(共21张PPT)
第4节 神奇的升力
第九章 浮力与升力
2019年4月13日,世界上最大的飞机(Stratolaunch)在加利福尼亚的莫哈韦沙漠完成首次试飞成功。如图所示,该飞机采用双机身设计,总重接近227 t,翼展约117 m。几百吨的飞机为什么能够在空中飞行?
1.知道气体的压强与流速的关系。
2.了解飞机的升力是怎样产生的。
3.了解生活中跟流体的压强与流速相关的现象。
任务一
流体压强与流速的关系
水、空气等都具有流动性,统称为流体。流体流动时,在流速不同的地方会表现出一种奇妙的特性。
活动:完成下列小实验,观察实验现象,分析原因。
A.倔强的纸片
向两张下垂的纸中间吹气,你观察到什么现象?
现象:两纸片向中间靠拢
原因:吹气时纸内外气流速度不同.
B.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:乒乓球上,下气流速度不同.
现象:乒乓球不会掉下来.
C.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?
现象:水从烧杯中压入竖直管中,再被水平管口的气吹散开。
原因:竖直水管口上下气流速度不同。
问题1:分析实验现象,总结实验结论?
从上面的三个实验现象,可以归纳出流体的压强跟流速的关系:
流速大的地方,压强小;流速小的地方,压强大。
任务二
升力是怎样产生的
活动1:小组合作完成下列实验探究,记录实验现象,思考鸟翼是如何翱翔的?
a.用硬纸做一个鸟翼模型(如下图),在其中插一根吸管,穿过吸管将模型套在竖直的铁丝上。
b.用吹风机对着模型吹风,观察气流对鸟翼模型有什么作用。
问题1:什么是升力?
就是向上的力,使你上升的力。一般都是说在空气中,向上的力大于向下的力,其合力可以使物体上升。这个力就是升力。
实验结论:
水平的气流,能使鸟翼获得向上的升力。
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
问题2:概述升力产生的原因。
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、下不对称,机翼上方气流速度较大,对机翼上表面的压强较小;下方气流的速度较小,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。
问题3:用气体压强与流速的关系解释鸟儿翱翔原理。
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。
活动2:观看视频,更直观的了解飞机能在空中飞行的原理,交流分享生活中有关压强与流速的现象。
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
草原犬鼠的“空调”洞穴
S T S
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.
1.如图所示,一只三端开口的T形玻璃管,当从B端向管中吹起时,A端管中的水面会( )
A.下降 B.上升
C.仍与管外液面相平 D.无法判断
2.下列能够说明流体压强与流速关系的是( )
A.拦河坝设计成下宽上窄 B.用漏斗向下吹气乒乓球不下落
C.高压锅容易把使物煮熟 D.玻璃厂用吸盘搬运玻璃
B
B
3.为了保障轮船在河道中安全行驶,当两船交会时,使两船间距离大一些,还应采取的正确措施是( )
A.两船应加大速度
B.两船应减小速度
C.两船保持原有速度
D.以上措施都正确
4.小李同学暑假乘坐飞机取北极旅游,飞机在飞行时,机翼下方空气流速比机翼上方慢,机翼下方压强比机翼上方 (选填“大”或“小”),由此获得向上的升力。
B
大
总结:请画出本节内容的思维导图
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