2019-2020学年八年级物理下册 第九章 第4节 流体压强与流速的关系课件 （新版）新人教版

第九章压强知识点一流体压强与流速的关系 例1(2019重庆璧山四校联考)如图9-4-1所示,在两根筷子中间放上两只乒乓球,用吸管向中间吹气,可观察到两只乒乓球将(选填“靠近”“远离”或“静止不动”),原因是流速大的地方气体压强较。图9-4-1解析向乒乓球中间吹气时,乒乓球中间流速变大,压强变小,乒乓球外侧大气压不变,所以乒乓球外侧压强大于内侧压强,所以两只乒乓球将靠近。答案靠近小知识点二飞机的升力飞机之所以受到升力,是由飞机机翼的形状所决定的。如图9-4-2所示,正在飞行的飞机,迎面吹来的风被机翼分为上、下两部分,由于机翼横截面的形状上下不对称,在相同的时间内,机翼上方气流通过的路程长,流速大,压强小,下方气流通过的路程短,流速小,相对上方的压强就大,上、下表面就存在压强差,因而有压力差,就产生了升力。 图9-4-2例2(2017江苏徐州中考)快递公司尝试用无人机运送包裹,在带着包裹匀速飞行过程中,无人机受到的升力的施力物体是。解析升力是由于机翼上下表面空气流动速度不同,受到的流体压强不同而产生的,故其施力物体是空气。答案空气题型根据流体压强与流速的关系分析、解释现象例(独家原创试题)你知道汽车中的“负压换气”吗?如图9-4-3,汽车行驶时将天窗打开,由于天窗上方空气流动速度,此处的气压,使汽车内部的气压外部的气压,汽车内部污浊的空气快速流出,从而实现“负压换气”。 图9-4-3解析汽车行驶时将天窗打开,在车顶形成一个凸面,天窗上方空气的流速大、压强小,汽车内部空气的流速小、压强大,则汽车内部的气压大于外部的气压,在向上压力差的作用下车内污浊的空气被自动“抽出”,从而保持车内空气清新。答案大小大于方法归纳解答流体压强类问题的一般策略首先要确定物体上、下(或左、右)表面流体的流速大小,以流动的气体为例,有气体流动的一侧比不流动的一侧流速大,流过曲面的速度比流过平面的速度大;对于液体,管子细的地方比粗的地方流速大。然后根据流体压强与流速的关系,判断物体运动方向,即从压强大的地方向压强小的地方运动。从生活走向物理,从物理走向社会素养呈现物理学来源于生活,最终又服务于生活与社会。本章中,无论固体的压强、液体的压强、大气压强还是流体压强的知识,均能在生活中寻到其“知识根源”,知识又和社会生活紧密联系。这些知识大量应用于社会和生活,如交通运输、铁路铺设、书包背带、水坝设计、飞机的设计等,这些发明和设计推动了社会文明的发展,促进了人类生活质量的提高。故本章知识涉及考试的各类题型,是“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四大物理核心素养考查的良好载体。典例剖析例(2019广东惠州五中开学考试)读下面的短文,并回答问题:我们已经知道静止液体内部压强的规律,那么流动着的液体的压强大小又有什么规律呢?我们可以通过下面的实验来研究这个问题。打开水龙头,使自来水流过图9-4-4甲所示玻璃管,可以看到A、B处从水龙头竖直玻璃管中的液面高度不同,这说明A、B处的压强不相同。 图9-4-4(1)根据上面的实验现象可知,A、B两处的处压强小,其物理依据是。(2)请你总结出流动液体压强大小与流速的关系。(3)根据你得到的“流动液体压强大小与流速的关系”解释下面的现象:如图乙所示的是两艘并排的船,在航行时,常常会不由自主地碰在一起。原因是。解析(1)A、B两处水的压强等于它所支撑的水柱产生的压强。由题图知,B处水柱的高度低于A处,根据液体压强的计算公式p=ρgh可知,B处的压强小于A处的压强。(2)由于A、B两处是在同一水管中,在相同的时间内流过的水量相同,由于B处水管最细,所以B处的水流速度最大。再结合B处的压强小于A处的压强,由此可得结论:在流体中,流速越大的位置,压强越小。(3)两艘并排的船,它们在航行时,常常不由自主地碰在一起,这是由于两船之间的水流速度大,压强小,两船外侧水流速度小,压强大,形成向里的压力差,使两船相互靠拢。答案(1)Bp=ρgh(2)流速越大的位置压强越小(3)两船之间的水流速度大,压强小,两船外侧水流速度小,压强大,形成向里的压力差,使两船相互靠拢素养解读本题以科普阅读题的形式综合考查根据题中信息解答问题的能力,重点考查的核心素养如下:(1)问考查了“信息获取和处理”的科学探究素养及“进行分析和推理”的科学思维素养;(2)问考查了“分析数据得到结论”的科学探究素养;(3)考查了“应用物理知识解决实际问题”的物理观念素养。知识点一流体压强与流速的关系1.(2017海南中考)下列四幅图,能研究流体压强与流速关系的是 ()答案B向两张纸中间吹气时,两张纸中间空气流速大,压强小,两张纸向中间靠拢,能研究流体压强与流速的关系,故B选项符合题意。 2.(2016四川凉山中考)大量实验表明: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。答案小大解析流体压强与流速的关系:流速越大的位置压强越小;流速越小的位置压强越大。知识点二飞机的升力3.(2018山东东营中考)如图9-4-1所示,某型号飞机模型机翼上表面凸起,下表面较平。在飞行过程中由于上表面的空气流速(选填“大”或“小”),压强(选填“大”或“小”),从而能获得向上的升力。图9-4-1答案大小解析飞机在飞行时,机翼上方气流比下方气流的流速大,压强小,则下方空气的压强大于上方空气的压强,机翼上下表面存在压强差,因而有压力差,产生升力。1.(2018江苏泰州中考)动车进站时,为了避免乘客被“吸”向动车而造成人身伤害事故,站台上都标有“安全黄线”。乘客必须站在安全黄线以外,是因为动车进站时车厢附近()A.气流速度大,压强小B.气流速度大,压强大C.气流速度小,压强小D.气流速度小,压强大答案A动车进站时,会带动动车附近的空气流动,导致黄线以内的空气流速加快,流体流速越大的位置压强越小,人处在黄线以内时,由于黄线外侧空气流速小压强大,内侧的空气流速大压强小,形成压强差,容易将人压向动车,发生危险。故选A。2.如图所示实例所运用的物理知识与飞机起飞原理相同的是()答案C简易喷雾器工作时,通过气流带动水流,利用了流体压强与流速的关系,与飞机起飞的原理相同,故C符合题意。3.(2019江苏苏州二模)如图所示,把一张轻质纸放在两本书上,沿纸面下方吹气,原平整的纸会从两书间的空隙下陷。据此推断空气对下陷纸片上、下表面的压强哪个小?。根据所学的物理知识解释为什么会出现此现象:。答案下表面气体流速越大,压强越小解析沿纸面下方吹气时,纸面下方气体流速大,压强小,导致纸面上方气压大于纸面下方气压,使得平整的纸从两书间的空隙下陷。 1.(独家原创试题)美国是龙卷风多发的国家,如图9-4-2是2019年6月在美国密苏里州拍摄到龙卷风的照片,龙卷风具有很大的吸吮作用,可把水、物体等吸入其中,具有很大破坏性。龙卷风能吸水是因为其内部形成一股高速向上旋转的气流使 () 图9-4-2A.漩涡内的压强减小,大气压将水压入龙卷风B.漩涡外的压强减小,大气压将水压入龙卷风C.漩涡内的压强增大,大气压将水压入龙卷风D.漩涡外的压强增大,大气压将水压入龙卷风答案A在流体中流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大。高速旋转的气流,内部气流运动速度大于外部气流运动速度,内部气体压强小于外部气体压强,所以水在内外大气压的作用下被压入龙卷风。2.学习了“流体压强与流速的关系”后,为了解决“H”形地下通道中过道的通风问题,同学们设计了几种方案。如图所示,黑色部分为墙面凸出部分,“M”为安装在过道顶的换气扇,其中既有效又节能的是()答案CC选项中,过道右端的通道有凸起,所以相同时间风经过过道右端的通道时的路程长,则风速较快,过道右端的气压小于左端的气压,所以空气会从过道的左端流向右端,过道中有风通过,此方案不需要消耗其他能量,既有效又节能。 3.(2018福建泉州惠安六校联考)如图9-4-3是一种水翼船船体下安装的水翼,在高速航行时,水面下的水翼会使船体抬高减少水对船体的阻力,请你判断水翼的形状应是图中甲、乙的哪一个?并在该图中大致画出使船体抬高的力的示意图。 图9-4-3答案甲如图所示解析水翼船在高速航行时水面下的水翼使船体抬高,说明水翼受到向上的升力,也就是说水翼下表面的压强要大于其上表面,根据“在流体中,流速越大的位置,压强越小”可知,需要水翼下表面水的流速小于其上表面,故可知甲图形状符合要求。水翼受到的升力是竖直向上的,据此画出力的示意图。1.(2019江苏扬州一模)如图甲所示,两端开口的U形管中有适量的水,U形管的左端通过橡皮管与玻璃管侧壁管口相连通。此时玻璃管中的风速为v1,U形管内液面高度差如图乙所示;改变风速后,玻璃管中的风速为v2,U形管内液面高度差如图丙所示。则v1v2。(选填“”、“”或“=”)。答案解析图甲中,没有吹风时,左右两管上方的压强相同,都等于大气压强,所以左右两管中的液面相平;当向玻璃管中吹风,C处的空气流速增大、气体压强减小,而U形管右侧的气体压强不变,液体在压强差的作用下,向左移动;C处的空气流动速度越大、气体压强越小,则U形管中液体向左移动的距离越大,液面的高度差越大;所以,根据分析可知p1p2,前后两次气体的流速v1v2。2.(2016浙江湖州中考)货车驾驶员在卸货后,把空的纸箱放在车斗里。在汽车行驶时,发现有纸箱从车斗里“飞”了出来。为什么会出现这种现象呢?小明同学经过思考后,进行了模拟实验:将纸屑放在一个铁盒里,用吹风机向铁盒上方水平吹风,发现有纸屑从铁盒中“飞”出来,如图。请回答:(1)小明向铁盒上方吹风是模拟。(2)请用所学的知识解释纸箱从车斗里“飞”出来的原因。。答案(1)汽车在行驶过程中的空气流动(2)车斗内的纸箱上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,故纸箱上方的气压小于纸箱下方的气压,纸箱从车斗里升起,然后在风的作用下被吹离车斗解析据图可知,此时的铁盒相当于车斗,铁盒内的纸屑相当于车斗中的纸箱,故小明向铁盒上方吹风是模拟汽车在行驶过程中的空气流动。1.(2019北京人大附中模拟,3,★★☆)如图9-4-4所示的装置上方为一个粗细不均匀的两头开口的玻璃管,管下连通一个装有红墨水的U形管AB。当用吹风机向玻璃管中吹风时,出现的现象是 () 图9-4-4A.A管上方空气流速大B.B管上方空气流速小C.A管液面比B管液面高D.A管液面比B管液面低答案DA管上方玻璃管的横截面积大,相同时间内,空气经过A管上方的流动速度小于B管上方的流动速度,A管上方的压强大于B管上方的压强,红墨水被压向B管,A管液面下降,B管液面上升。2.(2018广东广州海珠期中,9,★★☆)用水平风吹如图所示的四个模型,其中空气对模型下表面的压强小于上表面的压强的是 ()答案BB选项中,相同时间内,空气经过模型上方的路程小于经过模型下方的路程,模型上方的风速小于下方的风速,模型上方的压强大于模型下方的压强。 3.(2018山东青岛大学附中期中,26,★★★)演绎式探究——气压与流速的关系。查阅资料得知: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: ρv2+p=C。式中C是定值,ρ表示空气密度。根据上述关系式可知:(1)其他条件相同时,空气流速越大,压强。(2)如图9-4-5所示,将一枚硬币平放在水平桌面上,其表面积为S、质量为m、空气密度为ρ,在硬币上方,平行于硬币表面以速度v吹气。气流通过硬币上部,由于硬币下面没有气流通过,从而产生压力差,相当于给硬币一个向上的力,这个压力差刚好等于硬币重力时,硬币刚好“飞起”。12 图9-4-5①硬币刚好“飞起”时,硬币上、下表面的压力差ΔF=;②根据上述流速与压强的关系式可知,硬币下方空气压强p下=;(3)请导出刚好将硬币吹起时吹气速度v的表达式(写出推导过程)。答案(1)越小(2)①mg②C(3)见解析解析(1)由公式 ρv2+p=C(式中C是定值,ρ表示空气密度)可知:其他条件相同时,空气流速越大,压强越小;空气流速越小,压强越大;(2)在吹硬币时,硬币下方的空气流速为0,代入公式 ρv2