流体压强与流速的关系案例
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流体流速和压强的实际应用案例在物理学中,流体的流速和压强是两个重要的概念,它们在众多实际应用中都起到了至关重要的作用。
本文将以实际案例为例,探讨流体流速和压强的应用。
案例一:水厂供水管道的设计水厂供水管道的设计是一个关键任务,准确计算流体流速和压强对于保证饮用水的安全、高效供应至关重要。
以某水厂为例,该水厂位于城市的高地,供水管道需要通过地势低洼的地区,设计人员需要准确计算水流的流速和压强,以保证水能够顺利流向目的地。
首先,设计人员需要通过地形测量确定供水管道的高度差。
然后,根据供水管道的直径和地形变化,利用流体力学的原理计算出水在管道中的流速和压强。
通过合理的设计和调整,可以确保水从高地流向低洼地区时,能够维持合适的流速和压强,从而保证供水的连续性和稳定性。
案例二:飞机的气动设计在航空工程中,流体流速和压强的准确计算对于飞机的气动设计至关重要。
以喷气式客机为例,设计人员需要根据机身和机翼的形状以及发动机的推力,计算出飞机在不同速度和高度下的气动性能。
通过流体力学的原理和空气动力学的知识,设计人员可以准确地计算出飞机在各个航段的气动参数,如升力、阻力、推力和飞行速度等。
这些参数的准确计算对于保证飞机的安全性、经济性和舒适性具有重要意义。
案例三:水利工程中的水力计算在水利工程中,流体流速和压强的计算是保证工程安全和效益的基础。
以水坝工程为例,设计人员需要计算水流的流速和压强,以确定水流对坝体的压力和冲击力。
通过流体力学的原理和水力学的知识,设计人员可以计算出水流在不同断面的流速和压强分布。
这些计算结果对于确定坝体的稳定性和抗洪能力至关重要。
此外,水利工程中还包括水电站、堤防、渠道等工程,这些工程的设计也都需要准确计算流体流速和压强。
综上所述,流体流速和压强在众多实际应用中都起到了重要作用。
无论是水厂供水管道的设计、飞机的气动设计还是水利工程中的水力计算,准确计算流体流速和压强对于工程的安全、效益和可靠运行起着决定性的作用。
流体压强和流速的关系例子流体压强和流速是流体力学中两个重要的概念,它们之间存在一定的关系。
下面将列举十个例子,来说明流体压强和流速的关系。
1. 水龙头开到最大时,水流的流速非常快,水的压强也相应增大。
这是因为水流速增大,单位时间内通过的水量增多,从而使得流体的压强增大。
2. 在水泵的作用下,流体被加速流动,流速增大,从而导致流体的压强降低。
这是因为水泵给流体提供了一定的动能,流体的动能增加,而静压不变,所以压强降低。
3. 风扇产生的风速越大,对面的物体受到的压强也越大。
当风速增大时,风对物体的冲击力增大,从而使得物体受到的压强增大。
4. 高速列车在行驶过程中,车头前方的空气被迫流动,造成了一定的气流阻力。
这个阻力与车头的流速和车头面积有关,流速越大,阻力越大。
5. 在涡轮增压器中,通过增加进气流速来提高发动机的进气压力。
当进气流速增大时,涡轮增压器能够将更多的气体压缩到燃烧室中,从而提高发动机的压强。
6. 飞机起飞时,机翼上方的气流速度较大,而机翼下方的气流速度较小。
根据伯努利定律,流速越大,压强越小,所以机翼上方的气压较小,从而产生了升力。
7. 水下潜艇在深海中航行时,外部海水的压强随着深度的增加而增大。
为了保证潜艇内部的压强与外部的压强相等,潜艇需要通过控制艇内的空气压力来平衡。
8. 高空跳伞时,人体所处的高空压强较低,而下降过程中的流速较大。
这时候需要通过穿着合适的跳伞服来保护身体,减少对身体的压强影响。
9. 汽车行驶时,车轮与地面之间的接触面积很小,所以车轮受到的压强较大。
高速行驶时,车轮的摩擦产生的热量会增加,从而导致轮胎温度升高。
10. 水管中的水流速度较大时,水管的压强也会相应增大。
这是因为水流速增大,摩擦力增大,从而使得水管内部的压强增大。
通过以上例子可以看出,流体压强和流速之间存在着密切的关系。
流体的压强和流速之间的变化是相互影响的,流速增大,压强一般会降低,流速减小,压强一般会增加。
大气压强流体压强和流速的关系典型例题及练习一、典型例题1、回忆一下我们吸墨水的过程:将笔头插入墨水中,用力捏一下橡皮管,放手后墨水就被吸进橡皮管。
用力捏一下橡皮管的目的是,墨水是在的作用下被压进橡皮管的。
答案:排出橡皮管内的空气大气压解析:要利用大气压,必须改变内部的气压,使内部气压小于外界的大气压,这样容器出口处内外压强不等,流体在压力差的作用下,就会从压强大的一侧流向压强小的一侧,即大气压就把墨水压进橡皮管内了。
2、(08辽宁)很多同学在喝完袋装酸奶后,又用力吸一下,会发现奶袋变瘪了,这说叫力可以改变物体的_______;这个实验可以证明_______ 是存在的。
答案:形状;大气压强解析:用力吸,吸走的是袋内的空气,袋内没有了气压,而外界有大气,袋子变瘪了,是外界的大气压将它压瘪的。
这就证明了大气压的存在。
说明:大气压的应用是中考考点。
3、(08广东)(7分)我们生活的空间存在着大气压,只是我们平时没有在意它的存在.现提供下列器材:A.塑料吸盘两个B.玻璃片一块C.玻璃杯一个D.带吸管的纸盒饮料一盒E.水.请你选择所需器材,设计一个小实验来证明大气压的存在。
(1)写出你所选用的器材,并简述你的实验方法及观察到的现象。
(2)请举出一个在生活中应用大气压的例子:答案:(1)○1A 先将两个吸盘挤压在一起,然后用力向两侧拉拉不开或难拉开○2B、C、E 将玻璃杯内灌满水,盖上玻璃片,然后用手托着玻璃片倒立放手玻璃片不会掉下来○3D 将吸管插入饮料盒,然后用嘴吸饮料随着饮料吸入嘴中饮料盒会变扁(2)拔火罐吸墨水等解析:这些实验都是课堂上演示的证明大气压存在的一些典型实验,不需要加以解释。
说明:与大气压有关的实验是中考考点。
4、(08乌鲁木齐)乙图所示实验最早是由物理学家做的。
如果将倒立在水银槽中的玻璃管稍微向上提一些,但管口不离开水银面,这时管内外水银面之间的高度差(选填“增大”、“不变”或“减小”)。
流体压强与流速生活中的例子
1. 你看那飞机能在天上飞,这可就是流体压强与流速的功劳啊!飞机翅膀上面的空气流速快,压强小,下面的空气流速慢,压强大,这就把飞机给托起来啦!
2. 咱家里用的抽油烟机,不也是利用这个原理嘛!当它工作时,空气快速流动,里面压强变小,就把油烟吸进去啦,多神奇呀!
3. 每次看到赛车在赛道上飞驰,我都会想到流体压强与流速。
赛车的外形设计就是为了让空气快速通过,减小压强,从而增加速度呢!
4. 坐地铁的时候,要注意站在安全线外哦,不然很危险呢!因为列车快速驶过会带动空气流速加快,压强变小,如果离得太近,人不就可能被吸过去啦,那可不得了!
5. 夏天的风扇也是这个道理呀!风扇转动让空气流速变快,我们就感觉凉快啦,哎呀,这大自然的规律真是好用!
6. 你想过没有,为什么两艘船并排行驶不能靠得太近?就是因为中间水流速快压强小,两边压强大,船会被挤到一起的呀,这多吓人!
7. 放风筝的时候也是流体压强与流速在帮忙呢!风筝迎风的时候,上面空气流速快压强小,下面压强大,风筝就飞起来啦,好玩吧!
8. 火箭发射升空,这可是流体压强与流速的大应用呀!燃料燃烧让气体高速喷出,产生很大的推力,才能把火箭送上天呢!
总之,流体压强与流速在我们生活中无处不在呀,给我们带来了很多便利和惊喜呢!。
流速大压强小的例子流速大压强小是一种常见的物理现象,下面将列举10个符合此条件的例子,以便更好地理解这个概念。
1. 水龙头的原理:当我们打开水龙头时,水流出的速度很快,但是我们能感受到的水压却很小。
这是因为水龙头管道中的截面积较小,导致水流速度增大,而水的压力则相应减小。
2. 风的原理:当风吹过我们面前时,我们能感受到风的速度很快,但是风的压力却相对较小。
这是因为风的流速较大,而空气的密度相对较小,导致风的压强较小。
3. 气球的充气过程:当我们将气球充满气体时,气体进入气球的速度很快,但是我们能感受到的气体压力却较小。
这是因为气体进入气球的速度较大,而气球内部的空间较大,导致气体压强较小。
4. 吹风机:当我们使用吹风机吹风时,风的速度很快,但是我们能感受到的风的压力却较小。
这是因为吹风机通过增大风机的转速,使得风的流速增大,而风的压强相应减小。
5. 高速列车行驶过程中的气流:当高速列车行驶过程中,车窗外的气流速度很快,但是乘客在车厢内感受到的气流压力却较小。
这是因为列车行驶的速度很快,而车厢内的空间相对较大,导致气流的压强较小。
6. 水下潜水:当我们潜入水中时,水的流速会增大,而水的压力会减小。
这是因为水的密度较大,导致水的流速增大,而水的压强相应减小。
7. 高速汽车行驶时的气流:当高速汽车行驶时,车外的气流速度很快,但是车内乘客感受到的气流压力较小。
这是因为汽车行驶的速度很快,而车内的空间相对较大,导致气流的压强较小。
8. 飞机飞行过程中的空气流动:当飞机飞行时,飞机周围的空气流速很快,但是飞机内部的压力却较小。
这是因为飞机飞行的速度很快,而飞机内部的空间相对较大,导致空气的压强较小。
9. 高速电风扇:当我们使用高速电风扇时,风的速度很快,但是我们能感受到的风的压力却较小。
这是因为电风扇通过增大风叶的转速,使得风的流速增大,而风的压强相应减小。
10. 瀑布的水流:当我们站在瀑布下方时,水流的速度很快,但是我们能感受到的水的压力却较小。
有关流体压强与流速的关系小实验气体、液体都可以流动,流动流体的压强大小跟流体的流速有关系,下面的小实验验证了流体压强与流速的关系。
只要认真的做一做这些实验,一定会加深对流体压强与流速关系的理解,提高学习物理的兴趣。
一、吹不翻的扑克牌实验器材:扑克牌2张实验步骤:1.把一张扑克牌沿长边对折,使折叠后扑克牌的两部分之间的夹角为90 左右。
2.将折叠后的扑克牌放到桌面上,使凹进去的部分朝向桌面3.用嘴向扑克牌折角下面的空间里吹气,扑克牌被吹翻了没有?扑克牌没有被吹翻。
再用力吹一次,这次扑克牌被吹翻了吗?这次扑克牌仍然没有被吹翻。
4.把另一张扑克牌沿短边对折再做一次该实验,看看这次扑克牌会不会被吹翻。
实验现象:用嘴向扑克牌的下面吹气时,扑克牌不仅不会被吹翻,而且还会更牢固的停在桌面上。
现象解释:当吹出的气流流过扑克牌下面时,扑克牌下面气体的流速大于扑克牌上面气体的流速,所以扑克牌下方的气压小于扑克牌上方的气压,于是扑克牌受到空气对它一个向下的压力,使得扑克牌不会翻转过来。
友情提示:当吹气方向不是正好吹在扑克牌下方时,扑克牌会沿桌面滑动。
二、吹不散的气球实验器材:细木杆(1米长左右)1根气球2个细线2根实验步骤:1.把两个气球充满气,用细线把气球口扎紧。
2.把细杆的两端放在离地面1 米高的支撑物上,使木杆保持水平。
3.用细线把两气球悬挂在木杆上,使两个气球的高度一致,相距约30厘米4.两个气球静止时,用嘴向两气球中间吹气,两气球会相互远离吗?实验现象:气流从两气球中间流过时,两气球会相互靠近。
现象解释:向两气球中间吹气时,两气球中间的气流速度大于两气球另一侧的气流速度,所以两气球中间的气压就小于两气球另一侧的气压。
这样左边的气球会受到空气对它向右的作用力,右边的气球会受到空气对它向左的作用力,因此两气球相互靠近。
三、吹不进瓶子里的铅笔实验器材:细口长颈玻璃瓶1个短铅笔1支。
实验步骤:1.把瓶子横放在水平桌面上。
教学案例精心设计实验,提高学习积极性------《流体压强与流速的关系》的听课与评课王慧娟天津市军粮城中学中学一级教师本节课《流体压强与流速的关系》选自义务教育课程标准实验教科书《物理》(人教版)九年级第十四章《压强与浮力》的第四节,主要由“流体与流速之间存在什么关系”和“飞机的升力如何产生”两个核心问题组成,是对《大气压强》《液体压强》等力学知识的延伸和拓展,是初中力学的一个重点,是中考的热点。
由于“流体的流速越大,压强越小”所造成的许多现象在日常生活中经常碰到,本节课抓住初中学生具有强烈求知欲望的特点,利用实验探究,激发学生思考,探究物理规律,从中认识生活中常见现象和科学技术,学会应用物理知识解决实际问题,体现了从生活走向物理,从物理走向生活的课程理念。
【教学方式】小组合作实验探究、班级师生交流。
【教学用具】1. 教师用具教师自制大机翼演示器、电吹风、自制的CAI课件2. 学生用具乒乓球、漏斗、大号注射器一支、水槽一个、两只塑料小船、水、两张纸、自制小机翼。
【教学过程】一、新课引入[师]:我们来看一个小故事(讲故事:2008年01月26日下午3时许,在老成仁路琉璃场红砖桥附近的铁路桥道口,一名18岁的女孩在火车急驶而来时,为躲避火车,便坐在距离铁轨很近的石坎上,并低头捂住耳朵,谁知强大的气流将女孩的长发卷起,将其拖入车底,不幸当场死亡。
)[生]:(观看)[师]:这个惨案的凶手是谁?[生]:气流[师]:气流是如何作案的呢?这其中有什么奥妙吗?科学往往就在我们身边,今天这节课我们就要通过实验揭示这个小秘密。
评析:惨案的小故事使学生很震惊,也从而激发了学生“破案”的迫切心理和求知欲望。
二、新课学习[师]:我们首先来进行一个有趣的实验:吹纸条(图一)。
(课件展示如何做,学生动手实验。
)观察实验现象,并想想为什么会出现这种现象?评析:学生看到实验现象后很兴奋,并且急切地想知道为什么。
[师]:现在我们来分析一下:纸条在没吹之前是什么状态?[生]:静止[师]:说明纸条受力情况如何?[生]:受平衡力[师]:吹之后是什么状态呢?[生]:运动[师]:根据前面讲过的知识,谁会改变物体的运动状态呢?[生]:力[师]:这个力是谁给纸条的?[生]:空气[师]:原来是空气对纸条产生向上的压力,可是前后纸条上面、下面都有空气呀?[生]:流动的空气的压强小[师]:根据上面分析,同学们猜一猜:气体压强与流速存在什么关系?[生]:(猜想)空气的流速越大,气体的压强越小。
[师]:现在请同学们利用桌面上的器材证实自己的猜想。
[生]:(学生动手进行课本图14.4-2所示的探究实验,验证自己的猜想,如图二)[师]:通过实验你观察到什么现象?[生]:当我在两张纸中间向下吹气时,发现两张纸相互靠拢,而且吹气越快,两张纸靠拢得越紧密。
[师]:请同学们分析一下,为什么会出现这种现象?[生]:向两纸中间吹气,两纸中间空气流速变大,中间压强比两纸外侧压强小,两纸外侧和中间的压强差使两纸互相靠拢。
[师]:分析得不错。
下面我们再进行几个有趣的实验,请同学们观察现象并解释。
(课件展示图三)[生]:(动手实验)[师]:两个实验分别看到什么现象?[生]:吹门洞形的纸时,发现纸门塌了;用漏斗吹乒乓球时,乒乓球不会掉下来,而是悬浮在空中[师]:分析一下,为什么会出现这些现象?[生]:吹纸门时,门下面的空气流速大,门上面的压强[生]:吹乒乓球时,乒乓球上方空气流动快,压强小,下方空气流动慢,压强大,使乒乓球受到一个向上的压强差从而使乒乓球不掉下来评析:充分利用身边的器材进行验证,课堂气氛活跃,学生记忆深刻。
[师]:说的不错,根据刚才所做的实验我们可以总结为:对于气体而言,流速越大,压强越小。
请同学们想想在生活中……[生甲]:当我们去乘坐火车或地铁时,要求人要站在车站安全线外面,我认为原因是这样的:当火车行驶时,带动空气流速加快使人和火车之间的压强变小,而人外侧压强大,会使人受到推向火车方向的压强差,因此人站在安全线以内是很危险的[师]:解释得很好,同时也提醒我们要增强安全意识。
[生乙]:当室外刮大风时,窗帘被吹向屋外,因为刮大风时,室外的空气流速增大,令窗帘外侧压强小于内侧的压强,因此在窗帘的内外侧产生压强差,把窗帘“吹”向屋外。
评析:由理论联系到实际,体现了从物理走向生活。
[师]:同学们说得很好,现在我们知道了气体压强和流速的这种关系,那么作为流体的液体呢,气体和液体有许多相似之处,可以类比猜想出液体的流速和压强有什么关系呢?评析:采用了类比法引导学生研究液体压强和流速的关系。
[生]:液体流速越大,压强越小[师]:是不是这样呢?我们来看一个小故事:1912年秋天,"奥林匹克"号正在大海上航行,在距离这艘当时世界上最大远洋轮的100米处,有一艘比它小得多的铁甲巡洋舰"豪克"号正在向前疾驶,两艘船似乎在比赛,彼此靠得较拢,平行着驶向前方.忽然,正在疾驶中的"豪克"号好像被大船吸引似地,一点也不服从舵手的操纵,竟一头向"奥林匹克"号闯去.最后,"豪克"号的船头撞在"奥林匹克"号的船舷上,撞出个大洞,酿成一件重大海难事故.下面我们也用实验来验证一下大家的猜想,亲眼目睹一下“撞船”事故的发生,我们可以用注射器来加快两个纸船间水的流速,观察现象。
[生]:(实验)[师]:现在大家明白为什么航海时规定:两船不能近距离同时航行?[生]:会撞船[师]:对。
无论是气体还是液体,它们的流速越大,其压强越小,也就是说,流体压强跟流速有关,利用这一知识,人类发明了飞机。
现在请同学们观看关于飞机的课件。
[师]:(利用多媒体课件展示几种飞机的图片及机翼的放大图片)请同学们仔细观察,看看飞机机翼跟自己制作的机翼模型是否相同?[生]:相同[师]:请同学们利用机翼模型进行课本的“想想议议”(学生动手利用机翼模型进行课本“想想议议”)[师]:请做得最成功的同学上台表演(最成功的同学上台表演)[师]:下面老师也来做做这个实验(利用电吹风吹出的风吹一端用细铁线穿出的大机翼模型)评析:电吹风的风力更大,效果非常好,使学生觉得非常神奇,给难点的突破做足了感性认识。
[师]:请同学们讨论所看到的现象,分析原因,并利用所学的知识进行解释。
学生讨论[生]:机翼上方的空气流速大,压强小,下方的压强比上方压强大,产生向上的压强差,这就是飞机的升力。
[师]:非常正确。
现在我们再来看一组图片。
(课件播放跑车的几组图片)[生]:(学生观看)[师]:跑车的车头为什么是呈流线形?[生]:减小空气阻力,使车速更快[师]:是的,但如果车速过大,车有什么危险?[生]:发飘,不稳[师]:怎样避免这种危险?[师]:能不能根据机翼的作用,用逆向思维的创造方法来思考?(讨论后回答)[生]:在车尾安装反了的机翼[师]:它有什么作用?[生]:使上方压强大于下方压强,给车身较大压力,这样增加了车的稳定性。
[师]:实际上,这种翅膀已被采用,叫气流偏导器。
(课件展示气流偏导器)评析:赛车的尾翼是本节课的知识拓展部分,也是深入考察学生是否真正做到了对本节课“流体压强与流速的关系”知识学以致用。
三、课堂小结[师]:同学们学习了本节课后都有哪些收获?(学生讨论后,归纳回答)[生甲]:知道了流体压强与流速的关系和飞机的升力是怎样产生的。
[生乙]:还知道生活中跟流体的压强与流速相关的现象[生丙]:学会了通过实验法来研究物理规律评析:培养学生总结归纳的能力。
四、作业[师]:同学们想一想,我们日常生产、生活中的哪些物理现象,能用我们实验得出的结论来解释呢?并请同学们查阅相关网站、网页,获得有关的知识。
1. /view/133582.html?wtp=tt水翼船2. /z/q58138586.htm为什么水翼船的速度特别快?3.香蕉球/view/23980.htm【评课】:新课程“倡导学生主动参与,乐于探究,勤于动手”《物理课程标准》指出:“让学生经历科学探究过程,学习科学研究方法,培养学生的探究精神、实践能力以及创新意识。
”本节课的教学,充分体现了这些理念。
本节课采用了“探究式”和“体验式”的模式教学,通过引入小故事给学生创设了问题情境,激发了学生的学习兴趣,从“小纸条”实验引导学生对流体压强与流速的关系进行猜想,再由“吹两张纸”的实验验证猜想。
进而再由“吹门形纸”和“吹乒乓球”的实验现象又一次让学生真正体验到了科学的神奇。
机翼的原理通过学生看书自学和亲手动手实验得到了理解。
最后,由学生对“流体压强和流速关系”的已有知识,通过逆向思维创造性的设计出了赛车的尾翼,培养了学生的创新能力。
具体而言,本节课教学的主要特点如下:1、这节课的教学目标着眼于学生的发展,既重视知识与技能的传授、又重视过程与方法的培养以及情感、态度价值观的养成。
在教学过程中通过以下三个方面使三维教学目标得以落实。
(1)、注重知识的形成过程,引导学生全面参与。
(2)、通过多种方式为学生实验探究技能的提高创造条件。
(3)、教师提供了充足的学习资源、创设了适当的问题情境支持学生的探究学习和体验学习。
2、在对“流体压强和流速的关系”时,通过给学生创设问题情境,充分调动了学生的积极性,使学生去讨论、去猜想、设计实验方案并动手做实验,让学生成为“流体压强和流速的关系”的“发现者”、课堂的主人翁,使本节课的教学过程如同研究课题那样去进行。
3、在整个教学过程中,教师是学生学习的合作者、引导者和参与者。
教学过程是师生交流、共同发展的互动过程。
当学生遇到困难时,教师要和学生一起猜想、分析,从中点拨他们的思维。
4、教学的真正目的是让学生通过知识的探索去获得研究、思维的方法,然后通过方法的获得以及运用方法探究、创造的过程,使学生产生热爱大自然、与大自然和谐相处的情感,具有乐于探索自然想象和日常生活中的物理原理的科学精神。
本节课将知识作为次要的内容,而将本节课的思维程序作为贯穿整个教学过程的主线。
教给学生一种研究问题的思维方法,从而培养学生的多种能力,尤其是创造能力,达到教学的真正目的。
总之,通过参与从生活走向物理科学探究活动,学习制订简单的科学探究计划和实验方案,观察物理现象,能简单描述所观察物理现象的主要特征,归纳简单的科学规律。
让学生真切地感受到科学的真实性,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理,使学生产生强烈的求知欲,乐于参与观察、实验等科学实践活动,初步体验探索问题时的喜悦,领略它的美妙与和谐。