内容正文:
8.4 流体的压强与流速的关系
流体
液体和气体等有流动性的物体
流速
流体流动时的速度
流体流动时,在流速不同的地方会出现什么特性呢?
流体
1
P92
1、让学生看书P56“?”部分,得出平面镜的反射面是平面;
2、生活中反射面是平面的例子有很多,如:镜面、平静的水面、平整的玻璃、平板光滑的金属表面等。
2
流体
1
观察现象 分析原因
(2)向中间吹气,纸片向 (里/外)靠拢
分析:吹气,两纸中间的空气因快速流动 变得 ,中间的压强_____,纸外侧空气的压强_____纸内侧空气的压强,纸就受到向____的压力。
想法:流速大的地方,压强____;
里
稀薄
变小
大于
内
小
a.(1)吹气前,纸静止不动,
说明纸内外空气压强大小_____
相等
吹 气
流体
1
观察现象 分析原因
左右是静止的空气,流速小;内部是流动的空气,流速
4
b.向纸片上方吹气, 纸片会向
____飘起
分析:吹气后,纸片上方空气流速___,压强___;纸片下方空气流速___,压强___;纸下方空气的压强_____纸上方空气的压强,纸就受到向____的压力。
大
小
小
大
上
流体
1
观察现象 分析原因
大于
上
纸条向上运动,合力向上,上下均有气压,下方气压大,纸条上方吹气增加流速
5
流体
1
观察现象 分析原因
c.向漏斗下方吹气, 乒乓球____掉下去
不会
分析:吹气后,球上方空气流速___,压强___;球下方空气流速___,压强___;球下方空气的压强_____球上方空气的压强,球就受到向____的压力,不会掉下来。
大
小
小
大
大于
上
流体
1
观察现象 分析原因
d.向塑料管吹气, 可以观察到洞口
_____________
有水雾喷出
分析:B管中吹出气体快速流过A管上方,A管上方空气压强_____管外水面的大气压强,于是水向____流动。从细管的上口流出后,水受到空气流的冲击,被喷成雾状。
小于
上
吹气,相当于自制气压计,相当于拿着瓶子上山。管口处流速大,压强小,大气压把水压上来后被吹散开形成喷雾,相当于自制喷雾器
7
e.解释刚才视频中为什么水柱的高度不一样?
分析:水不流动时,各端口液面______,这是一个_______。水向右流动时,B管细,水流速____,压强_____,支撑的水柱越____,___水柱短
相平
连通器
大
小
短
流体
1
观察现象 分析原因
b
管径细,流速快,压强小,水柱短。
8
飞机(小鸟)的升力
机翼模型形状:
上凸下平
尾部喷出的气体:力的作用是相互的,使飞机前进,而非上升。上表面产生小小的压强,小小的压力,下表面产生大大的压强,大大的压力(气流没有堆积)
物体浸在气体中会受到气体的浮力,那飞机升空是由于空气的浮力的作用吗?显然不是,因为静止在跑道上的飞机并没有因受到空气的浮力而升空,只有当飞机滑行道一定速度时,才会腾空而起,可见,使飞机升空的力一定与飞机的运动有关,那么,使飞机上升的力究竟是怎样产生呢?飞机机翼是人类仿照鸟的翅膀设计出来的,仔细观察鸟的翅膀,发现它具有与飞机机翼相似的形状,因此鸟类展开双翅,即使不扑打,也能在空气中滑翔而不会跌下来,道理与飞机获得升力的原因
9
分析:机翼形状上___下____.,流动的空气从A到B的时间相同,上方路程长,流速 ,压强 ,机翼的上下表面产生压强差,产生了向___的升力
凸
平
上
A
B
大
小
P小
P大
升力
2
小鸟、飞机如何起飞?
取一个飞机机翼模型装在支架上,把吹风筒置于机翼模型的正上方,当吹风筒通电运转时,你看到什么现象?气流经过机翼模型上方的流速比下方的流速大,上方的空气压强比下方的空气压强小,于是产生了使机翼模型上升的力
10
升力
2
汽车
思考1:小汽车静止在水平地面上小汽车的重力G与小汽车对地面的压力F的关系是:F____G.
思考2:小汽车行驶时在水平地面上小汽车的重力G与小汽车车对地面的压力F的关系是:F____G
=
<
分析:赛车在高速行驶的过程中由于气流偏导器上方的气流速度_____偏导器上方的气流速度,这样使赛车获得方向向_____的空气压力差,使赛车对地面的压力 ,从增大赛车对的地面的_______,使赛车在高速转弯时易于控制,不易侧滑,大大地提高了赛车的稳定性。
下
增大
小于
上平下凸
摩擦力
升力
2
赛车:气流偏导器
分析:火车开动时靠近火车的地方气体流速 压强 ,身后的 作用下,很容易把人推向火车
P1
P2
候车安全线
大
小
大气压
实际应用
3
13
足球运动过程中,
____侧空气压强大
流速____
右
实际应用
3
香蕉球
小
实际应用
3
两船相撞 P95
航海规则规定:两艘轮船不能近距离同向航行。为什么?
龙卷风
实际应用
3
龙卷风是一种高速旋转的气流,空气旋转时,其中心最大风速比涡旋外围的风速大得多,中心风速可达300m/s,与内部比,涡旋外围的气体压强 大于涡旋内部的气体压强,会将物体向靠近龙卷风的一侧推去。
撑一把雨伞行走在雨中,如图所示:一阵风吹来,伞面被“吸”,严重变形。伞上方的空气流速大于下方
风吹过烟囱顶端,使那儿空气的流速 ,压强 ,所以烟就顺着烟囱排到屋外
大
小
实际应用
3
烟囱
流速小压强大
流速大压强小
实际应用
3
水翼船
P96
浸在水中的水翼会获得升力,将船体托出水面,这样就减少了船体与水的接触面,从而减少水对船的阻力,提高航速
18
驾驶舱右座前风挡玻璃突然爆裂并脱落,导致副驾驶整个上半身被压出舱外,导致这一现象发生的原因是什么?
流速大的地方,压强____;流速小的地方,压强____
机舱内气体流
速 ,气压 。
机舱外气体流
速 ,气压 。
P小
P大
小
大
大
小
实际应用
3
川航特情
小
大
P92
2018年川航在起飞后不久
1、能够说明流体压强与流速关系的是( )
A.马德堡半球实验 B.两纸片靠拢
C.拦河坝成下宽上窄 D.玻璃厂用吸盘搬运玻璃
B
当堂练
2、当火车驶过时人应站在安全线以外,如果与火车距离很近会非常危险。以下不能用此现象的规律解释的是( )
A.风沿着窗外的墙面吹过时,窗口悬挂的窗帘会飘向窗外
B.用吸管把饮料吸进嘴里
C.护航编队各船只多采用前后行驶而非并排行驶
D.大风会把不牢固的屋顶掀翻
B
当堂练
门关上
3、如图关于小汽车的知识正确的是( )
A.前挡风玻璃采用倾斜安装主要是为了减小空气阻力
B.汽车高速行驶时对地面的压力小于静止时对地面的压力C.轮胎上做有凹凸不平的花纹是为了减小与地面接触面积,从而减小摩擦力
D.使用安全带和安全气囊是为了减小惯性
B
当堂练
A、汽车高速行驶时,空气经过汽车上面的速度比下面的速度快,汽车上面受到的气体压强比下面受到的气体压强小,所以大气对汽车有一个向上托的力,此时汽车对地面的压力等于其重力减去托力,所以压力小于重力;汽车静止时对地面的压力等于其重力。故A正确。
B、从减小空气的阻力的角度分析,前挡风玻璃采用倾斜安装可以减小空气阻力;但主要原因是:据平面镜成像特点可知,汽车前面的挡风玻璃相当于平面镜,如果竖直安装,光线经反射后所成的像会在正前方,干扰司机观察路况,倾斜安装可以成像在斜上方,不干扰司机观察路况;故B错误;
C、轿车轮胎上有凹凸不平的花纹是为了增大与地面的摩擦,C错误;
D、司机及前排乘员行驶时系安全带可以减轻由于突然减速造成的伤害,与惯性大小无关。D错误。
4、如图所示,在水平的两支筷子中间放上两只乒乓球,通过空心塑料管向两球间用力吹气,会发现两只乒乓球会( )
A.静止不动
B.相互远离
C.相互靠近
D.同向运动
C
当堂练
5、如图是我国自主研发的C919大型飞机,正确的是( )
A.飞机升力来源于其内部和外部气体的压力差
B.飞机斜向上起飞时,它所受重力不是竖直向下
C.飞机在空中沿直线斜向上匀速飞行,受到平衡力作用
D.飞机所在高空附近的大气压强,比海平面附近的大气压强大
C
当堂练
机翼上方和下方的流体压强与流速的关系
6、把机翼模型固定在一根铁丝上,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),再接通电风扇对着机翼吹风,下面猜想,你认为的正确是( )
A.弹簧测力计A的示数增大,B的示数减小
B.弹簧测力计A的示数减小,B的示数增大
C.两个弹簧测力计的示数都增大
D.两个弹簧测力计的示数都减小
B
当堂练
7、在无风的天气,汽车在马路上快速驶过以后,马路两边的树叶会随风飘动。如图所示,汽车向左行驶,马路两边的树叶会沿着 ( 填“A“、“B“或“C“)方向飘动,该现象涉及的物理原理是 。
A
流速大的地方压强小
当堂练
8、如图所示,用一根饮料吸管水平靠在玻璃管的上端吹气,下列分析正确的是( )
A.吹气前,瓶内气体压强小于瓶外大气压强
B.吹气前,瓶内气体压强等于瓶外大气压强
C.吹气时,玻璃管中水柱升高
D.吹气时,玻璃管中水柱降低
C
当堂练
9.如图是北美草原犬鼠洞穴的横截面示意图。它有两个出口,当风吹过隆起洞口A表面时,风速较大,吹过平坦洞口B时,风速较小,从而给洞中的犬鼠带去习习凉风。则下列有关洞内风向分析正确的是( )
A.风总是B口吹入A口吹出
B.风总是A口吹入B口吹出
C.风总是AB口同时吹入
D.风有时从A口吹入,有时从B口吹入
A
当堂练
等质量的空气在相同的时间内通过出口的上表面,由于B出口平直,A出口向上突起,所以空气通过B出口上表面的流速小,压强大;通过后A出口上表面的流速大,压强小,在两个出口间形成一个向右的压强差,因此,地面上的风总是B口吹入A口吹出。
10.如果在右端c处往装置里急吹气,导致b管上方气流速度____a管上方的气流速度,b管与a管的水面上方形成气压差,U型管中__ (选填“a”或“b”)管水面升高,如果升高端的液面比原来升高了2cm,则此时U型管底部d处左右两侧液体压强差为____Pa。(g=10N/kg)
小于
a
400
一端升高,一端下降,液面高度差为4cm
当堂练
冷水
热水
温水
简易家庭淋浴装置
11.小明家装修时发现两个有趣的现象
(1)一阵风吹过后(如图甲),门会关上,这是因为门右侧的空气流速____,压强____,空气对门向左的压力____(> = <)空气对门向右的压力。
(2)门关上时,有时又会被风吹开,而在门与门框之间垫上一层纸后(如图22乙所示,)风就不会将门吹开,这是因为增大了门受到的________,从而增大
了门与门框之间的__________.
大
小
<
压力
摩擦力
当堂练
12.如图所示,小亮将一个漏斗拿在手中,使其喇叭口朝下,用另一只手拿住一个乒乓球,让球对着漏斗内的细管处。当他对准漏斗细管口用力向下吹气时,发现松手后乒乓球没有掉下来,关于乒乓球没有掉下来的原因分析正确的是( )
A.乒乓球没有受到重力的作用
B.乒乓球上方没有空气
C.乒乓球上方的气体压强比
球下方的气体压强小
D.乒乓球上方的气体压强比
球下方的气体压强大
C
当堂练
13.如图4所示,将一个普通的乒乓球轻轻放入漏斗中,用力从管口向上吹气,球不会被向上吹起,因为球的_______(填“上方”或“下方”)气体流速大,压强小。
下方
当堂练
14、为改善地铁地下车站的通风状况,小明设计了一种抽气管道,利用地面横风实现自动抽气。为提高抽气效果,管道上方遮雨盖的形状应设计成下列图中的( )
B
当堂练
利用地面横风实现自动抽气,结合图中的设计图可知看出,主要是利用了流体压强与流速的关系。
只有当管道口上方空气流速快、压强小,下方空气流速慢、压强大时,会有可能实现自动抽气,因此,遮雨盖的形状应符合靠近管道口的一面向外凸起,使空气流过时速度变快,压强变小,对照选项中的图片可知,图B符合要求。
$