流体流速与压强关系

第四节流体压强与流速的系 一 流体 具有流动性的液体和气体 1 气体的压强与流速的关系 探究活动1 探究活动2 请同学们手握两张纸 让纸自然下垂 在两张纸中间向下吹气 猜想两张纸将怎样运动 吹纸实验 点击进行动画演示 在离桌边 cm处放一铝质的硬币 在硬币前10cm左右放一高约为2cm放一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 比比看谁能使硬币跳得最高 是什么力使硬币跳起来 探究活动3 硬币的硬币与桌面间总有一定的缝隙 这样硬币的下方和上方都有空气 没有吹气时 硬币上面的空气与下面的空气可看做静止 这时硬币上面的空气对硬币向下的压强等于下面的空气产生的向上的压强 硬币受力平衡而静止 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大于下方气体的流速 结论 在流动的气体中 流速大的位置压强小 几十吨重的飞机为什么能腾空而起 机翼的形状是上凸下平的 飞机起飞之前 先得在跑道上跑一段距离 飞机向前跑 空气就相对地向後移动 空气的压强作用在机翼上使机翼获得巨大的升力 机翼的形状起了很重要的作用 迎面吹来的风被机翼分成两部分 由于机翼横截面形状上下不对称 在相同的时间里机翼上方气流通过的路程长 所以速度大比下方气流大 最后得出结论 气流在机翼上下表面由于流速不同产生压力差 这就是向上的升力 机翼的升力 点击进行动画演示 讨论 为什么火车站台上都有一条安全线 火车行驶时严禁人们进入安全线以内的区域 2 液体的压强与流速的关系 什么是连通器 装有同种液体的连通器有什么特点 将水平管子右端开口用塞于封住 然后向容器R灌水 到达一定高度后停止灌水 容器R及三个细管中的液面停在同一高度上 在同一水平面上a b c f诸点处压强都等 这时的压强是流体在静止时的压强 如果将水平管子D端的塞子拔去 同时向容器R注入水 管子中的水在流动时 在装置的不同地方 流速会一样吗 请联想河流的情况 水流到河面宽敞处的流速比河面窄处流速哪个大 在管细处流速大于管粗的地方的流速 猜想 如果液体也有跟气体同样的规律 水流动时 R中的水面与H A C管中的水面高度会有什么变化 哪个更高 R中的水面都低于H A C管中的水面高度差不多相同 B管中水面则最低 这表明水平管子中的水在流动时 B处水的压强较小 A C点处的压强大于B点处的压强 动画分析 液体流速与压强的关系 流动液体中的压强 流速较大的位置 压强较小 结论 水翼船 水翼船 小结 流体 液体和气体 在流动时 流速较大的位置 压强较小 1 如图所示 当大风吹过屋顶时 往往会把屋顶掀开 这是为什么 2 流体在流速大的地方压强 在流速小的地方压强 3 高速航行的轮船如果靠得太近 两船内侧的流速 外侧的流速 所以内侧的压强 外侧的压强 船体在 力作用下 会发生碰撞事故 选填 大于 小于 平衡 或 不平衡 4 飞机机翼做成上凸下平 航行时使机翼上方气流速度 下方气流速度 机翼上方的气压 下方的气压 由此产生的上下压力差就是飞机获得的 力 小 大 大于 小于 不平衡 大于 小于 升 下面我们来看一个更加有趣的实验 如图所示 把乒乓球放在伸平的手掌上 并把乒乓球放在翻转的漏斗中 这时一放托球的手 很显然球会掉在地上 原因很简单 球会受到重力的作用 如果我们不放开托球的手 这时用嘴通过漏斗向下吹气 同时放开原来托住球的手 乒乓球在漏斗下方不但不会掉下来 反而会上升 这是为什么呢 我们来分析一下 乒乓球能在漏斗下方不会掉下来 由物体的平衡条件可知 竖直方向除了受到重力以外 一定还受到一