第八章

壓強第四節

流體壓強與流速的關系

想一想：小球為什么會被吸入管內呢？（1）視頻欣賞中央電視臺“是真的嗎”節目中曾驗證過：“無需吸氣就能將球吸入水管”的說法，

你相信嗎？請同學們欣賞：第四節流體壓強與流速的關系第四節流體壓強與流速的關系（2）做一做手握兩張紙，讓紙自然下垂，在兩張紙中間向下吹氣。猜想兩張紙將怎樣運動?是什么力使得兩張紙靠攏？我們已經學習了液體內部的壓強及大氣壓強，都是流體靜止時的壓強，那么液體、氣體處于流動狀態時壓強如何？發現兩張紙不但不分開，反而會靠攏1.探究流體壓強與流速的關系（1）流體液體和氣體都具有流動性，統稱為流體。如空氣、水等。流體流動時產生的壓強稱作流體壓強。（2）實驗探究：流體壓強與流速的關系【提出問題】流體產生的壓強與流速有什么關系？【猜想與假設】流體流動速度越快，產生的壓強越大。流體流動速度越快，產生的壓強越小。流體的壓強與流動速度無關。一、探究流體壓強與流速的關系①探究一：分不開的紙如圖所示，手握兩張紙，讓紙自然下垂，在兩張紙中間向下吹氣。【實驗現象】發現兩張紙不但不分開，反而會靠攏。【實驗分析】吹氣時，兩張紙條內側空氣流動快，壓強變小，而紙條外側空氣的流速基本不變，大氣壓強相對較大，存在壓強差，因而有壓力差，是這個壓力差把兩紙條壓到了一起。【實驗結論】氣體壓強與氣體的流速有關，流速大的地方壓強小。流速慢流速慢一、探究流體壓強與流速的關系②探究二：口吹硬幣跳躍木塊如圖所示，在離桌邊20~30cm的地方放一枚鋁制硬幣，在硬幣前10cm左右放置一個高度約2厘米的木塊，在硬幣后放置一本與硬幣厚度相當的筆記本。在硬幣上方沿著與桌面平行的方向用力吹一口氣，觀察現象。【實驗現象】硬幣會跳過木塊。一、探究流體壓強與流速的關系一、探究流體壓強與流速的關系【現象分析】實驗中的硬幣，上面只有空氣與它接觸。吹氣時硬幣向上“跳”，說明它下面空氣向上的壓力較大。硬幣上下兩面的面積相同，因此一定是下面空氣向上的壓強比較大。空氣流動流速小，壓強大流速大，壓強小由于吹氣，硬幣上面的流速變大，壓強變小；硬幣下方空氣流速小，壓強大。【實驗結論】氣體壓強與氣體的流速有關，流速大的地方壓強小。③探究三：吹不開的乒乓球如圖所示，在盛水的淺容器中放入兩個乒乓球，使兩球間隔一定的距離且靜止。現用一細紙管向兩乒乓球中間吹氣，觀察現象。【實驗現象】兩乒乓球會靠攏。一、探究流體壓強與流速的關系【實驗分析】兩個乒乓球向中間靠攏，說明兩球內側受到液體的壓強變小，吹氣前后兩球外側受到液體壓強不變，球內外存在壓強差，因而存在壓力差，兩球在壓力差作用下向中間靠攏。流速快,壓強小壓強大壓強大【實驗結論】液體壓強與液體的流速有關，流速大的地方壓強小。一、探究流體壓強與流速的關系④探究四：玻璃管中水柱的高度為何不同？如圖所示是一粗細不同的玻璃管，在粗細不同的位置上分別有豎直玻璃細管與其連通；讓水流過玻璃管，觀察現象。

【實驗現象】三個豎直玻璃管中的水柱高度不相同。與粗管處連接的管子，水柱最高，與細管處連接的管子，水柱最低。一、探究流體壓強與流速的關系【實驗分析】水平管的粗細不同，水流動時，流量是相同的，故三段水平管中水的流速是不同的，粗管中的水流速小，細管中的水流速大。水流動時，小豎管中水柱的高度不相同，根據液體的壓強公式p=ρgh可知，各段水平管中水的壓強不相同，粗管中水的壓強大，細管中水的壓強小。

流速小

流速小壓強小流速大壓強大壓強大【實驗結論】液體壓強與液體的流速有關，流速大的地方壓強小。一、探究流體壓強與流速的關系（3）探究歸納流體在流速大的地方壓強較小，在流速小的地方壓強較大。該結論也稱“伯努利原理”。是由瑞士物理學家、數學家、醫學家丹尼爾?伯努利在1738年提出的。伯努利家族，一個家族3代人中產生了8位科學家，后裔有不少于120位被人們系統地追溯過，他們在數學、科學、技術、工程乃至法律、管理、文學、藝術等方面聲名顯赫。一、探究流體壓強與流速的關系

視頻欣賞——《無需吸氣就能將球吸入水管》一、探究流體壓強與流速的關系2.用“流體壓強與流速的關系”解釋現象（1）火車站臺上的安全線為什么火車站和地鐵站的站臺上要畫一條安全線？地鐵站臺的安全線火車站臺的安全線【分析】當火車或地鐵進站時，會帶動人和車之間的空氣的流速加快，人外側空氣流速慢壓強大，而內側流速快壓強小，會產生一個向內側的壓強差，將人推向火車，易出現危險。一、探究流體壓強與流速的關系（2）噴霧器的工作原理噴霧器【分析】噴霧器的小孔處比較細，當有氣體流出時，空氣流速快，壓強小，容器里液面上方的空氣壓強大，液體就沿著細管上升，從管口流出后，受氣流的沖擊，被噴成霧狀。一、探究流體壓強與流速的關系（3）草原犬鼠的洞穴非洲草原犬鼠的洞穴有兩個出口，一個是平的，另一個則是隆起的圓形土堆。兩個洞口的形狀不同，決定了洞穴中空氣流動的方向。氣流慢，壓強大氣流方向氣流快，壓強小【分析】吹過平坦表面的風速小，壓強大；吹過隆起表面的風速大，壓強小。因此，地面上的風吹進了犬鼠的洞穴，給犬鼠帶去了習習涼風。一、探究流體壓強與流速的關系（4）跑車的氣流偏導器跑車在車尾安裝了一種“氣流偏導器”，“氣流偏導器”上表面平直，下表面呈弧形向下凸，當跑車高速行駛時，流過它上方的空氣速度比下方空氣小。此時，上方空氣壓強比下方空氣壓強大，這樣，“氣流偏導器”受到一個向下的壓力差，從而使車輪抓緊地面。氣流偏導器一、探究流體壓強與流速的關系高度；再打開B閥門，在水向外流的過程中，a管液面高度______b

管液面高度（均選填“高于”“等于”或“低于”）。【例題1】物理小組制作了如圖所示的實驗裝置，打開A閥門，關閉B閥門，水流入管道，當水穩定后，a

管液面高度_______b管液面

等于

高于

打開A閥門，關閉B閥門，水流入管道，a管、b管、大燒杯組成了連通器，因為連通器中裝有同種液體，由連通器原理知道，當水穩定后，a管液面高度等于b管液面高度。

再打開B閥門，粗管和細管中水的流量相同，細管處水的流速大、壓強小，支持的水柱低；粗管處水的流速小、壓強大，支持的水柱高，所以a管液面高度大于b管液面高度。一、探究流體壓強與流速的關系【例題2】如圖所示的實例中，不能用流體壓強與流速的關系解釋的是（）A．圖甲，刮大風時，傘面會被向上“吸”起B．圖乙，向兩張紙之間吹氣，兩張紙會相互“吸”起來C．圖丙，等候列車的乘客應站在安全線以外，否則可能會被“吸”向列車D．圖丁，將吸盤壓在光潔的瓷磚表面，吸盤會被“吸”在瓷磚上D一、探究流體壓強與流速的關系一、探究流體壓強與流速的關系A．打開的傘上凸下平，刮風時，傘上方空氣流速快，壓強小；傘下方空氣流速慢，壓強大，產生一個向上的力，傘面會被向上“吸”起，故A不符合題意；B．向兩張紙之間吹氣，中間氣體流速快，壓強小，紙兩側氣體流速慢，壓強大，則兩張紙會被壓向中間，相互“吸”起來，故B不符合題意；C．如果乘客距離行駛的列車太近，乘客靠近列車這側空氣流速快，壓強小；外側空氣流速相對較慢，壓強大，產生的壓力差會把乘客壓向列車，造成危險，故C不符合題意；D．將吸盤壓在光潔的瓷磚表面，排出里面的空氣，吸盤在大氣壓的作用下，緊緊“吸”在瓷磚上，與流體壓強與流速的關系無關，故D符合題意。故選D.1.飛機的升力（1）觀察思考觀察如圖所示飛機的機翼截面形狀。想一想，為什么機翼上部和下部的形狀是不對稱的？是什么將飛機“托上”天空的呢？機翼的形狀基本是上凸下平。機翼的形狀對飛機的起飛起了很重要的作用。機翼截面圖二、流體壓強與流速關系的應用（2）分析探究機翼上表面下表面空氣流速壓強產生升力原因機翼產生向

的壓強差小小大上飛機起飛前，先在跑道上跑一段距離。空氣相對機翼向后運動。因為機翼的形狀是上凸下平，所以上方空氣流速快，壓強小，機翼上、下方存在壓強差，產生壓力差，形成了向上的升力。機翼上、下表面的壓強差是產生升力的原因。大F2>F1二、流體壓強與流速關系的應用如果機翼的前緣稍向上仰，跟氣流的方向成一個小的仰角，則機翼上下方的壓強差比機翼跟氣流方向平行時還要大，所產生的升力就比較大。升力是豎直向上的，它跟飛機所受重力方向相反，當升力大于重力時，飛機上升。（3）歸納總結機翼的形狀決定了機翼上下表面空氣的流速不同，使機翼上下方產生壓強差，從而產生壓力差，這一壓力差使飛機獲得向上的升力。二、流體壓強與流速關系的應用視頻欣賞——《飛機升力的產生》二、流體壓強與流速關系的應用2.鳥類的滑翔原理（1）鳥類的滑翔原理【想一想】鳥類展開雙翅，即使不撲打，為什么也能在空中滑翔而不會跌下來？【分析】鳥翅如同機翼，鳥翅的上方是曲面，下方近似于平面，氣流通過上方的速度大于下方氣流的速度。因此上方的壓強小于下方的壓強，產生向上的升力，所以鳥在空中滑翔不會掉下來。二、流體壓強與流速關系的應用（2）灰雁生活在歐洲的灰雁，如果天氣情況很惡劣時，空氣流動很大，且非常不穩定，它需要降低高度以擺脫這種不利的狀況。它怎樣才能迅速的降低高度呢？【分析】身體完全翻轉過來，倒立飛行。二、流體壓強與流速關系的應用【例題3】如圖是某同學分析飛機如何獲得升力時所畫的示意圖。下列說法正確的是（）A．飛機獲得升力利用了流體流速大的位置壓強大的原理B．根據機翼上凸下平分析出機翼上方空氣流速大C．根據所知原理可推理出機翼下方空氣壓強小D．機翼受到空氣向上的壓力小于向下的壓力B

二、流體壓強與流速關系的應用二、流體壓強與流速關系的應用A．根據流體壓強與流速的關系，流速越大的位置，壓強越小。飛機獲得升力利用了流體流速大的位置壓強小的原理。故A錯誤；BCD．觀察機翼的形狀，機翼上方是凸起的，而下方是平的。當飛機飛行時，機翼上方的空氣需要流經更長的路程，所以流速會相對較大。因此，根據機翼上凸下平的形狀，我們可以分析出機翼上方空氣流速大，壓強小。機翼下方空氣流速小，所以壓強相對較大，所以機翼受到空氣向上的壓力大于向下的壓力，這個壓力差使飛機獲得向上的升力。故CD錯誤，B正確。故選B。流體壓強與流速的關系飛機的升力流體在流速大的地方壓強較小，在流速小的地方壓強較大機翼上下表面存在壓強差機翼上表面空氣流速大，壓強小機翼下表面空氣流速小，壓強大流體壓強與流速的關系1.唐詩“八月秋高風怒號，卷我屋上三重茅”描述的場景中，秋風“卷”走“三重茅”是由于屋頂外側空氣流速_______，壓強_______，從而產生了一個向上的力。（均選填“大”或“小”）流體壓強特點是流速快的地方壓強小，當風大時，屋內空氣不流動，而屋頂外空氣流動速度快，因此屋內空氣產生氣壓大，屋頂外空氣氣壓小，屋頂受到一個向上的力，若這個力大于屋頂重力，則屋頂會被卷走。大小2.如圖所示，使用燃氣灶時，打開燃氣閥門，擰動點火裝置，燃氣和空氣在進口處混合流向燃燒頭被點燃，而燃氣不會從進口處向空氣中泄漏，其原因是（）A.進口處燃氣流速小，壓強大于大氣壓強B.進口處燃氣流速小，壓強小于大氣壓強C.進口處燃氣流速大，壓強大于大氣壓強D.進口處