(共34张PPT)
10.1 在流体中运动
教科版(2024)物理八年级下册
第十章 流体的力现象
目录
素养目标
01
课程导入
02
新课讲解
03
总结归纳
04
课堂练习
05
正确教育
素养目标
1.通过实验探究,知道流体压强与流速的关系
2.会用流体压强与流速的关系解释升力的获得及解决一些安全问题
3.了解流体压强与流速的关系在生活中的应用
人类一直幻想着像鸟儿一样在天空飞翔。1891年,奥托·利林塔尔模仿仙鹤的翅膀形状,设计和制造了使用的滑翔机,实现了飞行的梦想。今天,飞机已称
为我们生活中的重要交通工具。
滑翔机
制作一个鸟翼模型
鸟翼的升力
活动:准备实验材料,分小组设计并完成实验,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。
思考
问题2: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。
雅各布·伯努利
(Jakob Bernoulli ,1654-1705年)
流体压强与流速的关系
研究气体压强与流速的关系
抽气机
气体压强传感器
三节直径不同的塑料管连接在一起,然后与抽气机相通。当抽气 机抽气时,在同一段时间内,通过三节塑料管的气体总量是相同的,所以细管内气体的 流速一定比粗管内气体的流速大。把三个气体压强传感器分别接入管内,将传感器与计算机相连,从计算机上就可以读出三个位置气体压强的数值。看看是不是气体流速大的地方压强小
三个直径不同的塑料管
想想做做
向两张纸中间吹气。
现象:两张纸被压在一起。
原因:两张纸中间的压强
小于两张纸外侧的压强。
流动的空气,压强变小
如图所示,在离桌边20~30cm的地方放一枚铝制硬币,在硬币前10cm左右放置一个高度约2厘米的木块,在硬币后放置一本与硬币厚度相当的笔记本。在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气,硬币就可能跳过木块。
空气流动
压强p大
压强p小
想想做做
向各个方向都有压强
流动性
液体有压强
气体有压强
气体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大
液体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大
在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小
不止一项实验结果表明
生活中与流体压强有关的例子
轨道交通防护网和安全线
1.下列现象能用流体压强与流速关系知识解释的是( )
A.硬纸板不掉下来 B.飞艇空中漫步
C.向烧瓶浇冷水,停止沸腾的水重新沸腾 D.C919大飞机起飞
D
经典例题
答案:D
解析:硬纸板不掉下来、吸盘挂钧、用吸管吸饮料,都是利用了大气压,故A不符合题意;
飞艇在空中是受到空气的浮力作用,故B不符合题意;
向烧瓶浇冷水,烧瓶内水蒸气遇冷液化导致烧瓶内液面上方的气体压强减小,由于液体的沸点与液体表面上方的气体压强有关,气压越低、沸点越低,此时水的沸点降低,停止沸腾的水重新沸腾,故C不符合题意;
飞机飞行时,机翼上方空气流速快、压强小,下方空气流速慢、压强大,产生向上的压强差、压力差,从而获得升力,故D符合题意。
故选D。
升力
问题: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。
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
2.某兴趣小组开展制作飞机模型大赛,他们要让飞机获得升力,机翼横截面的形状应设计成( )
A. B.
C. D.
B
经典例题
答案:B
解析:飞机机翼的横截面应做成上凸下平的形状,则空气经过上表面的流速大于下表面的,而流速大的位置压强小,所以形成一个向上的升力,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3.如图所示,将一根玻璃管制成粗细不同的两段,管的下方与一个装有部分水的连通器相通。当从管的一端吹气时,连通器两端A、B液面高度变化情况正确的是( )
A.A液面上升
B.A液面下降
C.B液面下降
D.A、B液面高度均不变
B
经典例题
答案:B
解析:气体在流速小的地方压强大,在流速大的地方压强小,从管的一端吹气时,粗、细两管中的空气流量是相同的,粗管中的空气流速小、压强大,细管中的空气流速大、压强小,则A液面上方的气体压强大,B液面上方的气体压强小,所以会造成A液面下降,B液面上升。故选B。
在流体中运动
流体
规律
对于流体中,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
应用举例 飞机
鸟翼的特殊造型
鸟翼上方的空气压强小于下方的空气压强
升力产生原因
气体和液体都具有流动性,称为流体
产生向上的压强差
1.如图所示,以下现象不能用流体压强与流速关系解释的是( )
A.用吸管吸饮料 B.竖管中水面上升
C.两艘大轮船不能近距离同向航行 D.乒乓球吹不下去
A
答案:A
解析:用吸管吸饮料是利用大气压的作用,不是利用流体压强与流速的关系;符合题意;
往B管中用力吹气,A管上方空气的流速增大,压强减小,A管中液体受到向上的压强大于向下的压强,液面上升,利用了流体压强与流速的关系。不符合题意;
两船并排快速前行,可导致中间水流速变大,压强变小,水压着船向中间靠近,造成事故。所以船舶航行时应避免两艘靠近的船并排前进;不符合题意;
向漏斗口吹气,乒乓球会贴在漏斗上不掉下来,是因为当从漏斗口吹气时,乒乓球上面的空气流速增大,压强减小,乒乓球被下面的大气压压向漏斗颈而不掉下来。利用了流体压强与流速的关系。
不符合题意。
2.如图是小朋友非常喜欢玩的遥控爬墙车,它之所以能吸附在墙壁上,主要是因为车身内的电动排风机将空气排出,车身底部的空气需要不断地补充,使车身和墙壁之间的空气流速大,压强_________,在_________的作用下,车身就可以紧贴在墙壁上。
小
大气压
答案:小;大气压
解析:根据流体压强和流速的关系可知,遥控爬墙车车身内的电动排风机将空气排出,车身底部的空气需要不断地补充,使车身和墙壁之间的空气流速增大,压强变小,而外界大气压不变,在大气压的作用下,车身就可以紧贴在墙壁上。
3.我国南极泰山站采用轻质材料装配而成,为了避免被强横风吹动移位,支架上悬空部分结构特点如下图所示。其上方空气的流速_______下方的流速,上方的压强_______下方的压强,使房屋更加牢固。(均填“大于”或“小于”)
小于
大于
答案:小于;大于
解析:支架上悬空部分结构特点如图所示,上方有空气流过时,上方空气的流速小于下方的流速;上方气体的流速小,压强大,下方的流速大,压强小,上方的压强大于下方的压强,产生了一个向下的压力差,使房屋更加牢固。
4.利用生活中的器材,我们可以制作一些简易的物理仪器。如图所示,小伟将瓶塞去掉,增加了一根细玻璃管,做成了一个简易喷雾器。这个喷雾器的工作原理是_______________________。喷出的水雾向四周飞溅,小伟认为这不是扩散现象,理由是_________。
流体中流速越大的位置压强越小
见解析
答案:流体中流速越大的位置压强越小;见解析
解析:流体中流速越大的位置压强越小,吹起时,简易喷雾器上端空气流速加快,气压变小,水在内部气压的作用下上升。
水雾是在外力作用下的机械运动,并非自发进行的无规则运动,所以不是扩散现象。