流体压强与流速的关系导学案八年级物理下册（人教版）2

9.4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关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.物埋学中把具有流动性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，压强越小；流速越小的位置，压强越大.

3.机翼的形状基本是上查下平，飞机起飞时，上方空气流速加大，压强减小，机翼上方与下方存在

压强差，因血有压力差,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

1.流体压强与流速的关系

（1）流体：

液体和气体都具有流动性，统称为流体。如空气、水等，流体流动时产生的压强称作流体压强。

（2）实验探究：流体压强与流速的关系

【提出问题】流体产生的压强与流速有什么关系？

【猜想与假设】流体流动速度越快，产生的压强越大：流体流动速度越快，产生的压强越小：流体的

压强与流动速度无关。

①探究一：分不开的纸

如图所示，手握两张纸，让纸自然下垂，在两张纸中间向下吹气。

【实验现象】发现两张纸不但不分开，反而会靠拢。

【实验分析】吹气时，两张纸条内侧空气流动快，压强变小，而纸条外侧空气的流速基本不变，大

气压强相对较大，存在压强差，因而有压力差，是这个压力差把两纸条压到了一起。

【实验结论】在气体中，流速越大的位置，压强越小。

②探究二：口吹硬币跳跃木块

如图所示，在离桌边20〜30cm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，在硬币后放置一本与硬币厚度相当的笔记本。在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气，观

察现象。

【实验现象】便币会跳过木块。

【现象分析】实验中的硬币，上面只有空气与它接触。吹气时硬币向上“跳”，说明它下面空气向

上的压力较太。硬币上下两面的面积相同，因此一定是下面空气向上的压强比较大。由于吹气，硬币上

面的流速变大，压强变小；硬币下方空气流速小，压强大。

【实验结论】在气体中，流速越大的位置，压强越小。

③探究三：吹不开的乒乓球

如图所示，在盛水的浅容器中放入两个乒乓球，使两球间隔一定的距离且静止。现用一细纸管向两

乒乓球中间吹气，观察现象。

压强大

压强大

【实验现象】两乒乓球会靠拢。

【实验分析】两个乒乓球向中间靠拢，说明两球内恻受到液体的压强变小，吹气前后两球外侧受到

液体压强不变，球内外存在压强差，因而存在压力差，两球在压力差作用下向中间靠拢。

【实验结论】在液体中，流速越大的位置，压强越小。

④探究四：玻璃管中水柱的高度为何不同？

如图所示是一粗细不同的玻璃管，在粗细不同的位置上分别有竖直玻璃细管与其连通；上水流过玻

瑞管，观察现象。

压强大压强小压强大

【实验现象】三个竖直玻璃管中的水柱高度不相同。与粗管处连接的管子，水柱高，与细管处连接

的管子，水柱低。

【实验分析】水平管的粗细不同，水流动时，流量是扭目的，故三段水平管中水的流速是丕回的（均

选填“相同”或“不相同”）；粗管中的水，流速小，细管中的水，流速大。水流动时，小竖管中水柱的

高度不相同，根据液体的压强公式p=pg〃可知，各段水平管中水的压强不相同，粗管中水的压强大，细

管中水的压强小。

【实验结论】在液体中，流速大的位置，压强小；流速小的位置，压强大。

（3）探究归纳

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。

该结论也称“伯努利原理，是由瑞士物理学家、数学家、医学家丹尼尔•伯努利在1738年提出的。

伯努利家族，一个家族3代人中产生了8位科学家，后裔有不少于120位被人们系统地追溯过，他们在

教学、科学、技术、工程乃至法律、管理、文学、艺术等方面声名显赫。

2.用“流体压强与流速的关系”解释现象

（1）火车站台上的安全线

【想一想】为什么火车站和地铁站的站台上要画一条安全线？

【分析】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，人外侧空气流速慢压强大，

而内侧流速快压强小，会产生一个向内侧的压强差,将人推向火车，易出现危险。

女全线•

I一

（2）喷雾器的，作原理

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

压强大，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）草原犬鼠的洞穴

【想一想】犬鼠的洞穴有两个出口，一个是平的，另一个则是隆起的土堆。这是为什么呢？

气流快，压强小

【分析】两个洞口的形状不同，决定了洞穴中空气流动的方向。吹过平坦表面的风速小，压强太；

吹过隆起表面的风速大，压强小。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（均选

填“大”或“小”）。

（4）跑车的气流偏导器

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。

跑车在车尾安装了一种“气流偏导器”，“气流偏导器”上表面平直，下表面呈避向下凸，当跑

车高速行驶时，流过它上方的空气速度比卜.方空气小。此时，上方空气压强比下方空气压强大，这样，

“气流偏导器”受到一个向上的压力差，从而使车轮抓紧地面。

气流

偏导器

【例题1】某物理课外小组制作了如图所示的实验装置，打开力阀门，关闭8阀门，水沆入管道，

当水稳定后,。管液面高度—b管液面高度;再打开8阀门,在水向外流的过程中管液面高度b

管液面高度（填“高于”、“等于”或“低于"，g=10N/kg）o

【答案】等于，高于。

【解析】打开4阀门，关闭B阀门，水流入管道，a管、b管、大烧杯组成了连通器，因为连通器

中装有同种液体,所以，由装通器原埋知道,当水稳定后,a管液面高度等于/）管液面高度,

再打开8阀门，粗管和细管中水的流量相同，细管处水的流速大、压强小，支持的水柱诋；粗管处

水的流速小、压强大，支持的水柱高，所以。管液面高度大于力管液面高度。

【例题2】如图所示的生活情境中，不是流体与流速物理现象的是（A）

A.热气球慢慢上升B.向两张中间吹气

C.向漏斗快速吹气D.列车站台禁越黄标线

【解析】A.热气球慢慢上升利用的是空气的浮力，故A符合题意；

B.当向中间吹气时，中间的空气流动速度大，压强小；纸外侧的压强不变，纸受到向内的压强大

于向外的压强，受到向内的压力大于向外的压力，纸在压力差的作用下向中间靠拢，故B不符题意；

C.对准漏斗细管口用力向下吹气，因为乒乓球上方的空气流速大，压强小，乒乓球下方的空气流

速小，压强大，乒乓球受到一个竖直向上的压力差，所以乒乓球紧贴在漏斗不下落，故D不符题意。

D.人离高速列车比较近时，人和列车的之间的空气流速大、压强小，人外侧的压强不变，人受到

向列车方向的压强差，容易被压向列车，所以，人站在高铁站的安全线以外候车，故C不符题意；

故选A.

探究二、飞机的升力

【想一想】几十吨重的飞机为什么能腾空而起？你观察过飞机的机翼吗？它的横截面是什么形状？

1.飞机的升力

（1）观察思考

观察如图所示飞机的机翼截面形状。想一想，为什么机翼上部和卜.部的形状是不对称的？是什么将

飞机“托上”天空的呢？

机翼的形状基本是上凸下平,机翼的形状对飞机的起飞起了很重要的作用。

（2）分析探究

飞机起飞前，先在跑道上跑一段距离。空气相对机翼向后运动。因为机翼的形状是上凸下平，所以

上方空气流速快，压强小，机翼上、下方存在压强差，产生压力差,形成了向上的升力。

机翼上、下表面的压强差是产生升力的原因。

如果机翼的前缘稍向上仰，跟气流的方向成一个小的仰角，则机翼上下方的压强差比机翼跟气流方

向平行时还要大，所产生的升力就比较大。升力是竖直向上的，它跟飞机所受重力方向相反，当升力大

于重力时，飞机上升。

（3）归纳总结

机翼的形状决定了机翼上下表面空气的流速不同，使机翼上下方产生压强差，从而产生玉力差，这

一压力差使飞机获得向上的升力。

2.鸟类的滑翔原理

（1）鸟类的滑翔原理

【想一想】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？

【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广下方气流

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（均选填“大

于”或“小于”）。

鸟类的滑翔原理灰雁与其倒飞

（2）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。它怎样才能迅速的降低高度呢？

【分析】身体完全翻转过米，倒立飞行。

【例题3】2022年5月14日国产大飞机C919首飞试验成功（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C919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（B）

A.C919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熟地起飞，此过程飞机对地面的压力增大，对地面的压强

也增大

【解析】ABC.C919起飞的原理是利用了流体压强与流速的关系。飞机的机翼上凸下平，飞机飞

行时，在相同的时间内，经过机翼上方的空气路程长，机翼上方的空气流速快，压强小，经过机翼下方

的空气路程短，下方的空气流速慢，压强大，上下表面从而产生了压力差，使飞机获得向上的升力，只

有当速度足够快，升力足够大，飞机才能起飞，所以飞机不能垂直起飞，需要先滑行获得足够的速度，

才能起飞，故AC错误，B正确；

D.C919在跑道上加速滑行再逐渐离地起飞，飞机受到的升力不断增加，对地面的压力不断减小，

由于受力面枳不变，根据压强公式p=F/S得，压强也变小，故D错误。所以选B。

探究三、拓展性实验一用传感器研究气体流速与压强的关系

【实验介绍】

传感器

图9.4-5用传感器研究气体流速与压强的关系

如图，三节直径不同的塑耨管联结在一起，然后与抽气机相通。当抽气机抽气时，在同一时间内，

通过三个管子的气体总量是相同的，所以细管内气体的流速一定比粗管内气体的流速大。将三个气体压

强传感器分别放入管内，将传感器与计算机相连，从计算机上就可以读出三个位置气体的压强值。

看看是不是气体流速大的地方压强小。

【实验与现象】

(1)将三个气体压强传感器探头分别插入三节管中，将传感器与电脑相连，打开抽气机抽气，观

察电脑屏幕。

(2)调换抽气机的挡位，重复上述实验，记录电脑屏幕图像，如图乙所示。

【实验分析】如图所示，①、②、③二条图线分别对应粗细不同的二节管中气体压强随时间变化的

情况。由图像可知，A_处流速大，压强小（传感器①）,C处流速小，压强大（传感器③）。

传感器③

传感器②

传感器①

当调换抽气机的挡位后，图乙中的三条图线均下移，由此可判断三节管中气体的流速均增大。（选

填“增大”或“减小”）

【实验结论】流体的流速越大，压强越小；流体的流速越小，压强越大。

【归纳整理】

第4节流体压强与流速的关系

流体压强与在气体和液体中，流速

流速的关系越大的位置.，压强越小

流流

速体

的压

关强机翼上表面空气

系与流速大，压强小

机翼上下表面

飞机的升力

存在压强差

机翼卜.表面空气

流速小，压强大

【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。

2.三步解决流体压强相关问题

第一步：要弄清哪部分流速大？哪一部分流速小？

第二步：流速大，压强小，压力也小；流速大，压强大，压力也大；

第三步：物体受到压力差作用而产生各种现象。

3.应用流体压强与流速的关系解释相关现象时，关键是要正确判断流体流速的大小关系。常用的判

断方法有以下三种：

（1）同一流体在相同的时间内，通过较大的路程处流速大；

（2）同一流体经不同的横栽面时，流过横截面小的位置流速大，如河道狭窄处水的流速大。

（3）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。

【课堂练习】

1.如图所示，用手握着两张纸，让纸自然下垂。如果在两张纸中间向下吹气，两张纸之间的空气

流速变大，压强,而吹气前、后两张纸外侧的大气压,因而两张纸分别在压力差的作用下

向中间靠拢。

【答案】变小，不变。

【详解】当向两张纸的中色吹气时，中间的空气流动速度增大、气体压强减小，纸外侧的大气压强

不变，纸受到向内的压强大于向外的压强，受到向内的压力大于向外的压力，所以纸在压力差的作用下

向中间靠拢，说明气体流速越大的地方压强越小。

2.如图，小红手撑雨伞走在路上，一阵大风吹来，伞面被“吸”，将发生严重变形。下列判断推理

及其解释，正确的是（）

A.伞面被向下“吸。伞上方的空气流速小于下方

B.伞面被向下“吸”，伞上方的空气流速大于下方

C.伞面被向上“吸”，伞上方的空气流速大于下方

D.伞面被向上“吸”，伞上方的空气流速小于下方

【答案】Co

【详解】由图知，相同时间内，空气通过伞上方的路程大于伞下方的路程，所以伞上方的空气流速

大于下方，根据流体的流速越大、压强越小，伞下方的压强大于上方的压强，伞在向上压强差的作用下

被吸向上方，故ABD错误，C正确。

3.下列现象能用流体压强与流速的关系来解秤的是（）

①如图甲所示向两张纸中间吹气，纸张向中间靠拢

②如图乙所示装有液体的玻璃管，底部和侧壁的橡皮膜往外凸起

③如图内所示地铁站台边，人必须站在安全黄线以外的区域候车

④如图丁所示飞机升力的产生原因

A.①②B.①④C.@®D.①③④

甲乙丙丁

【答案】D.

【详解】①向两张纸中间吹气，两纸间的空气流速大压强小，而两纸的外部空气流速小压强大，两

纸受到向内的压力差，被压到一起，能用流体压强与流速的关系来解释，故①符合题意；

②装有液体的玻璃管，底部和侧壁的橡皮膜往外凸起，是因液体对容器底和侧壁有压强，不能用流

体压强与流速的关系来解释，②不符合题意；

③当列车驶进站台时，会带动人和车之间的空气流动速度加快，压强小，此时人外侧的空气流动速

度慢，压强大，会产生一个向内侧的压强差，将人推向火车，易出现危险，能用流体压强与流速的关系

来解释，故③符合题意；

④相等的时间内，空气经过机翼上面的路程大于下面的路程，则机翼上面的空气流速大于下面的流

速，所以机翼上面的压强小于下面的压强，产生一个向上压强差，出现一个向上压力差，就是机翼向上

的升力，故④符合题意。

故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。

4.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”）。

【答案】越小，减小。

【解析】在流体中，流速越大的位置，压强越小。飞机机翼模型上凸下平，增大风速时：会产生一

个向上的升力，所以弹簧测力计示数会减小。

5.某兴趣小组利用牛.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。

【答案】C.

【解析】A.根据图片可知，当左端有风吹过时，气体流速大压强小，于是三个小球在大气压强的

作用下被推向左端，而高压锅的工作原理为液体沸点随气压的变化规律，故A错误；

B.c处小球运动的距离最短，则说明。处的小球受到的推力最小，即c处压强最大，故B错误：

C.增大吹风机的风速，则左端气体压强更小，那么乒乓球受到的推力更大，则向左运动更明显，

故C正确；

D.乒乓球移动的距离只与左右两端的气压差大小有关，而和通道的宽窄没有关系，故D错误。所

以选C.

6.如图，甲装置中A、B、C三节直径不同的塑料管连接在一起，左端连抽气泵。传感器1、2、3

与电脑相连，可显示出管中气体压强随时间变化的图像。如图乙是抽气泵在两个不同挡位抽气时得到的

图像。下列说法中正确的是（）

A.抽气时A、B、C三节管内气体流速相同

B.第15s时，C管内气体流速大于A管内气体流速

C.由图像推测抽气泵换挡时间大约是在第15s

D.换挡后B管内气体流速比换挡前大

【答案】D

【详解】A.抽气时，C管的横截面积最大，A管的横截面积最小，所以A管气体流速最大，C管

气体流速最小，故A错误；

B.由图可知，在第15s时，③处的压强最大，①处的压强最小，则C管内气体压强大于A管内气

体压强，气体流速越大的地方压强越小，C管内气体流速小于A管内气体流速，故B错误;

C.由图可知，抽气泵换挡时间大约是在第25s,故C错误；

D.换挡后B管内气体的压强变小了，气体流速越小的地方压强越大，所以流速比换挡前变大，故

D正确。

故选Do

7.我国具有完全自主知识产权的新一代大型客机C919在上海浦东国际机场首飞，这标志着中华民

族百年的“大飞机梦”取得了历史性突破。

甲乙

（1）加图乙所示，飞机的机翼做成上凸下平的形状,《机匕行时,机翼上方气流比下方气流的流

速大，下方空气的压强（填“大于”“等于”或“小于”）上方空气的压强，从而使机翼获得了向

上的升力；为了缩短飞机起飞或着陆的滑行距离，最好

（填“顺风”或“逆风”）起飞。

（2）在C919客机加速上升的过程中，机舱外的大气压—（填“变大”“变小”或“不变”），机

4

舱内先进的“呼吸系统”，使飞机在气压只有2.5x104Pa左右的万米高空时，机舱内气压达到8.0x10