流体压强与流速的关系导学案

人教版八年级（下册）第九章压强

第4节流体压强与流速的关系（导学案）

【学习目标】

1.通过实验，能总结出流体压强与流速的关系。

2.能利用流体压强与流速的关系解释升力产生的原因，进而解释飞机在空中飞行的原因。

3.能利用流体压强与流速的美系解释生活中的有关现象。

【学习重点】

流体压强与流速的关系。

【学习难点】

利用流体压强与流速的关系解释相关现象。

【自主预习】

阅读教材，完成以下问题：

1.物理学中把具有的液体和气体统称为流体.

2.在气体和液体中，流速越大的位置，压强越______；流速越小的位置，压强越_____.

3.机翼的形状基本是下平，飞机起飞时，上方空气流速____,压强,机翼上方与下方存

在压强差，因而有,这就形成向上的升力。

【合作探究】

探究一、流体压强与流速的关系

【想想做做】"硬币跳高实验”。

在离桌边2〜3cm的地方放一枚铝制硬币，在硬币前10cm左右放置一个高度约2cm的木块，在硬币

后放置•本与硬币厚度相同的笔记本。在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹•口气，硬币就可能跳过

木块。

口吹硬币跳跃木块

【想・想】硬币能飞起，说明硬币受到向上的力，是谁才能给它向上的力呢？

【分析】实验中的硬而，上面只有—与它接触。吹气时硬币向上“跳”，说明它上面空气向下的压

力比较小，下面空气向上的压力比较o硬币上下两面的面积相同，因此一定是下面空气向上的

比较大。由于吹气，硬币上面空气的流速变大了。由此我们猜想：是不是气体的压强跟气体的有

关？

气体和液体都具有流动性，所以就统称为流体。液体、气体静止时的压强前面我们已经研究过了；3

液体、气体处于流动时压强又是怎样的呢？与什么因素有关呢？

1.气体的压强与流速的关系

【实验1】给你一只漏斗和一个乒乓球，怎么可以让乒乓球在漏斗口不掠下来？可以有几种方法？

方法①：把乒乓球堵严漏斗下端口，然后用力把直管内的空气吸走。

方法②：把乒乓球放在下端口附近，不堵住漏斗口，用力向下吹气。

J\吸气｝

方法一吸气方法二吹气

【现象与分析】

(1)方法①中出现的现象是乒乓球静止不动,原因是漏斗中的空气被吸走，球被—压在漏斗口。

(2)方法②中出现的现象是乒乓球会旋转，并且悬浮在空中。是什么力支持住乒乓球？

吹气时，乒乓球上方气体流速大，空气压强—―，乒乓球下方气体流速小，空气压强大，出现向上的

压强差，所以产生一个向_______的力。

【实验2】向两张自由下垂的纸中间吹气，会发现什么现象？为什么？

【现象与分析】发现两张纸没有向两边分开，而是向中间靠拢。

为什么吹气时，两张纸没被吹开，反而吸到了一起？

1&

吹气时，纸条内侧空气流动快，压强变小，纸条外侧空气流动_____,压强_____,两纸条被吸到了一

起。

【归纳结论】气体流速大的地方压强_____,流速小的地方压强______。

2.液体的压强与流速的关系

【观看视频】一一《演示实验：液体压强与流速的关系》

让水流过粗细不同的一水平管，观察与水平管相连的竖直玻璃管中的液面是不是相平?

实验现象：发现与水平管相连的竖直玻璃管中的液面不是相平。

【分析】水平管的粗细不同，水流动时，流量是相同的，故三段水平管中水的流速是不同的，粗管中

的水流速小，细管中的水流速0水流动时，小竖管中水样的高度不相同，根据液体的压用公式夕=/）动

可知，各段水平管中水的压强不相同，粗管中水的压强—，细管中水的压强O

【结论】在液体中，流速越大的位置，压强越_____。

3.流体的压强与流速的关系

在气体和液体中，流速越大的位置.，压强越—.

4.生活中有关流体压强与流速关系的现象

【完成下列问题】

①为什么火车站和地铁站的站台上要画一条安全线？

当火车或地铁进站时，会带动人和车之间的空气的流速加快，根据流体压强与流速的关系可知，人外

侧空气流速慢压强大，而内侧流速快压强—，会产生一个向一侧的压强差，将人推向火车，易出现危

②喷雾器的工作原理

喷雾器的小孔处比较细，当有气体流出时.，空气流速快，压强一，容器里液面上方的空气压强.

液体就沿着细管上升，从管口流出后，受气流的冲击，被喷成雾状。

③航海规则为什么规定，两艘轮船不能近距离同向航行？

这是因为当两船并行时，两船内侧水的流速____两船外侧水的流速，造成内侧水的压力外侧水的

压力，进而使两船逐渐靠拢，酿成海难事故。

④草原犬鼠的“空调”洞穴

非洲草原犬鼠的洞穴有两个出口，一个是平的，另一个则是隆起的圆形土堆。这是为什么呢？

实际上，两个洞口的形状不同，决定了洞穴中空气流动的方向。吹过平坦表面的风运动速度,

压强大；吹过隆起表面的风速度大，压强。因此，地面上的风吹进了犬鼠的洞穴，给犬鼠带去了习

习凉风。

⑤跑车的尾翼

跑车车身形状和机翼类似，高速飞驰时，如果产生向上的力就会发飘，会造成行驶不稳定。

车尾翼板象”装反了的机翼”，上方压强下方，给车身向下的较大压力，既增加了稳定性，加大

【例题1】如图甲所示，小明同学在两张纸片中间向下吹气，可观察到两纸片靠拢，此实验现象说明：

气体流速越大的地方越小。在一个雨天，小丽撑着雨伞走在回家的路上，如图乙所示，一阵大风吹来，雨

伞可能发生的现象及其正确的解释是（）

A.由于风力作用，雨伞将做匀速直线运动

B.雨伞上方空气流速等于下方，雨伞将保持静止

C.雨伞上方空气流速小于下方，雨伞边缘会向下压低

D.雨伞上方空气流速大于下方，雨伞边缘会向上翻起

［例题2］某物理课外小组制作了如图所示的实验装置,大缸内水深1m,在距缸底30cm处水的压强

是Pa,打开力阀门，关闭3阀门，水流入管道,当水稳定后，。管液面高度b管液面

高度；再打开〃阀门，在水向外流的过程中，。管液面高度力管液面高度（填“高于”、“等于"

或“低于"，g=10N/kg)o

探究二、飞机的升力

【想一・想】几十吨重的飞机为什么能够腾空而起？你观察过飞机的机翼吗？它的横截面是什么形状？

1.机翼上下表面的压强差是产生升力的原因“

机翼的形状基本是O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

后移动。因为机翼的形状基本是上凸下平，所以上方空气流速加,压强,机翼上方与下方存

在压强差，因而有差，这就形成向的升力。

2.鸟类的滑翔原理

【想一想】①鸟类展开双翅，即使不扑打，为什么也能在空中滑翔而不会跌下来？

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____下方气流的速度。

因此上方的压强_____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。

鸟翅如同机翼灰雁及其倒飞

②聪明的动物世界一一灰雁

生活在欧洲的灰雁，如果天气情况很恶劣时，空气流动很大，且非常不稳定，它需要降低高度以摆脱

这种不利的状况。请同学们帮它想想办法，它怎样才能迅速的降低高度呢？

【例题3】2022年5月14日国产大飞机C919首K试验成功（如图）。有网友兴奋地说，中国商飞将

可能成为继波音和空客之后的第三大民航飞机制造者。有报道称C9I9最大起飞质量达77吨，如此庞然大

物能飞上天，下列说法中正确的是（）

A.C9I9不能垂直地面腾空而起，先滑行再起飞是为了让乘客充分欣赏机场景色

B.C919起飞原理是利用了流体压强与流速的关系

C.C919在高空水平飞行时机翼下方空气的流速远大于机翼上方空气的流速

D.C919在长长的跑道上加速滑行再逐渐离地起飞，此过程飞机对地面的压力增大，对地面的压强也

增大

【例题4】以下选项中，没有利用“流体压强与流速的关系”的是（）

A.图甲，赛车尾部安装气流偏导器

B.图乙，气垫船船体脱离水面行驶

C.图丙，飞机的机翼设计成流线型

D.图丁，高铁站站台上划定安全线

【精讲点拨】

1.流体压强与流速的关系规律不仅适用于气体,也适用于液体.

2.导致物体流速大的原因有以下几种情况：

①外力导致流体流速变大，如用力吹气.

②高速运动的物体带动流体流速变快，如列车周围的气体流速变快.

③同一流体在相同的时间内，通过较大的路程处流速大.

④同一流体经不同的横截面时，流过横截面小的位置流速大，如河道狭窄处水的流速大.

【课堂练习】

1.如图所示，用弹簧测力计挂上飞机机翼模型，再用电风扇对着机翼模型吹风。因为在流体中，流速越

大的位置，压强（选填“越大”、“越小”或“不变”），所以增大风速，弹簧测力计示数会—（选填

“增大”、“减小”或“不变”）.

第2题图

2.如图所示，以下四个关于“流体压强与流速的关系”的现象中，压强大小关系正确的是（）

3.近期交警部门加大对电动车安装遮阳伞的检杳拆除力度.遮阳伞虽能遮挡阳光，但存在安全隐患,

当电动车快速行驶时，如图所示，下列说法正确的是（）

A.遮阳伞上边空气流速小，压强小，伞面被向下压

B.遮阳伞下边空气流速大，压强小，伞面被向上吸

C.遮阳伞上边空气流速大，压强大，伞面被向下压

D.遮阳伞下边空气流速小，压强大，伞面被向上吸

第3题图笫1题图

4.龙卷风的实质是高速旋转的气流,它能把地面上的物体*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.龙卷风内部的气压远小于外部的大气压：

B.龙卷风增大了空气对物体的浮力；

C.龙卷风使物体受到的重力变小了；

D.龙卷风产牛了强大的静电.将物体吸上天空

5.某兴趣小组利用生活中常见的物品做了一个非常有趣的实验，将吹风机对准三个相同的水平通道左

端口向下吹风，在通道右端口处同时放置相同规格的乒乓球，某时刻乒乓球处于如图所示的位置。下列说法

合理的是（）

A.此实验原理与高压锅工作原理相同

B.三个通道的左端口处，c处压强最小

C.增大吹风机的风速，乒乓球向左移动更明显

D.若通道变宽，乒乓球向左移动更明显。

第6题图

6.在中央电视台“是真的吗”节目中曾验证过：“无需吸气就能将球吸入水管”的说法，如图所示，

主持人一只手握住洗衣机排水管的一端，保持不动，另一只手抓住管的上半部，使其在空中快速转动，这

时下管口附近的乒乓球被吸进管中，并“天女散花”般地从上管口飞了出来。产生这一现象的原因是由于

（）。

A.下管口空气流速大，导致下管口的压强大于上管口的压强

B.下管口空气流速大，导致下管口的压强小于上管口的压强

C.上管口空气流速大，导致上管口的压强大于下管口的压强

D,上管口空气流速大，导致上管口的压强小于下管口的压强

7.小明乘坐高铁时发现，在离站台边缘1米左右的地方有一条白色安全线，如图（a）所示。当列车即

将进站时间，站台工作人员反复提示：“请乘客们站在安全线以外候车！"。为什么乘客必须站在安全线以

外候车呢？

为了探究气体流动时压强大小的特点，小明将两纸片靠拢，纸片下端自然下垂，如图（b）所示。然后

他向两纸片间慢速吹气，实验现象如图（c）所示，接着他快速吹气，实验现象如图（d）所示。

①分析比较图（b）、（c）、（d）的实验现象可知:

②结合上述结论，解释“列车进站时♦，为什么乘客必须站在安全线以外候车？”

8.如图所示，当硬币上气体的流速达到一定时，硬币就会“飞”起来。小羽同学很好奇，决定探究

“硬币起飞”的条件。

查阅资料：在地面附近同一高度或高度差不显著的情况下，空气流速v与压强p的关系可表示为

｝，R+p=C,式中C是一个常数，p表示空气密度。根据上述关系式可知：

（1）空气流速与压强的关系为：流