1、第第 4 节节流体压强与流速的关系流体压强与流速的关系教学目标教学目标1.通过实验，能总结出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升力产生的原因，进而解释飞机在空中飞行的原因。3.能利用流体压强与流速的关系解释生活中的有关现象。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？想想做做想想做做 如下图，如下图，在离桌边在离桌边2030 cm的地方放一枚铝质硬币，的地方放一枚铝质硬币，在硬币前在硬币前10 cm左右放置一个高度约左右放置一个高度约2 cm的的木块，在硬币木块，在
2、硬币后放置一本与硬币厚度相当的笔记本。在硬币上方沿着与后放置一本与硬币厚度相当的笔记本。在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气，硬币就可能跳过木块。桌面平行的方向用力吹一口气，硬币就可能跳过木块。是什么力使得硬币向上是什么力使得硬币向上“跳跳”起来了？起来了？口吹硬币跳越木块流体压强与流速的关系流体压强与流速的关系 实验中的硬币，上面只有空气与它接触。吹气时硬币向上“跳”，说明它上面空气向下的压力比较小，下面空气向上的压力比较大。硬币上下两面的面积相同，因此一定是下面空气向上的压强比较大。由于吹气，硬币上面空气的流速变大了。由此我们猜想：是不是气体的压强跟气体的流速有关系？实实 验验 手握
3、如下图所示的两张纸，让纸自由下垂。在两张纸手握如下图所示的两张纸，让纸自由下垂。在两张纸的中间向下吹气。如果空气的压强真的跟空气的流速有关的中间向下吹气。如果空气的压强真的跟空气的流速有关系，这两张纸应该怎样运动？系，这两张纸应该怎样运动？做一做，检验你的猜想。做一做，检验你的猜想。这两张纸怎样运动？更多的实验结果表明，在气体和液体中，流速越在气体和液体中，流速越大的位置，压强越小。大的位置，压强越小。飞机的升力飞机的升力 几十吨的飞机为什么能够在空中飞行？秘密在于机翼。你观察过飞机的机翼吗？飞机飞行 把纸按下图甲的尺寸剪下，折成图乙的形状，并用小把纸按下图甲的尺寸剪下，折成图乙的形状，并用小
4、段胶带固定，这就是飞机机翼的模型。段胶带固定，这就是飞机机翼的模型。MN 是固定在是固定在“机机翼翼”前端的细线。前端的细线。把细线拉平绷紧，用嘴对着把细线拉平绷紧，用嘴对着“机翼机翼”前端细线的位置前端细线的位置用力沿水平方向吹气，可以看到用力沿水平方向吹气，可以看到“机翼机翼”在气流的作用下在气流的作用下向上翘起。这是什么原因？向上翘起。这是什么原因？想想做做想想做做机翼模型的实验 借助下图，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。飞机升力产生的示意图 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
5、、下不对称，在相同时间内，机翼上方气流通过的路程较长，因而速度较大，它对机翼上表面的压强较小；下方气流通过的路程较短，速度较小，它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，这就是产生升力的原因。扩展性实验扩展性实验 如下图，如下图，三节直径不同的塑料管连接在一起，三节直径不同的塑料管连接在一起，然然后与抽气机相通。当抽气机抽气时，在同一时间内，通后与抽气机相通。当抽气机抽气时，在同一时间内，通过三个管子的气体总量是相同的，所以细管内气体的流过三个管子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。将三个气体压强传感器速一定比粗管内气体的流速大。
6、将三个气体压强传感器分别放入管内，将传感器与计算机相连，从计算机上就分别放入管内，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的压强值。看看是不是气体流速可以读出三个位置气体的压强值。看看是不是气体流速大的地方压强小。大的地方压强小。用传感器研究气体流速与压强的关系动手动脑学物理动手动脑学物理 1.如图，在火车站或地铁站，如图，在火车站或地铁站，离站台边缘一定距离的地方标有离站台边缘一定距离的地方标有一条安全线，人必须站在安全线一条安全线，人必须站在安全线以外的区域候车。请分析，为什以外的区域候车。请分析，为什么当列车驶过时，如果人站在安么当列车驶过时，如果人站在安全线以内，即使与车
7、辆保持一定全线以内，即使与车辆保持一定的距离，也是非常危险的。的距离，也是非常危险的。当列车驶过时，列车周围的空气流速增大，压强减小。当列车驶过时，列车周围的空气流速增大，压强减小。此时如果人站在安全线以内，人身体前后有压强差，因而此时如果人站在安全线以内，人身体前后有压强差，因而有压力差。这个压力差会把人压向列车，非常危险。所以有压力差。这个压力差会把人压向列车，非常危险。所以人必须站在安全线以外的区域候车。人必须站在安全线以外的区域候车。动手动脑学物理动手动脑学物理 风沿着窗外的墙面吹过时，窗外空气流速大，压强小，风沿着窗外的墙面吹过时，窗外空气流速大，压强小，窗内外存在压强差，因而有压力
8、差，使窗帘飘向窗外。窗内外存在压强差，因而有压力差，使窗帘飘向窗外。有有“过堂风过堂风”吹过时，衣柜门外空气流速大，压强小，吹过时，衣柜门外空气流速大，压强小，柜门内外存在压强差，因而有压力差，使衣柜门被吹开。柜门内外存在压强差，因而有压力差，使衣柜门被吹开。2.风沿着窗外的墙面吹过时，窗口悬挂的窗帘会飘向风沿着窗外的墙面吹过时，窗口悬挂的窗帘会飘向窗外；居室前后两面的窗户都打开时，窗外；居室前后两面的窗户都打开时，“过堂风过堂风”会把居会把居室侧面摆放的衣柜门吹开。请解释以上现象的原因。室侧面摆放的衣柜门吹开。请解释以上现象的原因。再见！再见！教学反思 此节内容主要掌握流体的流速越大压强越小，借助各种例子进行理解，然后能用此原理进行实际问题的分析。学生的问题主要在实际问题的分析上。
