(共37张PPT)
第八章 压强与浮力
第7节 探究——飞机为什么能上天
1.知道流体的压强与流速的关系.(重点)
2.了解飞机的升力是怎样产生的.(难点)
3.了解生活中跟流体的压强与流速相关的现象.
学习目标
新课目标
鸟儿为什么能在蓝天上飞翔?
新课引入
几十、上百吨重的飞机为什么能腾空而起?
新课讲解
流体的压强与流速的关系
一
液体和气体都没有一定的形状,具有流动性,统称为流体.
观察与思考
A.高低水柱
在右边的装置中注满水,打开阀门K,你会观察到什么现象?原因是什么?
内径较粗的A 管上方的竖直玻璃管中的液柱较高,内径较细的B 管上方的竖直玻璃管中的液柱较低.
原因:A、B 两处的水流速度不同.
B.神奇的纸片
(1)向两张下垂的纸中间吹
气,你观察到什么现象?
原因是什么?
现象:两纸片向中间靠拢.
原因:吹气时纸内外气流速度不同.
纸条会向上飘起.
原因:吹气时纸面
上、下气流速度不同.
(2)沿着下垂的纸面上方吹气,你观察到什么现象?
原因是什么?
C.不听话的乒乓球
如图所示,先用手托住乒乓球,然后用力向玻璃漏斗管内吹气,此时松开手,乒乓球会掉下来吗?原因是什么?
原因:乒乓球上、下气流速度不同.
乒乓球不会掉下来.
D.简易喷雾器
如图,将一根塑料吸管完成直角,在弯折处开一个洞,插入水中,从水管口向里吹气,你观察到的现象是什么?原因是什么?
水从烧杯中压入竖直管中,再被水平管口的气球吹散开.
原因:竖直管内液柱上、下表面受到的大气压强大小不同.
从上面的四个实验现象,可以归纳出流体的压强跟流速的关系:
流体流动时,流速大的地方压强小;流速小的地方压强大.
归纳与小结
演示:液体压强与流速的关系
A
B
C
D
记录实验现象
液体流速 上方液柱 分析流体压强
粗管 小 较高
细管 大 较低
较大
较小
每秒流经管子不同截面的液体体积相等.
υ大
υ小
υ小
p大
p大
p小
分析实验现象
横截面积大的位置流速小,横截面积小的位置流速大.
实验现象原理分析
水流动时,水平管粗细不同,但流量是相同的,故三段水平管中水的流速是不同的,粗管中的水流速小,细管中的水流速大.水流动时,小竖管中水柱的高度不相同,根据液体的压强公式p=ρgh,也就是说各段水平管中水的压强不相同,粗管中水的压强大,细管中水的压强小.
实验结论
在液体中,流速较大的位置压强较小,流速较小的位置压强较大.
你知道吗
乒乓球或足球旋转时,在球的转动方向与前进方向相同的一侧,空气相对于球的流速小;在球的另一侧,球的转动方向与前进方向相反,空气的相对流速大.于是就产生一个从流速小的地方指向流速大的地方的侧向力,使球的运动轨迹弯曲,形成所谓的弧圈球或香蕉球.
升力是怎样产生的?
早在1738年,伯努利就发现流体压强与流速有关,不仅解开了鸟在天空中翱翔的奥秘,也成为人类打开旅行大门的钥匙.
活动
认识升力
飞机为什么能上天
二
机翼模型上升
如图做一做,当电风扇通电运转时,你看到了什么现象?
飞机飞行时,机翼上方气流通过的路程较长、速度较大,压强较小;下方气流通过的路程较短、速度较小,压强较大,所以产生了向上的升力.
飞机的机翼是模仿的鸟的翅膀设计的,所以飞鸟获得升力的原因与飞机的相同.
观察与思考
鸟在空中翱翔,空气沿着鸟翼流过,由于鸟翼上凸下凹的特殊造型,使鸟翼上方(凸面)的空气流速比鸟翼下方(凹面)的空气流速大一些,于是鸟翼上方的空气压强小于下方的空气压强,这个压强差就使鸟翼获得了升力;
当升力跟鸟所受的重力相平衡时,鸟便能翱翔在蓝天了.
鸟儿翱翔的原理
1891年,奥托·李林达尔就模仿仙鹤翅膀的形状,设计和制造了实用滑翔机,实现了飞行的梦想.
滑翔机
飞机的机翼形状是上凸下平的
飞机的机翼就是根据
鸟儿翱翔原理设计的.
企鹅
海豚
海洋中的很多动物都是靠水翼在水中自由滑翔、升降的.
视频:飞机机翼的升力
运用气体压强与流速的关系解释有关现象:
(1)吹气时,气体是怎样流过物体的?
(2) 物体周围的气体压强有什么特点?
(3)草原犬鼠的“空调”洞穴
(5)地铁站台安装屏蔽门
(4)铁路旁有防护网
(6)火车站台上划有安全线
课外拓展
1912年秋天,当时世界上最大的远洋巨轮“奥林匹克”号与一艘比它小得多的“豪克”号铁甲巡洋舰发生了严重的碰撞事故,下图模拟了当时事故发生的场景.
水翼船下部有类似飞机机翼的水翼,船在水中高速航行时,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,从而减小了水对船的阻力,提高航速.
神奇的升力
流体压强与流速的关系
飞机的升力
在气体和液体中,流速
越大的位置压强越小
机翼上下表面存在压强差
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
课堂小结
1.赛车尾部气流偏导器的作用,主要是为了让汽车在高速行驶时,对地面的压力更大,提高汽车的抓地性能,能表示偏导器横截面形状的是( )
A
B
C
D
B
课堂训练
2.如果在气体和液体中流速越大的位置压强越大,则不会出现的情况是( )
A.飞机翅膀的截面形状应该反过来
B.两艘并列同向行驶的船只不会相撞
C.地铁、火车站的站台安全线不必设置
D.喷雾器再怎么用力吹也喷不出雾来
C
3.在火车站和地铁站台上,都画有一条安全线,当火车快速开过时,人越过这条线就会有危险.这是因为,火车开动时,靠近火车的地方气体___________,压强_________,离站台远的地方气体__________,压强 ________,强大的气流会________________.
流速大
小
流速小
大
将人推向列车
4.如图所示,将塑料直尺放在小纸片上,从上面对着塑料尺吹气,发现纸片不掉下来,这是由于吹气时,纸的上表面空气流速变大,压强变_____.这与飞机机翼获得向上升力的道理________(选填“相同”或“不同”).
小
相同