的关系
如图9.5-4所示,三节直径不同的塑料管连接在一起,然后与抽气机相通。
当抽气机抽气时,在同一段时间内,通过三节塑料管的气体总量是相同的,所以
细管内气体的流速一定比粗管内气体的流速大。把三个气体压强传感器分别接入
管内,将传感器与计算机相连,从计算机上就可以读出三个位置气体压强的数值。
60教材笔记物理八年级下册
看看是不是气体流速大的地方压强小。
气体压强传感器
抽气机
图9.5-4研究气体压强与流速的关系
1.风沿着窗外的墙面吹过时,窗外空气流速
练习与应用
大,压强小,屋内空气流速小,压强大,
所以窗帘在压力差的作用下飘向窗外;略。
①风沿着窗外的墙面吹过时,窗帘有时会飘向窗外;居室前、后两面的窗户都打
开时,“过堂风”有时会把侧面摆放的柜门吹开。请解释以上现象产生的原因。
②据说1911年秋天,当时世界上最大的轮船之一一奥林匹克号在海上全速前
进,另一艘比它小得多的霍克号军舰,沿着与它的航线几乎平行的方向疾驶,
两艘船最初相距100m左右,随后相互靠近。一件令人吃惊的事发生了:霍克
号突然偏离了自己的航道,向奥林匹克号直冲过来。最后,两艘船剧烈相撞,
霍克号把奥林匹克号撞出了一个大洞。请你用所学的物理知识解释这起事故发
生的原因。
·2.略。
③如图9.5-5所示,在高铁站的站台上,离站台边缘一定距离的地方标有一条安
全线。请分析,为什么当列车驶过时,如果人越过安全线,即使与车辆保持一
定的距离,也是非常危险的。)
3.当列车驶进站合时,会使人和车之间的空气流速加快,人远离列车的一侧空气流
速慢、压强大,而靠近列车的一侧空气流速快、压强小,会产生一个靠近列车方
向的压强差,将人“推”向列车,易出现危险。
吹气
”压强小
列车
tii0in气
压强大
安全线
图9.5-5
图9.5-6
④如图9.5-6所示,把一根吸管A插在盛水的烧杯中,将另一根吸管B的管口贴
靠在吸管A的上端。往吸管B中吹气,可以看到吸管A中的水面上升,这是什
么原因?如果用力吹气,吸管A中的水将从管口流出。想一想,这个现象有什
么实用价值?
4.略。
第九章压强
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复习与提高
①如图9-1所示,把气球放在手掌和手指之间保持静止,请你观察气球左右
两侧的形变并解释这个现象。请你再举出一个相似的例子。1.略。
2.需要测量的物理量有:
一箱牛奶的质量m、牛
奶箱与地面的接触面积
S、重力加速度g。压强
P的表达式为p=g
丙
图9-1
图9-2
②如果要测量一箱牛奶在水平地面上产生的压强,需要测量哪些物理量?请
用所测物理量的字母写出p的表达式。
*3.见图9-2。
③三根相同的玻璃管,两端开口,底部用相同的橡皮薄膜封闭,橡皮薄膜的
绷紧程度也相同。在其中倒入不同液体,液体的密度P甲>P2=P两,液面高
度如图9-2所示。请画出三根玻璃管底部橡皮薄膜形变的大致情况。
④一个平底水杯的质量为340g,底面积为28cm2,放在水平桌面上。水杯中
装有220g水,水深为6cm。水对杯底的压强和水杯对水平桌面的压强分别
是多少?g取10N/kg。4.600Pa;2×103Pa。
⑤足球比赛规则规定,场上的球员必须佩戴护腿板。请你从物理学的角度解
释护腿板能保护球员的原因。
,5.略。
⑥图9-3是一瓶水分别正立、倒立放在水平桌面上的情景。
(1)正立时水对瓶底的压强和倒立时水对瓶盖的压强哪个大?为什么?
(2)这两种情况下水瓶对桌面的压强哪个大?为什么?
6.(1)倒立时水对
瓶盖的压强大;略。
(2)倒立时水瓶对桌
U形管向右倾斜,
面的压强大;略。
只正
管内的水向右流
动;稳定后左右
两管内的液面在
同一水平面上;略。
图9-3
图9-4
⑦如果把如图9-4所示的U形管向右倾斜(水不流出),管内的水将会怎样流
动?稳定后左右两管内的液面在不在同一水平面上?为什么?
8.略。
⑧茶壶的盖子上开有一个小孔。从物理学的角度看,小孔的作用是什么?
⑨学校的游泳池水深1.1m,池底1m2的面积上所受的压力是多少?g取10NVkg。
9.1.1×104N。
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教材笔记物理八年级下册