9.4 流体压强与流速的关系

一个不该发生的惨剧 长发少女被火车气流卷住不幸丧命火车轮下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 真凶是谁 9 4流体压强与流速的关系 学习目标 1 了解流体压强与流速的关系 2 了解飞机的升力产生的原因 3 能用流体压强与流速的关系简单解释生活中的一些现象 自主学习 将一枚轻铝质硬币放离桌边20cm 30cm处 在硬币前10cm处用直尺或钢笔架高约2cm 使嘴巴靠在桌边 沿着与桌面平行的方向吹气 不准吹硬币 使硬币翻越直尺或让硬币跳得更高 活动一 思考 1 发生了何种现象 硬币跳了起来2 是什么原因使得硬币向上跳起来 解析 硬币上面的压力小 下面的压力大 而硬币上下表面积相同 因此上面的压强小 下面的压强大 产生向上的压强差 硬币跳了起来 3 流体压强与流速之间存在什么样的关系呢 猜想 流体速度与压强的关系 流体速度越大 压强越小流体速度越小 压强越大 动手做一做 现象 两张纸向中间靠拢 活动2 2 拿一细纸条在它的上方吹气 能够发生什么现象 现象 纸条向上飘起 原因 在纸条上方吹气时 上方空气流动速度快压强小 下方空气流动速度慢压强大 因而有向上的压强差 向上的压力差 所以纸条会向上飘起 3 把乒乓球放在伸平的手掌上 并把乒乓球放在翻转的漏斗上 能够发生什么现象 现象 球被吸起不落下原因 对着漏斗吹气 漏斗上方空气流动速度快 压强减小 乒乓球下方气体流动速度慢 压强大 小球被吸上去了 实验记录表格 结论 流体压强与流速的关系 在流体 气体和液体 中 流速越大的位置 压强就越小 流速越小的位置 压强就越大 思考 几十吨甚至上百吨重的飞机为什么能腾空而起 在空中飞行呢 飞机存在什么样的奥秘呢 机翼的形状是 上凸下平的 飞机的机翼 二 飞机的升力 飞机升力的产生 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 因而速度较大 对上面机翼的向下压强较小 下方气流通过的路程较短 因而速度较小 对下面机翼的向上压强较大 产生一个向上的压强差 因而有向上的压力差 飞机的升力 气流在机翼上下表面由于流速不同 压强不同产生向上的压力差 这就是向上的升力 合作讨论 1 在火车站或地铁站的站台上 离站台边缘 m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 空气流速快 空气流速慢 空气压强大 空气压强小 2 模拟喷雾器的原理 图中 A管中的水面为什么会上升 吹气 分析 在B管吹气时使A管上方的空气流动加快 A管上方空气压强变小 小于瓶内水面空气的压强 瓶内水面空气的压强把水压入A管中 使A管内水面上升 吹气 3 草原犬鼠空调系统 如图是非洲草原犬鼠洞穴的横截面示意图 洞穴有两个出口 一个是平的 而另一个则有隆起的圆形土堆 请问犬鼠为什么要在一个洞口堆上土包呢 请在图上标出洞穴中的空气流动方向并加以说明 分析 草原犬鼠的空调系统 4 打开水龙头 使自来水流过如图甲所示的玻璃管 在A B C三处 哪一处的压强较小 如果玻璃管改装成图乙所示的装置 使自来水流过时 图中所示情况是否正确 5 1912年秋天 远洋航轮 奥林匹克 号与较小的铁甲巡洋舰同向航行 但是当二船平行的时候 突然小船竟然扭头几乎笔直地向大船冲来 结果小船把 奥林匹克 的船舷撞了一个大洞 是什么原因 两船并排行驶时 中间液体流速大压强小 两艘船的的外侧液体流速小压强大 产生向里的压强差 所以两艘船发生相撞 6 杜甫在 茅屋为秋风所破歌 当中写道 八月秋高风怒号 卷我屋上三重茅 大风为什么能掀翻屋顶 答 大风从屋顶上吹过 屋顶上方空气流速大 压强小 屋内空气流速小 压强大 所以屋顶受到向上的压强差 因而有向上压力差把屋顶掀翻 达标应用 1 有些跑车在车尾安装了一种 气流偏导器 如图所示 由于 气流偏导器 上表面平直 下表面呈弧形向下凸 当跑车高速行驶时 流过它上方的空气速度比下方空气速度 选填 大或小 此时 上方空气压强比下方空气压强 选填 大或小 这样 气流偏导器 受到一个向 选填 上或下 的压力差 从而使车轮抓紧地面 小 大 下 2 如下图1所示 一把太阳伞固定在地面上 一阵大风吹来 伞面被 吸 严重变形 下列有关这一现象及其解释 正确的是 A 伞面被向下 吸 伞上方的空气流速大于下方B 伞面被向上 吸 伞上方的空气流速大于下方C 伞面被向下 吸 伞上方的空气流速小于下方D 伞面被向上 吸 伞上方的空气流速小于下方 图1 上方气体流速大 压强小 下方气体流速小 压强大 所以伞面被向上 吸 B 3 B 盘点