初中物理9.4 流体压强与流速的关系课时作业
展开【学习目标】
1.通过实验,能总结出流体的压强与流速的关系。
2.能利用流体的压强与流速的关系解释升力产生的原因,进而解释飞机在空中飞行的原因。
3.能利用流体的压强与流速的关系解释生活中的有关现象。
【学习重点】:知道流体压强与流速的关系。
【学习难点】:了解飞机的升力是怎样产生的。
【自主预习】
1.物理学中把具有 的液体和气体统称为流体.
2.在气体和液体中,流速越大的位置,压强越 ;流速越小的位置,压强越 .
3.飞机机翼横截面形状的上下 ,使得机翼上下受到空气的压力 ,便产生了作用在机翼上的 的升力.
【合作探究】
探究一:流体压强与流速的关系
想想做做:口吹硬币跳越木块
在离桌边20~30cm处放一铝质的硬币,在硬币前10cm左右放一高约为2cm直尺或钢笔支起一个栏杆,在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气,硬币就可能跳过栏杆,是什么力使硬币跳起来?
问题:是什么力使得硬币向上“跳”起来呢?
分析:硬币与桌面间总有一定的缝隙,硬币的下方和上方都有空气。当在硬币上方沿着与桌面平行的方向吹气时,硬币上方气体的流速 ,压强 ,下方气体的流速小,压强大。产生向上的 差。
做一做 1:一只漏斗和一个乒乓球,怎么可以让乒乓球在漏斗口不掉下来?(可以有几种方法?)
方法1:把乒乓球堵在下端口。然后用力把直管内的空气吸走。
方法2:把乒乓球放在下端口附近,不堵住漏斗口。用力向下吹气。
现象:乒乓球会旋转,悬浮在空中。
原因:球上方气体流速 ,气压小。球下方气体流速慢,气压 。
现象:球被压在漏斗口,静止不动。
原因:因为管内的空气被吸走,球是被 压在漏斗口的。
做一做 2:用手握着两张纸,让纸下垂,在两张纸的中间向下吹气,你会发现什么现象?为什么?
现象:在两纸中间快速向下吹气,如图所示,会看到两张纸 (选填“靠拢”或“分开”)。
原因:外侧气体对纸的压力 (选填“小于”“大于”或“等于”)内侧气体对纸的压力,因为受力面积相等,所以外侧气体对纸的压强 (选填“小于”、“大于”或“等于")内侧气体对纸的压强,由此可以得出:吹气时,纸条内侧空气流动 ,压强变 ;纸条外侧空气流动慢,压强大,两纸条被吸到了一起。
归纳总结:气体流速大的地方压强 ,在流速小的地方压强 。
实验探究:探究液体压强与流速关系
连通器里的液体静止时,液面是相平的,那么当连通器里的液体流动时,液面还是相平的吗?容器底部的压强还是否相同?
实验现象:
实验现象分析:每秒流经管子不同截面的液体体积相等。横截面积大的位置流速 ,横截面积小的位置流速 。流速越大,所受到的压强越 ,因此液柱越 。
实验结论:在液体中,流速越 的位置压强越小,流速越 的位置压强越大。
2. 流体的压强与流速的关系
流体(气体和液体)中,流速越大的位置压强 ,流速越小的位置压强 。
3.生活中有关流体压强与流速关系的现象:
(1)航海规则为什么规定,两艘轮船不能近距离同向航行?
原因:这是因为当两船并行时,两船内侧水的流速 两船外侧水的流速,造成内侧水的压力 外侧水的压力,进而使两船逐渐靠拢,酿成海难事故。
(2)草原犬鼠的“空调”洞穴
犬鼠的洞穴有两个出口,一个是平的,另一个则是隆起的土堆。这是为什么呢?
原因:风从地表吹过,在平直洞口处流速 ,压强大;在凸起洞口处流速大,压强 ,两个洞口间具有压强差,在洞穴内产生风。
(3)喷雾器原理
原理:小孔处空气流速快,压强 ,容器里液面上方的空气压强 ,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。
(5)跑车的尾翼
跑车车身形状和机翼类似,高速飞驰时,如果产生向上的力就会发飘,会造成行驶不稳定。
原理:车尾翼板象“装反了的机翼”,上方压强 下方,给车身向下的较大压力,既增加了稳定性,加大了与地面之间的 ,增大了动力。
探究二:飞机的升力
几十吨重的飞机为什么能腾空而起?秘密在于:飞机的机翼。
1.机翼上下表面的压强差是产生升力的原因。
原理:飞机前进时,机翼与周围的空气发生_ ,相当于有气流迎面流过机翼,气流被机翼分成上下两部分,由于机翼横截面积形状上下不对称,在相同时间内,机翼上方气流通过的路程较_ _,因而速度较 ,它对机翼的压强较_ _;下方气流通过的路程较__ _,因而速度较__ _,它对机翼的压强较__ __。因此,在机翼的上下表面存在__ __,这就产生了向__ __的升力。
飞机的升力:气流在机翼上下表面由于 不同、压强不同产生的 差,这就是向上的升力。
2. 鸟在空中滑翔
如图所示,鸟类展开双翅,即使不扑打,也能在空中滑翔而不会跌下来.
鸟类的翅膀横截面与飞机机翼很相似,观察图,分析鸟类展开双翅,即使不扑打,也能在空中滑翔而不会跌下来的原因。
分析原因:鸟翅如同机翼,鸟翅的上方是曲面,下方近似于平面,气流通过上方的速度 下方气流的速度。因此上方的压强 下方的压强,产生向上的升力,所以鸟在空中滑翔不会掉下来。
【精讲点拨】
1.流体压强规律不仅适用于气体,也适用于液体.
2导致物体流速大的原因有以下四种情况:
(1)外力导致流体流速变大,如用力吹气.
(2)高速运动的物体带动流体流速变快,如列车周围的气体流速变快.
(3)同一流体在相同的时间内,通过较大的路程处流速大.
(4)同一流体经不同的横截面时,流过横截面小的位置流速大,如河道狭窄处水的流速大.
【归纳整理】
【当堂练习】
1.(2020广东省)如图所示,不能用流体压强与流速的关系来解释的是( )
A.图甲所示向两张纸中向吹气,纸张向中间靠拢
B.图乙所示用吸管吸饮料
C.图丙所示向B管吹气,A管中的水面上升
D.图丁所示飞机产生升力的原因
2.(2020宜昌)下列实例中,没有用到“流体流速快的位置压强小”这个原理的是
A.用吸管吸起杯中饮料 B.列车站台边缘设置“安全线”
C.两艘轮船不得并排疾驶 D.窗外沿墙面吹风,窗帘飘向窗外
3.(2020连云港)下列关于压力和压强的说法正确的是( )
A.重力大的物体产生的压力也大
B.大气对处于其中的物体都有压强
C.流体的流速越大,流体的压强越大
D.相同深度的液体对容器底部产生的压强相同
4.(2020自贡)如图所示,一辆轿车在平直公路上高速行驶时,其上、下表面相比较( )
A.轿车上表面空气流速小压强大 B.轿车上表面空气流速大压强小
C.轿车下表面空气流速小压强小 D.轿车下表面空气流速大压强大
5.(2020大连)列车驶过车站时,站台上的人必须站在安全线以外的区城。因为这时列车周围的空气( )
A.流速增大,压强减小B.流速减小,压强减小。
C.流速增大,压强增大D.流速减小,压强增大
6.(2020东营)近期交警部门加大对电动车安装遮阳伞的检査拆除力度。遮阳伞虽能遮挡阳光,但存在安全隐患,当电动车快速行驶时,如图所示,下列说法正确的是
A.遮阳伞上边空气流速小,压强小,伞面被向下压
B.遮阳伞下边空气流速大,压强小,伞面被向上吸
C.遮阳伞上边空气流速大,压强大,伞面被向下压
D.遮阳伞下边空气流速小,压强大,伞面被向上吸
7.(2020天门)以下选项中,没有利用“流体压强与流速的关系”的是( )
甲 乙 丙 丁
A.图甲,赛车尾部安装气流偏导器B.图乙,气垫船船体脱离水面行驶
C.图丙,飞机的机翼设计成流线型D.图丁,高铁站站台上划定安全线
8.(2020长春)下列物体在升空过程中,应用流体压强与流速关系的是( )
A.飞机B.飞艇C.热气球D.氢气球
9.(2020安徽)如图所示,把纸条放在嘴边,用力沿纸条上方向前吹气,会发现纸条向上飘动。这是因为________,从而推动纸条向上运动。
10.(2020黔东南州)如图所示,“歼31”是我国自主研发具有隐形功能的一种四代战机。飞行时,以__________(填“地面”或“飞机”)为参照物,飞行员是静止的;飞机能够升空,是因为机翼上方的空气流速比下方的__________(填“快”或“慢”),从而产生了较大的升力。
【课后反思】本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些不足,有什么体会。 液体流速
上方液柱
分析流体压强
粗管A
小
C:较
较大
细管B
大
D:较
较小
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