流体压强与流速的关系14.4

流速和压强的关系原理
流速和压强有一定的关系，这是由于流体动力学中的质量守恒和动量守恒原理导致的。

1. 质量守恒原理：根据质量守恒原理，流体在流动过程中，其质量的流入量必须等于流出量。

假设流体通过管道流动，管道中单位时间内通过截面积A1和A2的质量分别为m1和m2，则质量守恒原理可写为m1 = m2。

根据流体的质量守恒公式m = ρAv（其中m为质量，ρ为密度，A为截面积，v为流速），可以得到ρ1A1v1 = ρ2A2v2，即ρ1v1 = ρ2v2，其中ρ1和ρ2分别为两个截面积处的流体密度。

根据该式可以得到：流速和密度成反比。

2. 动量守恒原理：根据动量守恒原理，流体在流动过程中，其动量量的流入量必须等于流出量。

流体在管道中存在压强，压强差使得流体产生推力，根据牛顿第二定律（F = ma），这个推力产生的加速度会改变流体的动量。

假设管道中单位时间内流体通过截面积A1和A2，单位时间内施加在流体上的推力分别为F1和F2，则根据动量守恒原理可得F1 = F2。

根据流体的动量公式mv，可以得到p1A1v1 = p2A2v2，即p1v1 = p2v2，其中p1和p2分别为两个截面积处的流体压强。

根据该式可以得到：流速和压强成正比。

综上所述，流速和压强之间存在直接正比关系。

当流速增加时，压强也会增加；当流速减小时，压强也会减小。

流体速度与压强的关系
流体速度与压强的关系是一个基本的物理学概念，它描述了流体在运
动过程中速度和压强之间的相互作用。

这种关系可以通过伯努利方程
来描述，即：
P1 + 1/2ρv1^2 = P2 + 1/2ρv2^2
其中，P1和v1是流体在点1处的压强和速度，P2和v2是流体在点
2处的压强和速度，ρ是流体密度。

从伯努利方程可以看出，当流体速度增加时，其对应的压强会降低。

这是因为在高速流动状态下，液体分子之间的相互作用力会减小，并
且液体分子与容器之间的摩擦力也会减小。

因此，在高速流动状态下，液体分子所受到的平均作用力也会减小，从而导致液体压强降低。

此外，在一些特殊情况下，如管道中存在瓶颈或曲线等地方时，在这
些地方液体速度会增加而压强则会降低。

这种现象被称为“维诺效应”，它可以通过维诺管实验来进行观察。

总之，流体速度与压强之间存在着密切的关系，这种关系可以通过伯
努利方程来描述。

在高速流动状态下，液体分子所受到的平均作用力会减小，从而导致液体压强降低。

14.4流体压强与流速的关系课前预习归纳1．流体包括________和________；2．流体流速________的位置压强越小3．飞机机翼上方空气流速____，压强_____，下方空气流速_____，压强_____，在机翼的上下表面产生方向向_____的压强差，即产生向上的升力。

课后分层练习基础落实1．图中所示的三个事实都可以说明，在___________中，________________________。

（1题）（2题）2．（2011•温州）小明在妈妈生日那天用自己的零花钱为妈妈买了蛋糕，点起蜡烛，送上祝福．如图，向两支蜡烛中间吹气，结果发现两支蜡烛的火焰向中间靠拢，这是因为蜡烛中间的气体流速变大，导致压强变________。

3．福厦高速铁路于4月26曰正式开通客运列车（如图）。

当列车高速经过时，若人离列车太近，很容易被吸向列车，这是因为列车在高速行驶时，列车与人之间的空气流速_____，压强________，人外侧的气压大于内侧的气压，从而把人压向列车，列车刹车后仍能向前运动一段距离，这是由于列车具有________的缘故。

4．（2011•台州）气体的流速越大，压强越小．下列现象的产生与此相关的是（）A．B．C．D．5．（2011•德州）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（如图所示），龙卷风能“吸”起物体的主要原因是（）A．龙卷风使物体受到重力变小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（5题）（6题）6．（2011•郴州）如图所示，在火车站或地铁站的站台上，离站台边缘1m左右的地方标有一条安全线，乘客必须站在安全线以外的地方候车，主要原因是（）A．防止火车巨大的吸引力将乘客吸过去B．防止乘客因前后存在的压强差，将人推向火车C．防止火车可能脱轨，撞到乘客D．防止人拥挤时掉下站台7．（2010•株洲）英国《每日邮报》曾刊登了一组照片，如图所示．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（7题）（8题）8．如图所示．在水平公路上，小汽车作匀速直线运动时与静止时相比较．下列说法正确的是：（）A．运动时对地面的压力大于静止时B．运动时对地面的压力等于静止时C．运动时与地面的摩擦力小于静止时D．运动时与地面的摩擦力大于静止时能力训练9．如图所示，在倒置的漏斗里放一个乒乓球，用手指托住乒乓球，然后从漏斗口向下用力吹气，并将手指移开，那么以下分析正确的是（）A．乒乓球会下落，因为其上方气体流速增大，压强变小B．乒乓球会下落，因为其上方气体流速增大，压强变大C．乒乓球不会下落，因为其上方气体流速增大，压强变小D．乒乓球不会下落，因为其上方气体流速增大，压强变大（9题）（10题）（11题）10．如图所示，拿两张白纸，让纸自由下垂，在两张纸的中间向下吹气，会看到的现象是（）A．两张纸彼此远离B．两张纸相互靠拢C．两张纸不动D．两张纸朝上翻卷11．图是家用煤气灶灶头的示意图使用时打开煤气阀门，拧动点火装置，煤气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃，而煤气不会从进口处向空气中泄漏，其原因是（）A．进口处煤气流速小，压强大于大气压强B．进口处煤气流速小，压强小于大气压强C．进口处煤气流速大，压强大于大气压强D．进口处煤气流速大，压强小于大气压强12．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13．有些轿车的尾部安装了导流板，如图所示．它的作用主要是在轿车高速行驶时，增加对地面的压力，提高车轮的抓地性能，则导流板横截面的形状是（）A．B．C．D．14．如图所示将一个普通的乒乓球轻轻放入漏斗中，用电吹风从管口向上吹，那么以下分析正确的是（）A．球被向上吹起，因为其下方气体流速大，压强大；B．球被向上吹起，因为其下方气体流速大，压强小；C．球不会被向上吹起，因为其下方气体流速大，压强大；D．球不会被向上吹起，因为其下方气体流速大，压强小15．如图，把一条小船停靠在河湾与河道的交界处时，小船会向河道中央漂去，其原因是（）A．水的浮力把小船推向河道中B．河道中的水有吸引力，把小船吸引到河道中C．河湾的水流速度小，水的压强大，把小船推向河道中D．以上说法都有可能16．在科学晚会上，小亮用一根软胶管表演了一个有趣的节目。

§14-4流体压强和流速的关系教学目标1.知识与技能：通过实验探究，初步了解流体的压强与流速的关系。

2.过程与方法课程理念的渗透和学生个性的培养。

3.情感态度和价值观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。

教学重点：通过探究得到流体压强与流速的关系。

教学难点：用流速与压强的关系分析生活中的实际问题。

教学准备：白纸、乒乓球、硬币、自制纸桥，竹蜻蜓玩具，幻灯片或多媒体课件。

教学课时：1课时。

教学方法：探究法：通过学生的探究活动得出气体压强与流速的关系。

分析比较法：通过对实验现象的分析比较，应用流速与压强的关系解释生活中的简单现象。

教学过程：㈠引入新课：课件展示三个生活情景1. 一阵秋风吹过，地上的落叶像长了翅膀一样飞舞起来。

2. 汽车急驶而过，道路两边的尘土都向路中间靠拢飞扬。

3. 居室前后两面的窗子都打开着，过堂风吹过，居室侧面摆放的衣柜的门被吹开了。

这些都是生活中司空见惯的生活现象，同学们思考过其中的奥妙吗？科学往往就藏在我们身边，今天这节课我们就要通过实验揭示这个小秘密。

㈡学生实验、确立研究课题（1）学生实验教师布置给学生以下七个实验，要求学生在15分钟内，选择其中一部分，根据要求进行实验（选择的实验越多越好），提醒学生注意认真观察实验现象。

1. 纸条一端贴近下嘴唇，用力向纸条上方吹气，观察现象（图1）。

2.将一张纸折成桥形平放在桌子上，用力向桥形纸的下方与桌面之间的空间吹气，观察现象。

3. 用手握着两张纸，让纸自由下垂，在两张纸的中间向下吹气，观察两张纸怎样运动。

4. 在倒置的漏斗里放一个乒乓球，用手指托住乒乓球，然后从漏斗口向下用力吹气，并将手指移开，观察现象。