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9.4 流体压强与流速的关系导学案 新人教版 2014

发布时间:2014-03-08 10:57:03  

9.4 流体压强与流速的关系导学案 2014-3-6 学习目标:1.知道流体压强和流速的关系并且会应用解决简单问题。

2.会说出飞机的升力产生的原因。

学习探索:

【问题一】气体压强与流速的关系

1.〖动手做做〗:预习课本P91页下面“探究”取两张纸如图

所示,向中间吹气,看是否能把两张纸分离开。

〖现象〗在吹起的过程中越吹两张纸 。

〖分析〗在吹气的过程中,使纸里面的空气的流动 ,

(“加快”或“减慢”),从而使这里空气对纸张向外的压强 (“大于”或“小于”)外面空气对纸张向里的压强。

2.〖动手做做〗:根据课本P91页“想想做做”,思考是什么力使得硬币向上“跳起来”。

〖分析〗吹气加快了哪个地方的空气流动?这个地方空气对硬币的压强是增加了还是减小了?

3.如图:在漏斗的下方放置一个乒乓球,用手指托着它,从上方向下吹气, 手指离开,乒乓球会向下落吗?

【小结】对气体来说,流速越大的地方压强 。

【问题二】液体压强与流速的关系

1.〖猜猜看〗如图所示,在水槽里并排放两只纸叠的小船,然后向

中间用注射器往中间注入水,两只小船会怎样?是靠近还是分开?

还是静止不动?你猜想的依据是什么?

2.1912年秋天,远洋航轮“奥林匹克”号与较小的“铁甲巡洋舰”同向航行,但是当二船平行的时候,突然小船竟然扭头几乎笔直地向大船冲来,结果小船把“奥林匹克”的船舷撞了一个大洞。你能解释其中的原因吗?

【小结】对液体来说,流速越大的地方压强 。

【总结】无论是气体还是液体,流体流速越大的地方压强 。

【问题三】飞机的升力

【观察思考】.观察如图所示的机翼,它的上下表面形状对称吗?这样

飞机前进时气流通过上表面和先表面的速度一样吗?为什么?机翼上

下表面受到空气的压强是否相等?哪个大些?

飞机前进时,机翼与周围的空气发生相对运动,相当于有气流迎面流过机翼。机翼形状__________________,在相同的时间内,机翼上方气流通过的_________较长,因而______较大,对机翼的________较小;下方气流通过的_________较短,因而________

,它对机翼的压

1

强_________。因此,在机翼的上下表面产生了__________,这就产生了向上的升力。

【小结】飞机起飞时是,向上的升力实际就是机翼上下表面受到的 。

知识小结:【流体压强与流速关系的应用】

1、观察下图所示实验,当用力向A管吹气时,会看到B管中水位_______

的现象:原因是_______________________________。以下现象不能用此原理解

释的是 (填序号)①平行于岸边航行的船不能靠岸太近;②用吸管把饮

料吸进嘴里;③狂风把一些不牢固的建筑物掀翻。

2、右图是一种喷雾器示意图.当把活塞向圆筒里压人时,可以把消毒液或

杀虫药液喷成雾状,请简述其工作原理.

答:当把活塞向圆筒里压人时,圆筒末端的小孔A处空气的流速

____________,因此小孔A处的压强__________大气压强.于是,容器里药液

表面上方的__________就迫使药液从小孔下方的细管B上升,到达小孔A附近

时,被气流冲击分散成为雾状.

3、如图所示,两艘船并排航行时,常常会不由自主地碰在一起.为什么?

答:两船之间水的流速较大,液体的压强__________.两船外侧的水流速度较慢,压强___________.形成向里的压力差,使两船相互靠拢.

4、铁路站台候车的乘客为什么应该站在安全线以外?(课本P93页1题)

5、随着人们生活水平的不断提高,各种小汽车已经走进我们的家庭。仔细观察

和思考,可以发现小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象都与物理知识有关,请你用学过的物理知识解答下面的问题: (1)如图所示是小丽家购买的一辆小轿车,她发现轿车的外形类似于

飞机的机翼,则轿车在快速行驶过程中,车子上方空气的流速 车子

下方空气的流速,因此车子上方气体的压强 车子下方气体的压强,

从而使得轿车对地面的压力 车的重力.(选填“大于”、“等于”

或“小于”)。导致汽车受到的地面阻力减小,不容易刹住车从而发生危

险。出现“发飘”现象,具有一定的危险性,根据流体的这种特性,

有些轿车的尾部安装了导流板,如图甲所示。它的作用主要是在轿车

高速行驶时,增加车对地面的压力,提高车轮的抓地性能。为了使导

流板下面气流的速度大于上面气流的流速,则导流板横截面的形状应

是乙图中的________(选填“A”或“B”)。 “气流偏导器”受到

一个向 (选填“上或下”)的压力差,从而使车轮抓紧地面。

(2)小丽坐在汽车上,看到路旁的树木向后退去,她是以 为参照物的;汽车行驶过程中,开了车窗,小丽看到车内悬挂的窗帘在 飘动(选填“车内”或“车外”),这是由于车外空气的流速大于车内,而使车内的气压 车外的气压而造成的(选填“大于”、“小于”或“等于”)

(3)大多数轿车的外形纵截面类似于飞机机翼的纵截面(俗称“流线型”),这样的设计的优点是

6、 关于飞机的升力,以下说法正确的是 ( )

A.飞机的升力是因为飞机高速运动产生的,任何一个物体,只要在空气中高速运动都会受到这样的力

B.飞机的升力如同气球在空气中受到的向上的力,是空气对它产生的浮力

C.飞机的升力是因为流过机翼上下方的气流速度不同,使机翼上下表面受到的压强不同而产生的

2

D.在太空中环绕地球运转的卫星,也受到升力的作用

作业部分:

1、如图是北美草原犬鼠洞穴的橫截面示意图。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,从而给洞中的犬鼠带去习习凉

风。则下列有关洞内风向分析正确的是( )

A.风总是A口吹入,B口吹出 B.风总是B口吹入,A口吹出

C.风总是A、B口同时吹入 D.风有时从A口吹入,有时从B口吹入

2、英国《每日邮报》曾刊登了一组照片,如图2所示。灰鹅在飞行途中

突遇强风,这只灰鹅以飞行方向为轴线,横向转体180°,但头部依然保持着正常飞行时的姿态。灰鹅转体的作用是迅速降低飞行高度,躲避危险,其原理是( )

A. 大气压强与高度的关系 B. 气体压强与体积的关系

C. 气体压强与流速的关系 D. 气体压强与温度的关系

3、我国自主生产的磁悬浮列车,车体设计为流线型,采用铝合金与铝

蜂窝铆焊混合超轻车体结构,最高时速可达430km/h,下列叙述正确

的是( )

A、磁悬浮列车由于运行速度很快,所以惯性很大

B、磁悬浮列车是靠磁场把列车从轨道上微微托起,使摩擦力大大增大

C、某时刻显示的车速是280km/h,这表示经0.1h后列车行驶的路程一定是28km

D、为保证安全人不能进入轨道两侧的安全线内,是因为气体流速大的地方压强小

4、如图所示,小汽车在平直的高速公路上以100km/h的速度行驶,若考虑周围空气对它的影响,则此时( )

A.运动时对地面的压力小于静止时对地面的压力

B.运动时对地面的压力等于静止时对地面的压力

C.运动时与地面的摩擦力小于静止时与地面的摩擦力

D.运动时与地面的摩擦力等于静止时与地面的摩擦力

5、小张同学自制了一个飞机机翼模型,将其固定在托盘测力计上,

如图7所示。在机翼模型的正前方用电扇迎面吹风,模拟飞机飞

行时的气流。当无风时,托盘测力计示数为18N;当电风扇吹风时,

托盘测力计的示数为10 N。产生这个现象的原因是( )

A.吹风能减少物体所受的重力 B.吹风能增加物体所受的重力

C.吹风使机翼模型上方的气流速度大于下方的气流速度,在机翼的上下表面

产生压强差,产生了向上的升力

D.吹风使机翼模型下方的气流速度大于上方的气流速度,在机翼的上下表面

产生压强差,产生了向上的升力

6、. 足球运动员梅西在某次比赛中,踢出一记神奇的“香蕉球”,足球从右

侧绕过“人墙”射入球门,如图所示。这是因为踢出的足球( )

A. 左侧空气流速慢 B. 两侧空气流速相同

C. 左侧空气流速快 D. 不断改变旋转方向

7、如图所示,关于吊扇的重力与其对天花板的拉力,下列说法正确的是( )

A.吊扇不转动时,拉力大于重力 B.吊扇不转动时,拉力小于重力

C.吊扇转动时,拉力大于重力 D.吊扇转动时,拉力小于重力

8、下图是楼房顶上常见的导气管,它的作用是将每家住户洗手间下水道中的污浊气体排出。下列关于导气管的描述最合理的是( )

A、导气管利用浮力将密度小于空气的污浊气体导出

B、导气管利用流速和压强的关系,在楼底管道产生低气压

3

C、在有风的天气里导气管排气效果会变差

D、导气管利用流体中流速大的地方压强小的原理,将污浊气体排出

9、你是否有过这样的经历:如图2所示,撑一把伞行走在雨中,一阵大风

吹来,竖直方向伞面可能被“吸”。发生形变。下列有关这一现象及其解释,

正确的是

A.伞面被向下“吸” B.伞面上方的空气流速大于下方

C.伞面上方的空气流速等于下方 D.伞面上方的空气流速小于下方

10、2011年5月22日,一场大规模龙卷风袭击美国密苏里州乔普林心脏地

带,造成上百人死亡,数百座房屋和大量车辆被毁.龙卷风的实质是高

带旋转的气流,它能把地面上的物体或人畜“吸”起卷入空中(如图1

所示),龙卷风能“吸”起物体的主要原因是( )

A.龙卷风使物体爱到重力变小 B.龙卷风增大了空气对物体的浮力

C.龙卷风内部的气体流速大,压强小

D.龙卷风产生了强大的静电,将物体吸上天空

11、图7所示,是某中学生为不使母亲在做饭时因刮风出现烟倒灌而被呛所改造的烟囱,刮风时,烟囱口的气流速度变快,压强变小.烟雾仍能顺利排出。此设计应用到的物理知识与图8各现象中的原理相同的是 ( )

12、让自来水流过如图(上图)所示的装置,当水流稳定后( )

A. P点流速等于Q点流速 B. P点流速小于Q点流速

C. P点压强大于Q点压强 D. P点压强小于Q点压强

13、如图所示是跳台滑雪运动员在空中滑行的情景。

(1)滑雪板做的又宽又长是为了增大受力面积而___ ___。

(2)运动员特有的姿势与滑雪板的组合与飞机的机翼很相似,能使他在空中

滑行更远的距离。在图中作出运动员在竖直方向受力示意图(空气阻力不

计)。从流体的压强与流速的关系的角度分析:这是由于运动员背上的空气

流速________滑雪板下面的空气流速,从而产生向______的升力。

(3)运动员着地时,身体仍需前倾,可避免运动员因为具有________而摔倒。

14、如右图所示,用电吹风吹机翼模型,机翼模型上升.图中A、B、C三点,

气体流速最快的是 ,气体压强最大的是 .若增大风力,机翼模型

获得的升力将 (选填“增大”、“减小”或“不变”).

15、如图所示,直升机的螺旋桨高速旋转时,螺旋桨上方的空气流速较大,压

强较_______;当直升机悬停在空中时,它受到的升力方向是_______________。

16、飞机机翼横截面的形状上下不对称,是利用流体流速越 ,压

强越小的原理,使飞机产生向上的升力。采用涡轮喷气发动机的飞机,在飞

行时,向后高速喷出燃烧气体,飞机便向前运动,这表明物体间力的作用

是 。

14.4 流体压强与流速的关系作业

4

1、如图所示,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.乒乓球会移动到水流的下方 B.乒乓球会远离水流,移向池边

C.乒乓球不动 D.乒乓球绕水柱做圆周运动

2、长江中下游地区每年夏季都会遭遇一次洪水

的袭击,为了确保人民生命财产安全,每年各级防汛指挥部都要在汛期派人

日夜坚守在各重点险段,确保长江大堤安全度汛。确定这些险段所在地点的

依据是 ( )

A.历年抗洪抢险中容易出事故的地段 B.河道狭窄、河床过浅,江水湍急地段 c.靠近居民集中居住的地段 D.重点工业、重点设施所在地段

3、沙漠中有一个沙丘(如图),当水平方向的风不断吹过沙丘时,沙丘会慢慢( )

A.向左移动 B.向右移动

C.仍停原处 D.无法确定

4、在2011年江南中学体育节上,小华水平抛出一飞盘,快速前进的飞盘

越升越高,从侧面看,飞行过程中飞盘的形状应为下列图示中的( )

A B C D

5

、用水平风吹如图25所示的四个模型,其中________ 图空气对模型下表

面的压强小于上表面的压强

6、唐代诗人杜甫在《茅屋为秋风所破歌》中写道:“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅。”说的是大风掀走了茅屋的屋顶。此句诗中包含的科学道理是 ( )

A.风声是空气振动产生的声音

B.屋顶上方空气流速大压强小,屋内空气不流动压强大,屋顶上下方的压

力差将屋顶掀掉

C.力是使物体改变运动状态的原因

图3 D.风使屋顶产生的升力大于屋顶的重力

7、将纸带弯折,使两端对齐,卷成U形,中间插一吸管,用拇指和食指

将吸管和纸带夹住,然后向吸管内持续吹气,如图3所示,纸带的上下部

分将

。(相互靠近 或相互远离)如图20所示,把一张半

卷着的硬纸片摆放在桌子上如果使劲吹一下它的下面,可以发现硬纸片不

会翻转过去.这是因为流体的压强与流体流动的 有关,吹出的气

使硬纸片下面空气的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”).

8、如图8所示,在倒置的透明漏斗里放置一个乒乓球,用手指托住乒乓

球,松手后,乒乓球受 作用将下落;若向倒置的漏斗用力吹气再松手时,乒

乓球不但没有被吹下去,反而被“吸”住了。这是因为乒乓球上方空气的流速 (填“大于”、“小于”或“等于”)其下方空气的流速,依据流速越大的位置

压强越 的原理,乒乓球受压强差的作用而不下落。

9、某学校开展安全教育活动,其中介绍了当乘坐的小轿车不慎落入水中时,所应

采取的自救方法。如果河水较深,车沉入水中后将无法打开车门,此时不要惊慌,在水将要

5

投过头部时深憋一口气,待水充满车厢后,就可以打开车门逃生了。这是由于最初轿车沉入水中时,车外水的压强________ (填“大于”、“小于”或“等于”)车内空气的压强.会产生一个向________(填“车内”、“车外”)方向的压力差。随着车内水面升高,车内外的压强差________ (填“变大”、“变小”或“不变”)。

10、2011年5月22日美国中西部地区遭遇超级龙卷风袭击。创下近60年来最惨痛记录。龙卷风的实质是高速旋转的气流,它能“吸入”地面上的物体或人畜并“卷向”空中。龙卷风能“吸入”物体是由于龙卷风内部空气流速远大于外部空气流速,所以龙卷风内部的压强

远 (选填“大于”或“小于”)外部的压强,物体被“卷向”空中是由于受到一个向 (选填“上”或“下”)的压力差。

11、船在水中航行时,船体受到水的阻力较大,影响航行速度。

下图是一种水翼船,船体下安装了水翼,船在高速航行时,水面

下的水翼使船体抬高从而减小水对船体的阻力。请思考并回答以

下问题:

(1)根据上图判断水翼的形状是______(填“甲”或“乙”)。

(2)这一形状是依据_________________的关系来设计的。

12、为探究液体压强的规律,某中学课外学习小组的同

学设计制作了如图所示的装置。他们首先向一个大水槽

里灌满水,水深为h= 0.2m,此时水对水槽底部的压强

是 Pa.然后松开铁夹,水流入a、b两管,稳定

后,a管中水面的高度为h1,b管中水面的高度为h2,

则h1 h2(选填“>”、“<”或“=”,取g = 10N/kg).

13、上面甲乙两图所示容器中都装有水,但图中都

只画出了左边容器中的水面,请在图中把未画出的

水面的大致位置补画出来。

14、在北京某科技馆内,有一个风洞实验室,一架

模型飞机固定在托盘测力计上(如图14所示)。无

风时,托盘测力计示数为15牛;当迎面吹着飞机的

风速达到20米/秒时,托盘测力计的示数为7牛,

可以判定飞机受到了一个新的力。根据你的分析,飞机受到的该力大

小为_ _牛,方向

15、如图13-27所示,比较喷雾器的喷

水原理和高压热水瓶的原理有何不同。

16、我们经常可以看到这样的现象:汽车在马路上快速驶过以

后,马路两边的树叶会飘动,如图,马路两边的树叶会沿哪个

方向飘动?请你作出猜想并说出理由。

6

1. 如图所示,在某风洞实验室中,一架模型飞机固定在托盘测力计上,如图所示,无风时,托盘测力计示数为15N,当迎面有风吹过时,托盘测力计的示数减小。由此可以判定:有风吹过时,飞机受到了一个新的力的作用,这个力的方向是____________。下面是某小组研究

该力的大小与风速关系的的数据:

7

1、化学实验室里常用的水流抽气机的结构如图所示.使用时让自

来水流入具有内置喷口的T型玻璃管内.由于水流的作用,喷口A处

气流的速度将________(选填“减小”“增大”或“不变”),A处气

体的压强将_________(选填“减小”“增大”或“不变”),从而使喷

口A处的气体和抽气容器内的气体之间产生压力差,以达到抽气的目

的.

3、在北京某科技馆内,有一个风洞实验室,一架模型飞机固定在托盘测力计上(如图14所示)。无风时,托盘测力计示数为15牛;当迎面吹着飞机的风速达到20米/秒时,托盘测力计的示数为7牛,可以判定飞机受到了一个新的力。根据你的分析,飞机受到的该力大小为_ _牛,方向 _

4、

5、阅读下列材料,然后回答问题.

物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体. 当流体处于流动状态时,其内部各

处的压强有什么规律呢?

小明同学将图18所示的玻璃管装置接到水流稳定的自来水管上,当水在玻璃管中流动时,可看到两个竖直管中液面的高度并不相同. 从图中可以看出在A、B两处管的粗细不同,因而A处流速小,B处流速大. 可见流体的压强与流速之间有着一定的关系.

接着,小明又自制了一个飞机翼模型(如图19),将其固定在托盘测力计上,在机翼模型的正前方用电扇迎面吹风来模拟飞机飞行时的气流,比较机翼上下方气流压强的大小,进一步验证了上面的关系.

图18 图19

(1)由图18所示的实验,可以得出流体的压强与流速之间有什么关系?

答:____________________________________________________________________;

(2)在图19所示的实验中,电扇转动后,托盘测力计的示数发生了什么变化?

答:_____________________________________________________________________;

(3)下列四种情形中,哪几种情形能够运用上述的实验规律进行解释? ( )

8

A、乒乓球运动员拉出的弧圈球能急速旋转而下沉

B、将氢气球放手后,它会漂向空中

C、直升飞机能够停在空中一定高度处

D、船舶航行时应避免两艘靠近的船并排前进

6、阅读下面短文,并回答问题:

我们已经知道静止液体内部压强的规律,那么,流动着的液体的压强大小又有什么规律

呢?我们可以通过下面的实验来研究这个问题:

打开水龙头,使自来水流过图14所示的玻璃管,可以看到A、B处竖直玻璃管中的液面高度不同,这说明A、B处的压强不相同是什么原因引起A、B处的压强不相同呢?

我们知道,在相同的时间内,流过A、B处的水量是相同的.但是由于B处水管的横截面积比A处小,所以,水在B处的流速一定比在A处的流速大由此可见,A、B处压强不同是由水的流速不同引起的.

(1)根据上面的实验现象.可知A、B两处的压强关系是:PA______PB,其物理依据是:

____________________________________________________________________________.

(2)请你总结出流动液体压强大小规律:____________________________________________________.

(3)根据你得到的规律解释下面的现象:图15表示的是两艘并排的船,它们在航行时常常会不自主地碰在一起,这是因为:_______________________________________________________________________.

7、有的跑车在车的尾部设计安装了一种“气流偏导器”,它的上表面平直,底部呈弧形凸起,相当于一个倒置的翅膀(如图12所示),

这主要是为了让跑车高速行驶时,车轮能

更好地抓紧地面。请解释其中道理。

8、我们经常可以看到这样的现象:汽车在马气流偏导器 路上快速驶过以后,马路两边的树叶会飘动,如图,马路两边的树叶会沿哪个方向飘动?请你作出猜想并说出理由。

9

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