2.4流体的压强与流速的关系（课件 27张PPT）

(共27张PPT)
§2-4 流体的压强与流速的关系
华师大版八年级上册
第2章 压力 压强
你见过高铁的黄色警戒线吗？
据铁路史志记载，这条警戒线来源于百年前的一场惨案。
1905年冬天，在俄国一个名鄂洛多克的小火车站上，站长率全站38名员工身着盛装、手持鲜花，列队站在铁路线两旁恭候沙皇尼古拉二世派来视察的钦差大臣。列车没有和以前一样缓缓进站，而是狂风般飞速冲进了“人巷”，刹那间“人巷”倒塌了，数十名员工仿佛背后被无形的力量推了一掌，朝着火车的方向倒去。结果造成34人丧生，4人终生残疾。
由于当时科技水平有限，人们对此无法解释，只好把事故原因归结为上帝的安排。
不仅仅是气体，后来人们发现液体也有类似的性质
1912年的秋天，当时世界上最大的轮船之一、远洋货轮“奥林匹克号”正在大海上航行。突然，一艘比它小得多的铁甲巡洋舰“豪克号”从后面追了上来，在离它100m的地方几乎跟它平行地疾驰。就在这时，一件意外的事情发生了：“豪克号”好像着了魔似的，扭转船头朝“奥林匹克号”冲了过来，“奥林匹克号”的船舷被“豪克号”撞了一个大洞。
液体和气体有许多相似之处，它们都具有流动性。
科学上将具有流动性的液体和气体统称为流体。
一、流体
1、流体：
流体是能流动的物质，是液体和气体的总称。
流体是与固体相对应的一种物体形态。
2、流体的主要特点：
流体具有流动性，所以流体没有一定的形状，很容易使自身的形状适应容器的形状。
流体和其他物质一样，具有质量和重力。
活 动 1
取一张长条形纸，用两手平拿纸条一侧的两角，纸条的另一侧会自由下垂，在纸的上方沿水平方向吹一口气， 这张纸将怎样运动？记录所观察到的现象，并思考为什么会出现你所观察到的现象。
现象：
原因分析：
吹气时，纸的前端由原来的下垂变成向上飘起。
吹气时，纸向上运动起来，纸的两侧存在压强差，纸受到下方的压力大于上方的压力，吹气的地方纸的上方空气流速变大，气压变小，而纸下方气体没有流动，压强仍等于大气压强，纸会向流速大的—侧运动。
做一做
实验：在靠近桌面边沿的地方放一枚硬币，在硬币前架一个约2cm高的栏杆，在硬币上方沿着与桌面平行的方向使劲吹气，猜想下硬币会怎样运动？
硬币能跳过栏杆
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
A
活 动 2
取两张白纸，用手抓住上端，使两纸平行，
使另一端自由下垂，如图。用嘴向两纸中间部分
使劲吹气，观察现象。
现象：
分析原因：
吹气时，两纸下端向中间靠拢，吹气越用力，两纸向中间靠拢越多。
吹气时，纸下端向中间靠拢，说明两纸受到不平衡力的作用，且左纸合力向右，右纸合力向左，说明吹气的地方气压变小了。
中间注水
流速快压强小
流速慢压强大
流速慢压强大
为什么两艘船不能靠得很近同向行驶？
因为两艘船并列行驶时，两船中间水的流速 。根据流体压强的特点，即流速大的地方压强 。由于两船中间的地方压强 ，两外侧压强 ，这个水压差会推着两艘船越靠越近，最后便会相撞。
大
大
小
小
流体的压强与流速的关系
解释：液体流动速度越快，那么这个地方压强就越小，用水管向船中间的水域冲水，导致船之间压强小，船两侧压强大，压强差就会把小船挤压到中间。
流体压强与流速有一定的关系 ,当流体稳定流动时,在流速越大的地方压强越小 ,在流速越小的地方压强越大。
流体的压强与流速的关系的应用
1.诗人杜甫在《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”，请你分析诗中包含的物理道理。
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物理道理:这是因为刮大风时，茅草上面的空气流动快，茅草的下面的空气基本是静止的。根据流体中，流速大的地方压强小的原理，茅草上面的空气压强压力小，而下面的压强压力大，对茅草产生了向上的升力使它飞走了。
流体的压强与流速的关系的应用
飞机前进时，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。机翼上、下表面存在压强差，因而有压力差。
2.飞机的升力
飞机机翼的主要功能是产生升力，支持飞机在空中飞行，同时起到一定的稳定作用。
为什么机翼能够产生升力呢？
机翼不是一块平板，它的截面呈前缘较厚、后缘较薄、上下表面不对称的形状。当飞 机飞行时，空气相对于它有一个流动的速度。气流从前缘开始，分成上下两部分向后缘运动，并且同时到达后缘，上方的气 流速度大于下方的气流速度。根 据流体的压强与流速的关系可以 知道，机翼下方的压强大于上方的压强，就使得整个机翼受到一个向上的升力。
飞机就是依靠这个升力与它的重力平衡的。
流体的压强与流速的关系的应用
气流偏导器
3.汽车气流偏导器
站台上一条黄线划出安全候车区，以防乘客发生危险。
火车站台边缘处标有一条安全线，人必须站在安全线以外的位置候车。其原因是火车急速驶过车站时，安全线以内的空气流速 、压强 ，人如果站在安全以内位置，人与车之间空气流速 人的另一侧，人与车之间的气压 人的另一侧，容易导致人被压向火车，而发生安全事故。
增大
减小
大于
小于
4.黄色安全线
流体的压强与流速的关系的应用
5.如图是草原犬鼠的空调系统，请分析。
A B
分析：
流速越大的地方压强越小。当地面上风吹过平坦表面洞口A时风运动的速度不变，而吹过隆起表面洞口B时风的速度变大，气压减小。因此，地面上风从平坦表面的洞口A吹进了犬鼠的洞穴，并从洞口B流出，从而不仅能使穴中清风习习，而且能带走洞中浊气。
流体的压强与流速的关系的应用
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。
如图所示，自来水流过玻璃管A、B、C三处，玻璃管B处最细，竖直水柱的高度较小，表明B处水流速较 ，水压强较 ，故B处能支持的水柱高度较 。
大
小
小
课堂练习
早在1726年，有一个叫丹尼尔·伯努利的人就注意到：如果水沿着一条有宽有窄的沟向前流动，沟的较窄部分就流得快些，但水流对沟壁的压力比较小；反之，在较宽的部分水就流得较慢，压向沟壁的力则会比较大。他的理论直到后来才被人们重视，因此为了纪念他的发现，人们也将流体压强和流速的关系称为伯努利原理。
制作吸管喷雾器
原理：
气流快的地方，气压会 。当气流从水平吸管吹出来时，竖管上端的气流比较快，气压就会比较 ，而竖管与水面接触的地方气压仍然是较大的，所以大气压就会把水往竖管里压，水在竖管内上升到上端管口时，被水平管中吹出的气流带动而向 方向喷出，这时竖管中水压随着水喷出而又变小，大气压继续将杯中的水压入竖管中........。
变小
小
水平
活 动 3
活动：
如图，小试管的直径略小于大试管的直径，现在大试管内装满水，然后套入小试管（无水），然后将装置倒立，这时我们观察到的现象： 。
你能解析其中的道理吗？
小试管在大试管内上升
装置倒置后，大试管中的水由于 力的作用，会流下来，形成流体。此时，小试管上方的空间的压强 ，小于外界大气压时，小试管就在 的作用下，被压着向上运动。所以会看到小试管在大试管中上升。
重
减小
大气压
实验二：
将乒乓球置于倒放的漏斗顶部，并从上方向下吹气，观察乒乓球是否会掉落
例题讲解
【例1】如图所示，从倒置的漏斗口用力吸气或向下吹气，乒乓球都不会掉下来。下列说法正确的是(　　)
A．吸气或吹气都减小了乒乓球上方气体的压强
B．吸气或吹气都增大了乒乓球下方气体的压强
C．吸气减小了乒乓球上方气体的压强，吹气增大了乒乓球下方气体的压强
D．吸气增大了乒乓球下方气体的压强，吹气减小了乒乓球上方气体的压强
A
在倒置的漏斗里放一个乒乓球，用手指拖住乒乓球，从漏斗尖嘴处向上用力吸气，并将手指移开，看到的现象是 ，原因是 。朝漏斗尖嘴处向下持续用力吹气也能达到类似的实验效果，原因是 。
乒乓球不会掉落
气体流速越大的地方，气体压强越小
大气压的作用
课堂练习
汽车长途行驶后，车身会布满灰尘和泥土，以下有关其原因的说法中正确的是（　　）
A．汽车中途遇上暴风雪天气
B．车身附近气流快，压强小，灰尘在气压差的作用下被压向车身
C．车轮旋转时扬起尘土，溅到车身上
D．司机不做清洁工作造成的
B
例题讲解
A B C D
【例2】学习了“流体压强与流速的关系”后，为了解决“H”形地下通道中过道的通风问题，同学们设计了如下方案。如图，黑色部分为墙面凸出部分，“M”为安装在过道顶的换气扇，其中既有效又节能的是(　　)
C
本课小结
1．流体 ：气体和液体都具有流动性，统称为流体；
2．流体压强与流速的关系：流速大的位置压强小，流速小的位置压强大；
3．飞机升力：机翼上下表面压强差是产生升力原因；
4．用流体压强与流速的关系解释现象。
小结：