10.3 气体的压强(第2课时)
第10章 压强和浮力
教师
xxx
苏科版 八年级下册
气体压强与流速的关系
用流体压强与流速的关系解释有关现象
液体压强与流速的关系
飞机的升力
01
03
02
04
CONTANTS
目 录
情景引入
引入
雨伞在起风时为什么有它被上吸的感觉?
龙卷风为什么能把地面上的物体卷入空中?
我们已经学习了液体内部的压强及大气压强,都是流体静止时的压强,那么液体、气体处于流动状态时压强如何?
往两张平行下垂的纸中间吹气为什么它们会“相吸”?
地铁站台上为什么要画安全线?
气体压强与流速的关系
01
流体流动速度越快,产生的压强越大。
流体流动速度越快,产生的压强越小。
流体的压强与流动速度无关。
液体和气体都具有流动性,统称为流体。流体流动时产生的压强称作流体压强。
提出问题:流体产生的压强与流速有什么关系?
猜想与假设:
活动
在两支筷子中间放上两只乒乓球,用吸管向中间吹气
p1
p2
现象:开始时两个小球不动,用吸管吹气时,小球运动,两球都是向中间靠拢
提问:是否是气体的压强与气体的流速有关?
演示实验
接气泵
结论:气体在流速大的地方压强较小, 在流速小的地方压强较大。
实验装置
做一做:手拿两张纸让它们自然下垂,且纸面平行。在两张纸中间向下吹气,可以观察到什么现象?你能解释其中的原因吗?
原因:吹气时,纸条内侧空气流动快,压强变小,纸条外侧空气流动慢,压强变大,两纸条被吸到了一起。
做下面三个实验:使劲吹气,猜想下硬币、纸条、乒乓球会怎样运动?
你们能解释其原理吗?
液体压强与流速的关系
02
想一想:为什么三个玻璃管中的水柱高度不相同?
探究实验:液体压强与液体流动速度的关系
请同学们观看视频演示实验——液体压强与流速的关系
实验现象:三个玻璃管中的水柱不相同。
实验分析:
水平管的粗细不同,水流动时,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v小,细管中的水流速v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可知,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。
υ小
υ小
压强小
υ大
结论② :在液体中,流速越大的位置,压强越小。
压强大
压强大
结论
在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小。
该结论也称“伯努利原理”。是由瑞士物理学家、数学家、医学家丹尼尔?伯努利在1738年提出的。他用能量守恒定律解决流体的流动问题,写出了流体动力学的基本方程,后人称之为“伯努利方程”,提出了“流速增加、压强降低”的伯努利原理。
伯努利家族,一个家族3代人中产生了8位科学家,后裔有不少于120位被人们系统地追溯过,他们在数学、科学、技术、工程乃至法律、管理、文学、艺术等方面声名显赫。
用流体压强与流速的关系解释有关现象
03
①解释本节课开始做的“吹纸”实验
吹气时,两张纸条内侧空气流动快,压强变小,而纸条外侧的大气压强相对较大,存在压强差,因而有压力差,是这个压力差把两纸条压到了一起。
压强p大
压强p大
②为什么火车站和地铁站的站台上要画一条安全线?
当火车或地铁进站时,会带动人和车之间的空气的流速加快,根据流体压强与流速的关系可知,人外侧空气流速慢压强大,而内侧流速快压强小,会产生一个向内侧的压强差,将人推向火车,易出现危险。
地铁站台的安全线
火车站台的安全线
③分析喷雾器的工作原理
喷雾器的小孔处比较细,当有气体流出时,空气流速快,压强小,容器里液面上方的空气压强大,液体就沿着细管上升,从管口流出后,受气流的冲击,被喷成雾状。
喷雾器
你能解释乒乓球靠拢的原因吗?
压强大
压强大
压强小
流速快
分析:在两个乒乓球中间,水的流速变大,压强变小,而球外边的水的流速小,压强大,形成压强差,因此乒乓球会靠拢。
④如图所示,在盛水的浅容器中放入两个乒乓球,使两球间隔一定的距离且静止。现在用一细纸管向两乒乓球中间吹气,观察现象。
非洲草原犬鼠的洞穴有两个出口,一个是平的,另一个则是隆起的圆形土堆。
⑤草原犬鼠的洞穴
实际上,两个洞口的形状不同,决定了洞穴中空气流动的方向。吹过平坦表面的风运动速度小,压强大;吹过隆起表面的风速度大,压强小。因此,地面上的风吹进了犬鼠的洞穴,给犬鼠带去了习习凉风。
压强大
压强小
空气流动方向
⑥踢足球中的“香蕉球”
由于气体的流速越大,压强越小。罚“香蕉球”的时候,足球一边向前飞行一边不断地旋转,两侧空气的流动速度不一样,它们对足球所产生的压强也不一样,于是,足球在空气压力的作用下,被迫向空气流速大的一侧转弯了。
飞机的升力
04
1903年,莱特兄弟在用风筝和滑翔机进行了成千次飞行之后,终于发明了带滑橇的“飞行者一号”双翼飞机,实现了人类第一次自主操作飞行,虽然当时飞行的最远距离只有260m,历时仅59s,但却开创了人类航空史的新纪元.如今,飞机已经是现代交通不可缺少的重要工具.
生活?物理?社会
莱特兄弟的“飞行者一号”双翼飞机
为什么飞机在空中飞行不会掉下来呢?
飞机的升力
1.机翼上下表面的压强差是产生升力的原因。
下方流速慢,压强大
上方流速快,压强小
机翼
上表面
下表面
空气流速
压强
产生升力原因
机翼产生向 的压强差
小
小
大
上
飞机升力的产生
机翼上、下表面的压强差是产生升力的原因。
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。
因为机翼的形状基本是上凸下平,所以上方空气流速加大,压强减小,机翼上方与下方存在压强差,因而有压力差,这就形成向上的升力。
大
F1 <F2
2.鸟类的翅膀横截面与飞机机翼很相似
聪明的动物世界——灰雁
生活在欧洲的灰雁,如果天气情况很恶劣时,空气流动很大,且非常不稳定,它需要降低高度以摆脱这种不利的状况。请同学们帮它想想办法,它怎样才能迅速的降低高度呢?
身体完全翻转过来,倒立飞行
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___________________。
流速大
小
流速小
大
将人推向列车
课堂练习
2.如图所示,为什么流出来的是温水呢?
答:当冷水从水管中流过时,管中冷水流速变____,压强变____,A点压强_______瓶内液面上的大气压,瓶内热水在大气压的作用下上升到管中,与冷水混合为温水。
大
小
小于
3.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
4.飞机的机翼形状( B )
A.上平,下凸 B.上凸,下平
C.上、下全凸 D.上、下全平
5.成绵乐山高铁的开通,标志着乐山正式步入高铁时代。高铁列车进站速度要比普通列车大一些。 为避免候车乘客被“吸”向列车
的事故发生,站台上的安全线与列车的距离也要更
大些。这是因为列车进站时车体附近( )
A.气流速度更大、压强更小?
B.气流速度更大、压强更大
C.气流速度更小、压强更大???????? ?
D.气流速度更小、压强更小
A
6.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.从路旁被吸向汽车 B.从路中间飞向路边
C.不受影响 D.只向上飞扬
A
7.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
8. 如图所示,小丽同学撑一把雨伞在雨中,当一阵大风吹来,伞面可能被“吸”得严重变形.下列有关这一现象及其解释正确的是( )
A.伞面被向下“吸”,伞上方的空气流速小于下方
B.伞面被向上“吸”,伞上方的空气流速大于下方
C.伞面被向下“吸”,伞上方的空气压强大于下方
D.伞面被向上“吸”,伞上方的空气压强大于下方
B
9.龙卷风的实质是高速旋转的气流。它能把地面上的物体或人畜“吸”起卷入空中。龙卷风能“吸”起物体是因为 ( )
A.龙卷风内部的压强远小于外部的压强
B.龙卷风增大了空气对物体的压力
C.龙卷风使物体受到的重力变小
D.迷信说法中的“龙”把物体“抓”到空中
A
10. 中新网转发了一组照片,向人们展示了一只灰鹅独特的飞行技艺。如图显示的就是这只灰鹅在突遇强风时,身体猛然转过180℃,而头部却保持正常姿态的情形。使用这种“超级扭曲”的方式能使翅膀下方的空气流速 上方的空气流速(选填“大于”或“小于”),从而使灰鹅受到一个向 的作用力,能迅速降低飞行高度,使飞行更安全。
大于
下
11.为了探究气体流动时压强大小的特点,小明将两纸片靠拢,纸片下端自然下垂,如图(b)所示。然后他向两纸片间慢速吹气,实验现象如图(c)所示,接着他快速吹气,实验现象如图(d)所示。
①分析比较图(b)、(c)、(d)的实验现象可知: 。
②结合上述结论,解释“列车进站时,为什么乘客必须站在安全线以外候车?”
答案:①分析比较图(b)、(c)、(d)的实验现象可知:气体流动时,气体的压强会变小,并且气体的流速越快,气体的压强越小。
②若站在安全线以内,当列车进站时,其周围的空气随列车一起运动,流动速度变快,压强变小,而人身后的空气流速较小,压强较大,形成向车身方向的压强差,会把人推向列车,发生危险。
流体压强与流速的关系
流体:液体和气体的统称
流体压强与流速的关系:流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大
飞机升力的产生:机翼上下方所受的压力差形成向上的升力
课堂小结
感谢观看