1、第4节流体压强与流速的关系体验体验 1 1 流体压强与流速的关系流体压强与流速的关系活动活动:通过用纸做的游戏通过用纸做的游戏,观察发生的现象。观察发生的现象。活动活动1:1:手握两张纸手握两张纸,让纸自然下垂让纸自然下垂,在两张纸中间向下吹气在两张纸中间向下吹气,观观察发生的现象。察发生的现象。活动活动2:2:将一张纸折成将一张纸折成形形,平放在桌子上平放在桌子上,用力向用力向形纸的下方形纸的下方与桌面之间的空间吹气与桌面之间的空间吹气,观察现象。观察现象。(1)(1)活动活动1 1中会发现中会发现 。(2)(2)活动活动2 2中会发现中会发现 。提示提示:(1)(1)两张纸相互靠拢两张纸相
2、互靠拢(2)(2)纸洞向下塌陷纸洞向下塌陷体验体验 2 2 观察飞机机翼形状观察飞机机翼形状活动活动:观察飞机的机翼形状会发现观察飞机的机翼形状会发现,机翼上表面机翼上表面,下表面下表面。提示提示:弯曲比较平弯曲比较平1.1.什么叫作流体什么叫作流体?2.2.流体压强与流速有什么关系流体压强与流速有什么关系?3.3.飞机的升力是怎么产生的飞机的升力是怎么产生的?探究探究 1 1 流体压强与流速的关系流体压强与流速的关系结合结合“体验体验1 1”,思考以下问题思考以下问题:1.1.向两张纸中间吹气向两张纸中间吹气,两张纸中间的空气流速两张纸中间的空气流速变变。根据两张纸的状态。根据两张纸的状态,
3、说明纸的说明纸的外侧受力外侧受力内侧受力内侧受力,纸的外侧压强纸的外侧压强内侧压强。内侧压强。(后两空均选填后两空均选填“大于大于”“小于小于”或或“等于等于”)提示提示:向两张纸中间吹气时向两张纸中间吹气时,空气流速变大。因为两张纸向中间空气流速变大。因为两张纸向中间靠近靠近,则纸的外侧受力比内侧大则纸的外侧受力比内侧大,即即F F外外FF内内,又因为纸内、外侧又因为纸内、外侧的受力面积的受力面积S S相等相等,且且F=pS,F=pS,能推导出能推导出p p外外SpSp内内S,S,即即p p外外pp内内。参考答案参考答案:大大于大于大大于大于2.2.这种现象说明了什么这种现象说明了什么?参考
4、答案参考答案:流体流速越大的位置流体流速越大的位置,压强越小。压强越小。探究探究 2 2 探究飞机的升力探究飞机的升力结合结合“体验体验2”2”及机翼的形状及机翼的形状,思考以下问题思考以下问题:1.1.飞机机翼的形状有何特点飞机机翼的形状有何特点?飞机飞行时机翼上、下空气流速飞机飞行时机翼上、下空气流速是否相同是否相同?提示提示:观察机翼的模型观察机翼的模型,机翼上方是弯曲的机翼上方是弯曲的,下方大致是平的。下方大致是平的。由于上方的空气要比下方空气流动的距离长由于上方的空气要比下方空气流动的距离长,机翼上方的空气机翼上方的空气流动速度比下方要快。流动速度比下方要快。参考答案参考答案:上方弯
5、曲上方弯曲,下方大致是平的上方的空气流动速度比下方大致是平的上方的空气流动速度比下方要快下方要快2.2.根据流体压强与流速的关系根据流体压强与流速的关系,分析机翼的升力是怎样产生的。分析机翼的升力是怎样产生的。提示提示:由于上方的空气要比下方空气流动的距离长由于上方的空气要比下方空气流动的距离长,机翼上方的机翼上方的空气流动速度比下方要快空气流动速度比下方要快,压强较小压强较小;机翼下方的空气流动速度机翼下方的空气流动速度较慢较慢,压强较大压强较大,致使机翼上方比下方气流速度快。结果上方气致使机翼上方比下方气流速度快。结果上方气流对机翼的压强比下方气流对机翼的压强小流对机翼的压强比下方气流对机
6、翼的压强小,这一压强差就是这一压强差就是使飞机获得竖直向上的升力的原因。使飞机获得竖直向上的升力的原因。参考答案参考答案:上方的流体速度大于下方的流体速度上方的流体速度大于下方的流体速度,则上方的压强则上方的压强小于下方的压强小于下方的压强,故产生向上的升力故产生向上的升力3.3.有的跑车在车的尾部设计安装了一种有的跑车在车的尾部设计安装了一种“气流偏导器气流偏导器”,它主它主要起什么作用要起什么作用?提示提示:气流偏导器的上表面平直气流偏导器的上表面平直,底部呈弧形凸起。这种设计主底部呈弧形凸起。这种设计主要是在跑车高速行驶时要是在跑车高速行驶时,“气流偏导器气流偏导器”的下方气流流速快的下
7、方气流流速快,压压强小强小,上方气流速度慢上方气流速度慢,压强大压强大,形成了一个向下的压力差形成了一个向下的压力差,从而从而使跑车高速行驶时能更好地抓紧地面。使跑车高速行驶时能更好地抓紧地面。参考答案参考答案:让跑车高速行驶时让跑车高速行驶时,能更好地抓紧地面能更好地抓紧地面1.1.流体流体:具有具有_的液体和气体。的液体和气体。2.2.流体压强与流速的关系流体压强与流速的关系:在气体和液体中在气体和液体中,流速越大的位置流速越大的位置,压强压强_。3.3.应用应用:飞机的升力。飞机的升力。机翼上方空气流速机翼上方空气流速_,_,压强压强_,_,下方空气流速下方空气流速_,_,压强压强_,_
8、,在在机翼的上下表面产生方向向机翼的上下表面产生方向向_的压强差的压强差,即产生向上的升力。即产生向上的升力。流动性流动性越小越小大大小小小小大大上上【拓展延伸拓展延伸】“旋转球旋转球”的原理的原理球类比赛中的球类比赛中的“旋转球旋转球”具有很大的威力。旋转球和不转球的具有很大的威力。旋转球和不转球的飞行轨迹不同飞行轨迹不同,是因为球的周围空气流动情况不同造成的。不是因为球的周围空气流动情况不同造成的。不转球水平向左运动时周围空气的流线转球水平向左运动时周围空气的流线:球的上方和下方流线对球的上方和下方流线对称称,流速相同流速相同,上下不产生压强差。现在考虑球的旋转上下不产生压强差。现在考虑球
9、的旋转,转动轴转动轴通过球心且垂直于纸面通过球心且垂直于纸面,球逆时针旋转。球旋转时会带动周围球逆时针旋转。球旋转时会带动周围的空气跟着它一起旋转的空气跟着它一起旋转,致使球的下方空气的流速增大致使球的下方空气的流速增大,上方空上方空气的流速减小气的流速减小,球下方的流速大球下方的流速大,压强小压强小,上方的流速小上方的流速小,压强大。压强大。跟不转球相比跟不转球相比,旋转球因为旋转而受到向下的力旋转球因为旋转而受到向下的力,飞行轨迹要向飞行轨迹要向下弯曲。下弯曲。考点考点 流体压强与流速关系的应用流体压强与流速关系的应用【典例典例】(2013(2013广东中考广东中考)如图所示如图所示,以下
10、四个关于以下四个关于“气体压气体压强与流速的关系强与流速的关系”的现象中的现象中,压强压强p p1 1、p p2 2大小关系正确的是大小关系正确的是()【思路导引思路导引】解答此题的关键是明确哪一部位的气体流速大解答此题的关键是明确哪一部位的气体流速大,则此处的气体压强就小。则此处的气体压强就小。【精讲精析精讲精析】选选A A。本题考查流体压强。流体压强的特点是流。本题考查流体压强。流体压强的特点是流速大的地方压强小。速大的地方压强小。A A中下方气体流速大于上方气体的流速中下方气体流速大于上方气体的流速,所所以以p p1 1pp2 2,A,A正确正确;B;B、C C中中p p1 1=p=p2
11、 2,B,B、C C都错都错;D;D中上方管中气体流速中上方管中气体流速大大,故故p p1 1pp2 2,D,D错。错。【方法归纳方法归纳】解答流体压强与流速关系问题的思路解答流体压强与流速关系问题的思路1.(20131.(2013日照中考日照中考)下列实验中下列实验中,不能说明不能说明“流速大小对流体流速大小对流体压强有影响压强有影响”的是的是()【解析解析】选选B B。本题考查流体压强与流速的关系。吸饮料利用。本题考查流体压强与流速的关系。吸饮料利用的是大气压的是大气压,由于吸管里的气压小由于吸管里的气压小,外界气压大外界气压大,从而将饮料压从而将饮料压上来上来,此过程没有涉及流体压强与流
12、速的关系此过程没有涉及流体压强与流速的关系,故选故选B B。2.(20132.(2013深圳中考深圳中考)深圳地区经常会有台风深圳地区经常会有台风(如图所示如图所示),),市政市政府要求居民将简易房的屋顶加固府要求居民将简易房的屋顶加固,对于这一要求对于这一要求,下列解释正确下列解释正确的是的是()A.A.屋顶上方空气的流速大于下方屋顶上方空气的流速大于下方,屋顶被向下压垮屋顶被向下压垮B.B.屋顶上方空气的流速大于下方屋顶上方空气的流速大于下方,屋顶被向上掀起屋顶被向上掀起C.C.屋顶上方空气的流速小于下方屋顶上方空气的流速小于下方,屋顶被向下压垮屋顶被向下压垮D.D.屋顶上方空气的流速小于
13、下方屋顶上方空气的流速小于下方,屋顶被向上掀起屋顶被向上掀起【解析解析】选选B B。本题考查流体压强与流速的关系。流体中流速。本题考查流体压强与流速的关系。流体中流速快的地方压强小快的地方压强小,流速慢的地方压强大。屋顶上凸流速慢的地方压强大。屋顶上凸,在相同时间在相同时间内内,空气经过上方的路程长空气经过上方的路程长,速度大速度大;经过下方的路程短经过下方的路程短,速度小。速度小。上方空气流速大上方空气流速大,压强小压强小;下方空气流速小下方空气流速小,压强大。所以屋顶压强大。所以屋顶被向上掀起。被向上掀起。3.(20123.(2012梅州中考梅州中考)你是否有过这样的经历你是否有过这样的经
14、历:如图所示如图所示,撑一把撑一把雨伞行走在雨中雨伞行走在雨中,一阵大风吹来一阵大风吹来,竖直方向伞面可能被竖直方向伞面可能被“吸吸”,发生形变。下列有关这一现象及其解释发生形变。下列有关这一现象及其解释,正确的是正确的是()A.A.伞面被向下伞面被向下“吸吸”B.B.伞面上方的空气流速大于下方伞面上方的空气流速大于下方C.C.伞面上方的空气流速等于下方伞面上方的空气流速等于下方D.D.伞面上方的空气流速小于下方伞面上方的空气流速小于下方【解析解析】选选B B。由于伞的形状上下不对称。由于伞的形状上下不对称,相同时间内上方气流相同时间内上方气流通过的路程较大通过的路程较大,速度较大速度较大,它
15、对伞的压强较小它对伞的压强较小,而下方气流通而下方气流通过的路程较短过的路程较短,速度较小速度较小,对伞的压强较大对伞的压强较大,伞的上下方产生向伞的上下方产生向上的压强差上的压强差,从而形成向上的压力差从而形成向上的压力差,伞被向上伞被向上“吸吸”起起,故故B B正正确。确。4.4.如图所示如图所示,口吹硬币跳过栏杆口吹硬币跳过栏杆,说明说明 。【解析解析】本题考查流体的压强与流速的关系。硬币上方空气流本题考查流体的压强与流速的关系。硬币上方空气流动速度快动速度快,压强小压强小,所以硬币会受到向上的升力的作用而跳过栏所以硬币会受到向上的升力的作用而跳过栏杆。杆。答案答案:流速大的位置压强小流
16、速大的位置压强小5.(20135.(2013江西中考江西中考)如图所示如图所示,用吸管向两个空易拉罐中间吹用吸管向两个空易拉罐中间吹气气,导致中间的空气流速加快导致中间的空气流速加快,减小减小,使得两易拉罐使得两易拉罐相互相互(选填选填“靠近靠近”或或“远离远离”)。【解析解析】本题考查流体压强与流速的关系。向中间吹气本题考查流体压强与流速的关系。向中间吹气,使两使两罐中间的空气流速加快罐中间的空气流速加快,压强减小压强减小,外侧压强大外侧压强大,使两罐相互靠使两罐相互靠近。近。答案答案:压强靠近压强靠近6.6.在液体中流速越大的位置压强越在液体中流速越大的位置压强越。一艘轮船停。一艘轮船停泊
17、在平静的海里泊在平静的海里,突然发现不远处有一危险漂浮物突然发现不远处有一危险漂浮物,为不触碰危为不触碰危险物险物,使用消防水管喷水使用消防水管喷水(不便于直接喷危险物不便于直接喷危险物)使它远离轮船使它远离轮船,在图中水管应沿着在图中水管应沿着(选填选填“O O1 1O O2 2”或或“P P1 1P P2 2”)喷水。喷水。【解析解析】本题考查流体压强与流速的关系。因为在液体中流速本题考查流体压强与流速的关系。因为在液体中流速越大的位置压强越小越大的位置压强越小,如果消防水管沿着如果消防水管沿着O O1 1O O2 2喷水喷水,这样会造成这样会造成轮船和危险物之间流速增大轮船和危险物之间流
18、速增大,压强变小压强变小,这样危险物靠近轮船一这样危险物靠近轮船一侧的水流速度大侧的水流速度大,另一侧的水流速度小另一侧的水流速度小,根据流体压强与流速的根据流体压强与流速的关系可知关系可知:危险物靠近轮船一侧水的压强小于危险物另外一侧危险物靠近轮船一侧水的压强小于危险物另外一侧水的压强水的压强,在这个压强差造成的压力差的作用下在这个压强差造成的压力差的作用下,危险物会向轮危险物会向轮船靠拢船靠拢,出现与轮船相撞的情形。因此水管应沿着出现与轮船相撞的情形。因此水管应沿着P P1 1P P2 2喷水喷水,正正好相反好相反,使它远离轮船。使它远离轮船。答案答案:小小P P1 1P P2 2 找找你
19、容易错在哪里？找找你容易错在哪里？小明在教室靠窗的座位上写作业小明在教室靠窗的座位上写作业,他旁边的窗户是开着的。当他旁边的窗户是开着的。当窗外有风吹过时窗外有风吹过时,他看到身边的窗帘总是飘向窗外他看到身边的窗帘总是飘向窗外,请你解释他请你解释他看到的现象。看到的现象。【学生自答学生自答】吹过窗外的风对窗帘产生了吸力作用吹过窗外的风对窗帘产生了吸力作用,窗帘在风的吸力作用下窗帘在风的吸力作用下飘向窗外。飘向窗外。【教师点评教师点评】知道窗帘飘向窗外是因为受到了力的作用是很好的。知道窗帘飘向窗外是因为受到了力的作用是很好的。没有弄明白产生这种力的原因是什么没有弄明白产生这种力的原因是什么,当窗外有风吹过时当窗外有风吹过时,窗窗外空气流速大外空气流速大,压强小压强小,教室内、外产生了压力差。教室内、外产生了压力差。
