内容正文:
第九章——压强
第5节 流体压强与流速的关系
八年级物理下册 •人教版(2024新版)
学习目标
🔹 素养目标
1. 知道什么是流体,通过实验,能总结出流体压强与流速的关系,并能解释简单的物理现象。
2. 能利用流速与压强的关系解释升力产生的原因。
3. 能利用流速与压强的关系解释生活中的安全问题,践行安全健康生活。
4.引导学生,理解流体压强与流速关系的物理原理,发展学生的科学思维能力。
重点:气体的压强与流速的关系。
难点:能利用流速与压强的关系解释生活中的现象。
🔹 教学重、难点
情景引入
中央电视台“是真的吗”节目中“无需吸气就能将球吸入水管”的说法, 你相信吗?请同学们欣赏。
想一想:小球为什么会被吸入管内呢?
教师手持一张纸条,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? 观察 思考
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。
分析: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、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。
新知学习
一、流体压强与流速的关系
实验1:
一、流体压强与流速的关系
1.流体:物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。如空气、水等。流体流动时产生的压强称作流体压强。
2.实验探究:流体压强与流速的关系
操作: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?
实验2:分不开的纸
【实验现象】发现两张纸不但不分开,反而向中间靠拢。
流速慢
流速慢
【实验分析】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。
【实验结论】
空气流动时的压强比静止时的压强小。
一、流体压强与流速的关系
2.实验探究:流体压强与流速的关系
实验1:分不开的纸
实验3:乒乓球:
一、流体压强与流速的关系
2.实验探究:流体压强与流速的关系
操作:用手掌托着乒乓球,把乒乓球放在翻转的漏斗中,用嘴通过漏斗向下吹气,同时放开手。看到了什么现象?
分析:乒乓球不因受重力而掉落,说明乒乓球还受向上的力。推测是因为吹气时,乒乓球上方的气体流速快,压强小,乒乓球上下部分存在气压差从而有向上的压力差。
现象:乒乓球没有掉落。
结论 空气流动时的压强比静止时的压强小
现象:推动注射器活塞,两艘小船向中间靠拢。
分析:推测是因为冲水时,两艘小船内侧水的流速大于两艘小船外侧水的流速,从而使两艘小船内侧水向外的压强变小。
实验4:小船实验
一、流体压强与流速的关系
2.实验探究:流体压强与流速的关系
现象:打开阀门后,A管液面高于B管。
分析:A管液面高于B管,说明此时 A 管所在位置压强大于B管。推测打开阀门后,B管所在位置流速变大,导致压强变小
实验5
结论:液体压强与液体的流速有关,流速越大的位置,压强越小;流速越小的位置,压强越大。
一、流体压强与流速的关系
2.实验探究:流体压强与流速的关系
一、流体压强与流速的关系
探究归纳:
在气体和液体中,流速越大的位置,压强较小。
该结论也称“伯努利原理”。是由瑞士物理学家、数学家、医学家丹尼尔•伯努利在1738年提出的。
伯努利家族,一个家族3代人中产生了8位科学家,
后裔有不少于120位被人们系统地追溯过,他们在数学、
科学、技术、工程乃至法律、管理、文学、艺术等方面
声名显赫。
3 . 用“流体压强与流速的关系”解释现象
(1)火车站台上的安全线为什么火车站和地铁站的站台上要画一条安全线?
一、流体压强与流速的关系
【分析】当火车或地铁进站时,会带动人和车之间的空气的流速 ,人外侧空气流速慢压强 ,而内侧流速快压强 ,会产生一个向内侧的压强差,将人推向火车,易出现危险。
加快
大
小
喷雾器的工作原理:
(2)喷雾器的工作原理
3 . 用“流体压强与流速的关系”解释现象
一、流体压强与流速的关系
气体流速大的位置,压强小
【分析】喷雾器的小孔处比较细,当有气体流出时,空气流速 ,压强 ,容器里液面上方的空气压强 ,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。
快
小
大
吸尘器
抽油烟机和吸尘器利用了气体流速大的位置,压强小
抽油烟机
(3)抽油烟机和吸尘器原理:
3 . 用“流体压强与流速的关系”解释现象
一、流体压强与流速的关系
(4)跑车的气流偏导器
3 . 用“流体压强与流速的关系”解释现象
一、流体压强与流速的关系
气流偏导器
“气流偏导器”上表面平直,下表面呈弧形向下凸,当跑车高速行驶时,流过它上方的空气速度比下方空气 。此时,上方空气压强比下方空气压强 ,这样,“气流偏导器”受到一个向下的压力差,从而使车轮抓紧地面。
小
大
(5)草原犬鼠的洞穴:
3 . 用“流体压强与流速的关系”解释现象
一、流体压强与流速的关系
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。
气流慢,压强大
气流快,压强小
利用了气体流速大的位置,压强小,地面上的风吹进了犬鼠的洞穴,给犬鼠带去了习习凉风。
二、飞机的升力
上百吨的大型运输机为什么能够在空中飞行?
分析: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。机翼上、下表面就存在着压强差,因而有压力差,产生了升力。
二、飞机的升力
飞机机翼的形状特点:上凸下平
F2 >F1
拓展实验:用传感器研究气体压强与流速的关系
【实验结论】气体的流速越大,压强越小;气体的流速越小,压强越大。
当调换抽气机的挡位后,图乙中的三条图线均下移,由此可判断三节管中气体的流速均增大。
拓展实验:用传感器研究气体压强与流速的关系
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
的
升力
机翼上下表面存在压强差
流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大
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
1.如图所示的情景中,不能揭示气体压强与流速关系的是( )
D.用吸管吸饮料,饮料上升到嘴里
A. 向两张纸间吹气,
纸向中间靠拢
B. 口吹硬币跳栏杆
D
C. 向B管中吹气,A管中的水面上升
课堂练习
课堂练习
2.如图,是电动车违法安装的遮阳伞,其存在重大的安全隐患,这是因为电动车快速行驶时( )
A.遮阳伞上方空气流速快,压强大,伞面被向下压
B.遮阳伞上方空气流速快,压强小,伞面被向上压
C.遮阳伞下方空气流速慢,压强小,伞面被向上压
D.遮阳伞下方空气流速慢,压强大,伞面被向下压
B
课堂练习
3.“做中学”是一种重要的学习方式,小明用吸管进行科学研究,正确的说法是( )
A.图甲:吸管的一端做得很尖,是为了减小压强
B.图乙:用吸管制成水气压计,从山下移到山顶时管内的水柱下降、
C.图丙:用吸管自制温度计显示温度高低,利用了液体热胀冷缩的性质D.图丁,用吸管对着两个乒乓球的中间吹气,乒乓球会向两边分开
C
课堂练习
4.如图所示,将吸管中部剪开一个小口,弯曲后A端放入水中,从 B端吹气,竖直吸管中的水柱将( )
A. 上升 B. 下降
C. 保持不动 D. 无法判断
A
课堂练习
5.如图所示是机翼的模型,当飞机飞行时,迎面吹来的风被机翼分成两部分,机翼上方气流速度 下方气流速度,机翼上方的气压 下方的气压(前两空均选填“大于”或“小于”),因此在机翼的上下表面产生了 ,飞机获得向上的 。
大于
小于
压力差
升力
谢谢观看!
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Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.6.37
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