第七节 飞机为什么能上天
一、明确目标:
1、知道流体的压强与流速的关系:流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
2、了解飞机的升力是怎样产生的。
3、了解水翼船高速行驶的原理。
二、自主预习:
1、固体具有一定的形状,而液体和气体都没有一定的 ,并且很容易流动,因此,它们统称为 。
2、在气体和液体中,流速越大的位置压强越______,流速越小的地方压强与越 ______。
3、当飞机飞行时,迎面吹来的风被机翼分成两部分,在相同时间内,机翼上方气流通过的路程_____,因而速度____,它对机翼的压强____;下方气流通过的路程____,因而速度____,它对机翼的压强___。
三、合作探究:
探究活动一:流体压强与流速的关系。
将水平管子右端开口用塞子封住,然后向容器R灌水,到达一定高度后停止灌水.容器R及三个细管中的液面停在同一高度上.在同一水平面上A、B、C、诸点处压强都等,这时的压强是流体在静止时的压强。
如果将水平管子D端的塞子拔去,同时向容器R注入水,管子中的水在流动时,在装置的不同地方,A、C管中的水面高度差不多相同,B管中水面则最低.这表明水平管子中的水在流动时,B处水的压强 ,A、C点处的压强 B点处的压强。
相同时间里流过A、B、C三处的水量相等,而在B处水管较细,所以在B处的流速一定比在A、C两处的流速大,压强小。由此可以得出一个结论:流体流动时,
探究活动二:机翼的升力
(1)升力的产生
实验①:用双手拿着一张纸条靠近下嘴唇,用力向外吹气,纸条会向上升。
(2)飞机机翼的升力
飞机升空,不是靠空气对它的浮力,靠的是飞机的机翼受到的向上升的力。由于机翼一般是不对称的,上表面比较凸,而下表面比较平,呈流线型。流过机翼上表面的气流流速 ,而流过机翼下表面的气流,流速较上表面的气流 。
大气施加于机翼下表面的压力(方向向上)比施加于机翼上表面的压力(方向向下)大,二者的压力差便形成了飞机的 。飞机就是在这个升力的作用下升空的。
飞机起飞之前,先得在跑道上跑一段距离.飞机向前跑,空气就相对地向后移动,空气的压强作用在机翼上使机翼获得巨大的升力.机翼的形状起了很重要的作用。
飞机在飞行过程中受到四种作用力:升力、重力、推力、阻力
探究活动三:水翼船
水翼船的船底装着宽大扁平的水翼,就像鸭子的脚蹼。当船在水中速度越来越快时,水翼会受到一种向上的升力,直把到整个船身都托出水面,靠水翼贴着水面滑行。这样,整个船身由于不再受到水的阻力,所以就航行得特别快了。水翼船因将船体托出水面而减小了阻力。与气垫船将船体提在空气垫层上不同,水翼船的船体是被提升在掠过水面的翼板上的。当船停止进行时,翼板隐藏在下面。但当船开始较快移动时,船体就升出了水面。
学生讨论:水翼船的水翼应该做成什么形状?其为什么能把硕大的船身托出水面?
探究活动四:喷雾器
实验②:取一装水的杯子,把一根小塑料管A插入水中,然后用另一根小塑料管B对准A露在水面的管口处,向B管中吹气,会看到喷出雾状的水雾。
分析:向B管中吹气,A管上方空气的流速 压强 ,液面上方空气的压强大,把水压出A管,随流动的空气而喷成水雾状。
四、当堂反馈:
1、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_____。
2、将两张纸靠得很近,向两张纸的中间吹气,发生的现象是( )
A.纸向两边分开 B.纸向中间靠拢 C.保持原来位置不动 D.都有可能
3、在靠近桌面边沿的地方放一枚硬币,在硬币前架一个约2 cm高的栏杆,在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气,硬币就能跳过栏杆,这是因为( )
A.硬币下方的压强比上方的压强大 B.硬币后面的压强比前面的压强大
C.硬币后面的压力比前面的压力大 D.硬币下方的空气密度比上方的大
4、行驶在河里的轮船,总是被迫偏向邻近水流较_____的地方(填“急”或“缓”).
5、冬天,北方的人们常用纸条糊窗缝。为了使纸条不易脱落,纸条应贴在窗的 侧,风沿墙面吹过时,墙上开着的窗口悬挂着的薄纱窗帘将飘向室 。(选填“内”“外”)
五、拓展提升:
1、如图1所示,将一个普通的乒乓球轻轻放人漏斗中,用电吹风从管口向上吹,那么以下分析正确的是 ( )
A、球被向上吹起,因为其下方气体流速大,压强大
B、球被向上吹起,因为其下方气体流速大,压强小
C、球不会被向上吹起,因为其下方气体流速大,压强大
D、球不会被向上吹起,因为其下方气体流速大,压强小
2、以下现象中,气体或液体压强是因为流速关系而发生的是( )
A.利用水泵可将水从低处抽到高处 B.狂风使大树拦腰折断
C.在风吹过后,地面上的塑料袋升入空中 D.将热气球放飞到高空
3、将桌面上的硬币吹翻,靠的是( )
A.硬币很轻 B.气流中有水蒸气 C.肺活量大 D.压强差
4、下列说法正确的事( )
A.升力是物体本身具有的力 B.升力和浮力本质上是一回事
C.浮力方向向上,而升力的方向不确定 D.只有气体才能产生升力
5、一艘巨轮以高速从小船旁开过时,小船将( )
A.会被大船的气流和海浪推向远离大船处 B.可能被大船吸过去,与大船相撞
C.小船与大船距离不变 D.以上都有可能
6、2007年的夏季,高邮湖面上发生龙卷风,把大量的湖水“吸入”空中,龙卷风实质上是高速旋转的气流,它能“吸”起物体的原因是( )
A、龙卷风内部的压强远小于外部的压强 B、龙卷风内部的压强远大于外部的压强
C、龙卷风使物体受到的重力增大 D、龙卷风使物体受到的重力减小
六、课后检测:
1、春天是放风筝的好季节。风筝在空气中飞行利用了下列什么原理( )
A、风筝下方空气流动速度小,空气压强小
B、风筝下方空气流动速度大,空气压强大
C、风筝上方空气流动速度大,空气压强小
D、风筝上方空气流动速度小,空气压强大
2、秋天树叶落在路面,当一辆高速行驶的汽车驶过时,路旁的树叶( )
A.从路旁吸向汽车 B.从路中间飞向路边
C.不受影响 D.只向上飞扬
3、刮大风的天气,我们在上学的路上如果迎风走路或骑车一阵大风刮来时,我们无法用嘴或鼻子吸空气,但可以向外吐气, 当这阵风过去又恢复正常呼吸,其原因是( )
A.风大时,脸上空气压强变大,压得人难以吸气
B.风大时,脸上空气压强变小,使人难以吸气
C.与气压没关系,是人缺乏锻炼
D.风大时,脸前气压小,所以容易向外吐气
4、物理学中把具有流动性的液体和气体统称________体, 当流体流动时,流速越大的位置其压强________流速越小的位置其压强________.
5、飞机的机翼是上凸下平,当飞行时,机翼上方的空气流速________,压 强小,下方空气流速________而压强________,这一压强差,就使飞机获得了向上的升力.
6、一只手拿一个瓶盖,另一只手拿一张纸条,在盖前,如图12-4-1所示,用嘴用力吹瓶盖时,纸向瓶盖靠近,为什么
7、如图水池中盛有半池水,调节水龙头使流出的水成细流状后,把乒乓球放在靠近水流处的水面上,松开手后会发现( )
A、乒乓球会远离水流,移向池边
B、乒乓球会移动到水流的下方
C、乒乓球不动
D、乒乓球绕水柱做圆周运动
8、如图是北美草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,给洞中的草犬鼠带来习习凉风,则下列有关洞内风向分析正确的是( )
A、风总是从A洞口吹入,从B洞口吹出
B、风总是从B洞口吹入,从A洞口吹出
C、风总是从A、B洞口同时吹入
D、风有时从A洞口吹入,有时从B洞口吹入
9、 恩施火车站台上都设有安全线,火车进站时,人若越过安全线,有可能被吸进铁道,发生危险。
为了配合我国第六次铁路大提速,公安部交管局再次发出公告,在火车站台上候车的乘客应站在安全线外。从物理学的角度看,其原因是火车通过时,人体与车辆之间 ( )
A、空气流速比外侧快,压强减小
B、空气流速比外侧快,压强增大
C、空气流速比外侧慢,压强减小
D、空气流速比外侧慢,压强增大
10、诗人杜甫在其著名诗篇《茅屋为秋风所破歌》中写到:“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅”,若屋外气压急剧下降到9×104Pa,当时门窗紧闭,屋内气压为1个标准大气压,屋顶面积为30m2,这时屋顶所受到的内外压力差可达到多大?
质疑与反思:
图1