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第四节、流体压强与流速的关系
一、流体压强与流速的关系
在气体和液体中，流速越大的位置，压强越小；流速越小的位置，压强越大。
二、判断流速的大小
1.判断流速的大小应从以下两方面来分析：
自然流体，如流动的空气（风），流动的水，一般是在比较宽阔的地方流速小，在较狭窄的地方流速大。
运动的物体引起的空气和液体的流动，运动物体周围的流体流速大，其余地方的流体流速小。
知道了流速的大小，也就可以判断压强的大小。
2.利用流体压强和流速的关系解释有关现象的步骤。
第一步：确定流速大的地方在哪里，或分析物体形状，物体凸出部分周围流体的流速大；
第二步：根据压强大小确定压强差的方向；
第三步：根据压强差作用分析产生的各种现象。
例如：在厨房做菜时打开排气扇，可将厨房内的油烟排出室外。
可按以下步骤分析：首先将排气扇启动，向室外吹风，室外空气流动快；
室外空气流速大，压强小；室内空气流速小，压强大，室内外形成压强差。
油烟在压强差的作用下向排气扇中心处合拢，被排气扇排出室外。
三、飞机升力产生的原因
1.飞机机翼的形状：其上表面呈弯曲的流线型，下表面则比较平。
2.飞机在前进时，机翼与周围的空气发生相对运动，相当于气流迎面流过机翼。
气
流被机翼分成上下两部分。
3.在相同的时间内，机翼上方气流通过的路程较长，因而速度较大。
它对机翼上表
面的压强较小；下方气流通过的路程较短，速度较小，它对机翼下表面的压强较大。
4.这样机翼的上下表面存在压强差，就产生了向上的压力差，即为飞机的升力。
流体压强与流速的关系以及公式流体压强与流速有什么关系，公式又是怎样的呢？想知道的考生看过来，下面由小编为你精心准备了“流体压强与流速的关系以及公式”，持续关注本站将可以持续获取更多的考试资讯!流体压强与流速的关系流体压强与流速的关系：在气体和液体中，流速越大的位置压强越小。
流体：物理学中把没有一定形状、且很容易流动的液体和气体统称为流体。
气体流速大的位置压强小;流速小的位置压强大。
液体也是流体。
它与气体一样，流速大的位置压强小;流速小的位置压强大。
轮船的行驶不能靠得太近就是这个原因。
总之，对于流体来说，流速越大的位置压强越小，流速越小的位置压强越大。
流体压强与流速公式是什么1、伯努利方程设在右图的细管中有理想流体在做定常流动,且流动方向从左向右,我们在管的a1处和a2处用横截面截出一段流体,即a1处和a2处之间的流体,作为研究对象.设a1处的横截面积为S1,流速为V1,高度为h1;a2处的横截面积为S2,流速为V2,高度为h2.2、思考下列问题①a1处左边的流体对研究对象的压力F1的大小及方向如何②a2处右边的液体对研究对象的压力F2的大小及方向如何③设经过一段时间Δt后(Δt很小),这段流体的左端S1由a1移到b1,右端S2由a2移到b2,两端移动的距离分别为ΔL1和ΔL2,则左端流入的流体体积和右端流出的液体体积各为多大它们之间有什么关系为什么④求左右两端的力对所选研究对象做的功⑤研究对象机械能是否发生变化为什么⑥液体在流动过程中,外力要对它做功,结合功能关系,外力所做的功与流体的机械能变化间有什么关系3、推导过程如图所示,经过很短的时间Δt,这段流体的左端S1由a1移到b1,右端S2由a2移到b2,两端移动的距离为ΔL1和ΔL2,左端流入的流体体积为ΔV1=S1ΔL1,右端流出的体积为ΔV2=S2ΔL2.因为理想流体是不可压缩的,所以有ΔV1=ΔV2=ΔV作用于左端的力F1=p1S2对流体做的功为W1=F1ΔL1 =p1·S1ΔL1=p1ΔV作用于右端的力F2=p2S2,它对流体做负功(因为右边对这段流体的作用力向左,而这段流体的位移向右),所做的功为W2=-F2ΔL2=-p2S2ΔL2=-p2ΔV两侧外力对所选研究液体所做的总功为W=W1 W2=(p1-p2)ΔV又因为我们研究的是理想流体的定常流动,流体的密度ρ和各点的流速V没有改变,所以研究对象(初态是a1到a2之间的流体,末态是b1到b2之间的流体)的动能和重力势能都没有改变.这样,机械能的改变就等于流出的那部分流体的机械能减去流入的那部分流体的机械能,即E2-E1=ρ()ΔV ρg(h2-h1)ΔV又理想流体没有粘滞性,流体在流动中机械能不会转化为内能∴W=E2-E1(p1-p2)ΔV=ρ(-))ΔV ρg(h2-h1)ΔV整理后得:整理后得:又a1和a2是在流体中任取的,所以上式可表述为上述两式就是伯努利方程.。
第4节流体压强与流速的关系
知识与技能
1．通过观察，认识流体压强与流速关系的相关现象，体验由流体压强差产生的力。
2．了解流体的压强与流速的关系，会用流体压强与流速的关系解释简单的物理现象。
3．知道飞机的升力是怎样产生的。
过程与方法
1．通过观察，认识气体的压强跟流速有关的各种现象。
2．通过实验，体会并能够解释气体的压强跟流速有关的现象。
3．体验由气体压强差异产生的力。
情感、态度与价值观
1．初步领略由于流体压强差异而产生的自然奥秘，引发对大自然的好奇心与求知欲。
2．培养学生交流讨论意识和协作精神。
教学重点
流体压强和流速的关系。
教学难点
利用流体压强与流速的关系分析生活中的实例。
教具准备
硬币、漏斗、乒乓球、纸片、塑料吸管、飞机机翼模型、风扇、多媒体课件、小木条等。
一、情景引入
今天，我们先请四位同学来进行两项比赛。
项目一：硬币“跳高”比赛。
教师提问：是什么力使得硬币向上“跳”起来呢？
项目二：“漏斗吹球”比赛。
(比赛规则：用手掌托着乒乓球，把乒乓球放在翻转的漏斗中，用嘴通过漏斗向下吹气，同时放开手。
看到了什么现象？)
教师提问：乒乓球为什么在漏斗下方不会掉下来呢？
教师讲述：让我们带着问题一起走进今天的物理课堂。
二、新课教学
探究点一：流体压强与流速的关系
1．制定计划与设计实验
教师：物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。
好，我们今天就来研究流体的流动速度与压强的关系。
同学们的桌子上有乒乓球两个，小木条两根，饮料吸管一支，大号注射器一支，装满水的水槽一个，两只塑料小船，一杯水，一根中间切开(未断)折成直角的饮料吸管，两张纸等器材。
自由选择器材，做一到二组实验。
提示可以用嘴吹气产生气流，用注射器喷射水产生水流，通过一些物体的运动状况来分析判断压强大小的变化。
这里提供几个参考实验装置，请看大屏幕，如图所示。
同学也可以自己设计别的实验方
案。
2．进行实验与收集证据。
教师：现在我们的研究活动以小组进行，请大家在小组内积极地讨论、研究方案，积极
地用眼睛去观察、用大脑去思考，并把你们发现的问题记录下来，然后全班交流。
看看在实
验中能发现些什么？团队的力量是巨大的，看看哪一小组做得最好？
学生开始实验、探究、讨论，教师巡视各组的实验情况。
3．分析与论证。
教师：下面进行全班交流，把学生们所看到的、所想到的说出来与大家交流。
估计学生会回答到的几种情况：
(1)我们这一小组选择老师提供的实验装置丙，选择用大号注射器一支，装满水的水槽一个，两只塑料小船，作为实验器材，用注射器向漂浮在水面上的两只小船间喷射水流，可观察到两只船向中间靠拢。
(2)我们这一小组选择老师提供的实验装置甲，把两个乒乓球放在两根小木条上，相对靠近一些，用一支饮料吸管向它们中间吹气，两个乒乓球互相靠拢。
(3)我们这一小组选择老师提供的实验装置乙，我们选择在两张纸中间吹气，结果看到两张纸不但没有被吹开反而互相向中间靠近。
(4)我们这一小组选择老师提供的实验装置丁，我们把一根中间切开(未断)折成直角的饮料吸管，一端插入水中，向管中吹气，我们可看到水雾从切口处喷出。
我们认为管中被我们吹气，因此切口处压力变小，水面的大气压就会把水往管上面压。
因此，我们认为：流体在流速大的地方压强小，在流速小的地方压强大。
……
教师：好。
因气流具有不可见性，并且流体不容易控制，我们结合同学们分析的现象，
采用多媒体课件对实验现象进行分析。
教师：综上所述，我们可以得出结论：流体在流速大的地方压强小，在流速小的地方压强大。
多媒体展示：火车的安全线，龙卷风吹翻屋顶，汽车的“气流偏导器”。
教师讲解：
1．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，为什么乘客必须站在安全线以外的地方候车？
解释：当人靠近高速行驶的列车时，会出现被吸入列车的现象，这是由于被列车带动的空气流速变大，压强变小，使人的两侧存在压强差造成的。
所以乘客候车时，必须站在安全线以外，否则是非常危险的。
2．在航海中，船只在行驶过程中不允许两船并肩前进，如果并肩行驶，会出现什么情况？并分析说明其原因。
解释：如果两船并肩行驶会出现两船逐渐靠拢而发生相撞事故。
这是因为在流体中，流速大的位置压强小。
两船并列航行时，两船之间的水相对船的流速大，压强小；两船外侧的水流速小，压强大，产生向内的压强差，而使它们逐渐靠拢。
3．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。
”请你从物理学的角度分析这两句诗所描写的物理现象。
解释：这是因为刮大风时，茅屋上面的空气流动快，茅屋里面的空气流速慢。
根据流体中，流速大的地方压强小的原理，茅屋上面的空气压强小，而里面的压强大，对茅草产生向上的升力使它飞走了。
交流讨论：生活中你注意过以下现象吗？
(1)大巴车在行驶时，司机吸的烟会从侧面打开的窗户飘出窗外。
(2)落有树叶的马路上，汽车快速驶过后可以看到树叶、尘土被卷起。
(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。
(4)冬天，风越刮越大，带烟囱的炉子里的火越着越旺，火苗越蹿越高。
探究点二：飞机的升力
问题：我们经常在电视上看到飞机起飞的画面，可是沉重的飞机不是像鸟一样扇动翅膀飞行的，它的“翅膀”不能扇动，是什么原因使得飞机飞起来的呢？
学生活动：如图所示，取一个飞机机翼模型放在托盘测力计上，把电风扇置于模型的正前方，当电风扇通电运转时，观察测力计示数的变化。
讲解：观察图，机翼的上方呈弧形，当气流从机翼经过时，上方的流速比下方大，根据流速与压强的关系，机翼上方的空气压强比下方处小，于是就产生了使机翼上升的力，这就是升力。
学生看图：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：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大于下方气流的速度。
因此上方的压强小于下方的压强，产生向上的升力，所以鸟在空中滑翔不会掉下来。
介绍：水翼船的水翼的作用。
三、板书设计
第4节流体压强与流速的关系
1．课堂教学模式的转变，在这节课的设计上，我改变了以往的教学模式：由跟我学、跟我做的教师讲授型模式向我要学、我要做、我要说的学生探究型模式转变，整个课堂80%的时间是学生说、学生做。
通过问题情景的层层深入，充分调动学生学习的积极性和协作学习的精神，使学生真正成为课堂的主人，教学气氛是开放的、合作的、创新的、平等的，让大家在轻松中学，在动态中学。
2．充分发挥多媒体课件的作用：机翼升力产生的原理，由于流体力学本身就比较抽象难以理解，光靠老师的讲解是远远不够的，通过课件形象生动地展示出来流体流动的特点和作用在机翼上、下方的压力大小，让学生获得良好的感性认识，真正体会到神奇的升力。
