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8.4 流體的壓強與流速的關系
第八章 神奇的壓強
知識點
探究流體的壓強與流速的關系
知1－講
1
1. 探究氣體壓強和流速的關系
實驗圖示
現象 紙片向吹氣一側擺動或彎曲 乒乓球不下落
知1－講
續表
分析 紙片向吹氣一側擺動或彎曲，說明吹氣這一側的壓強小于另一側，而原來兩側空氣的壓強相等，因此一定是吹氣使空氣壓強變小了 乒乓球不下落，說明吹氣這一側的壓強小于另一側，原來兩側空氣的壓強相等，因此一定是吹氣使空氣壓強變小了
結論 在氣體中，氣體運動位置處的壓強比靜止位置處的壓強小
知1－講
思想方法
歸納法
向兩張紙片中間吹氣、向紙片上方吹氣，發現紙片都向吹氣一側彎曲或運動；向倒置漏斗內吹氣，乒乓球不下落，從而歸納出氣體運動時的壓強比靜止時的壓強小。
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2. 探究液體壓強和流速的關系
實驗 操作 用細線拴住一個乒乓球，將其靠近正在流水的水龍頭， 觀察乒乓球的運動 把一根飲料吸管A插入盛水的杯子中，另一根吸管B 的管口貼靠在A 管的上端。往B 管中吹氣，觀察A 管中的水面變化情況
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續表
實驗 圖示
現象 流水“吸引”乒乓球 A 管中的水面上升
結論 在液體中，液體運動位置處的壓強比靜止位置處的壓強小
知1－講
總結歸納：
(1)流體: 氣體和液體都具有流動性，統稱為流體。
(2)對于流體來說，運動位置處的壓強比靜止位置處的壓強小。
知1－講
思想方法
轉換法
流體流動一側的壓強大小我們看不到，但我們看到紙片向吹氣一側擺動或彎曲時，我們就可以分析出吹氣使空氣壓強變小，這樣就是用轉換法比較流體壓強的大小。
知1－講
3. 探究流體壓強大小和流速大小關系
實驗 在一雙筷子中間放上兩個乒乓球，用吸管向中間吹氣
在水面上放兩只小紙船，用水管向兩船之間的水域沖水
知1－講
續表
現象 兩個乒乓球向中間滾動 兩只小紙船向中間靠攏，幾乎靠在一起
分析 兩個乒乓球向中間靠攏，說明兩乒乓球外側所受氣體的壓強比內側受到氣體的壓強大 兩只小紙船向中間靠攏，說明兩船外側所受液體的壓強比內側受到液體的壓強大
結論 對流體來說，流速越大的地方壓強越小；流速越小的地方壓強越大
知1－講
總結歸納：對于流體來說，流速越大的地方壓強越小；流速越小的地方壓強越大。
特別提示
流體壓強與流速的關系由瑞士科學家伯努利發現，相關現象被稱為伯努利現象。
知1－練
例 1
小宇在家做了一個實驗，將兩個相同的乒乓球懸掛
起來(如圖1)，乒乓球靜止后，向兩個球
中間吹氣，兩乒乓球之間的空氣流速大，
壓強______，兩乒乓球外側空氣流速小，
壓強______ ，產生的壓力差導致兩個乒
乓球會___________。
小
大
向中間靠攏
知1－練
解題秘方：緊扣題中“吹”這個關鍵字，結合流體壓強與流速關系來解題。
解析：流體的流速越大，壓強越小，流速越小，壓強越大。乒乓球靜止后，向兩個球中間吹氣，兩乒乓球之間的空氣流速大，壓強小，兩乒乓球外側空氣流速小，壓強大，產生向內的壓力差，導致兩個乒乓球向中間靠攏。
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方法技巧：利用流體壓強與流速的關系分析問題
知1－練
1. [中考· 淮安] 如圖所示，容器內裝滿水，將吸管的A 端插入水中， 用另一根吸管沿圖示方向吹氣，B 端就會有水持續流出， 原因是吹氣時B 端空氣流速變______， 壓強變______ 。
大
小
知2－講
知識點
升力的產生
2
1. 用電風扇對著機翼模型吹。
形狀特征：上凸下平
知2－講
實驗裝置和操作 如圖所示，將機翼模型固定在一根鐵絲上，在鐵絲上下端各掛一彈簧測力計(開始時兩彈簧測力計示數均不為零)，接通電風扇，將其對著機翼模型吹風
實驗現象 彈簧測力計A 示數變小，彈簧測力計B 示數變大 實驗結論 機翼受到一個向上的升力 2. 實驗過程及結論
知2－講
續表
現象 分析 機翼模型是上凸下平的形狀，其上方彎曲，下方近似于平面，電風扇吹來的氣流被機翼模型分成上、下兩部分。其中機翼模型上方空氣流速較大，壓強較??；機翼模型下方空氣流速較小，壓強較大。機翼模型上、下方的壓強差使其獲得向上的升力，因此彈簧測力計A 的示數變小，B 的示數變大
探究 結論 機翼模型的形狀決定了機翼模型上、下方空氣流速不同，使機翼模型上、下表面形成壓強差，這一壓強差使其獲得向上的升力
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總結歸納：
(1)升力：機翼上、下方所受的向上的壓力差。
(2)公式：F 升= F 向上-F 向下。
(3)升力的實質是一個合力。
知2－講
關聯思考飛機起飛前要在跑道上滑行一段距離，這是為
什么？
關聯結果
為了讓機翼獲得向上的升力。
知2－講
構建模型
如圖2 所示，在生活中，有許多物體的形狀與飛機機翼的截面形狀相似，當空氣流過物體的凸、平兩表面時，由于空氣流速大小不同而產生壓力差。
知2－練
課堂上，老師提出了這樣的問題：“飛機升力的大小
可能與哪些因素有關呢？”這激發了興趣小組同學的探究熱情，他們紛紛提出了自己的猜想，并設計進行了有關的探究驗證，請你同他們一起完成如下的探究。
例 2
知2－練
解題秘方：當一個物理量與多個因素有關時，需利用控制變量法的思想分析其具體關系；在流體中，流速越大的位置壓強越小，流速越小的位置壓強越大。
知2－練
(1)小華猜想：飛機升力的大小可能與機翼的大小有關。
猜想的依據：飛機的機翼總是做得足夠大。
實驗驗證：
①自制一個飛機機翼模型(如圖3)，將
其固定在托盤測力計上，在機翼模
型正前方用電風扇迎面吹風，讀出托盤測力計示數F1；
知2－練
②再用一個____________的機翼模型重復上述實驗，讀出托盤測力計示數F2；
③比較F1 與F2 得出結論。
較大(或較小)
知2－練
解析：要驗證飛機升力的大小是否與機翼的大小有關，可先后分別用大小不同的機翼，將其固定在托盤測力計上，在機翼模型正前方用電風扇同一擋位迎面吹風，讀出測力計的示數F1、F2，并進行比較得出結論。
知2－練
(2)小紅猜想：飛機升力的大小可能與飛機飛行的速度有關。
她這樣猜想的依據是：當飛機滑行的______足夠大時，飛機才能起飛。請你為小紅設計出驗證的方案：______
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
速度
將機翼
固定在托盤測力計上，在機翼模型正前方，先用電風
扇低擋對模型吹風，讀出測力計的示數F3，再用高擋
對模型吹風，讀出測力計的示數F4，比較F3 和F4 的大
小得出結論
知2－練
解析：相等的時間內，空氣經過機翼上面的路程大于下面的路程，機翼上面的空氣流速大于下面的流速，機翼上面的壓強小于下面的壓強，出現壓強差，出現了壓力差，這個壓力差就是機翼向上的升力。當飛機滑行的速度越大時，飛機的升力越大。所以可知她這樣猜想的依據是：當飛機滑行的速度足夠大時，飛機才能起飛。
知2－練
要驗證飛機升力的大小是否與飛機飛行的速度有關，應將機翼固定在托盤測力計上，在機翼模型正前方，先用電風扇低擋對模型吹風，讀出測力計的示數F3，再用高擋對模型吹風，讀出測力計的示數F4，比較F3 和F4 的大小得出結論，若用高擋對模型吹風時測力計的示數變小，則驗證了猜想是正確的。
知2－練
2. 國產大飛機C919 已經頻繁亮相國內各機場，飛機是利用機翼上、下表面流速的差異形成壓強差產生向上的升力而升空的(如圖)，
知2－練
以下現象沒有利用這一原理的是( )
C
知3－講
知識點
流體壓強的應用與防止
3
1. 應用
器具(或部件) 圖示 原理
噴霧器 氣體流速大處壓強小
家用燃氣灶的灶頭 氣體流速大處壓強小
知3－講
器具(或部件) 圖示 原理
水翼船 液體流速大處壓強小
草原犬鼠的“空調”洞穴 氣體流速大處壓強小
續表
知3－講
2. 防止
示例 圖示 解釋
站臺上的“安全線” 列車周圍空氣流速大壓強
小，列車附近的人易被外
界大氣壓壓向列車
電動車的遮陽傘 遮陽傘上方空氣流速大，
壓強小，車高速行進過程
中會獲得向上的升力
知3－講
續表
示例 圖示 解釋
龍卷風 氣流中心氣體流速大，壓強小， 周圍的物體會被吸入
漩渦 漩渦中心液體流速大，壓強小， 周圍的物體會被吸入
知3－講
方法技巧
利用流體壓強和流速關系解釋有關現象的方法
(1)確定流速大的地方在哪里(或分析物體形狀，物體凸起部分周圍流體的流速大)；
(2)確定壓強大的地方在哪里，進而確定壓強差的方向；
(3)根據壓強差的作用分析產生的現象。
知3－講
思想方法
辯證法
事物都有兩面性。流體流速與壓強的關系既能給人類和自然界帶來諸多“便利”，也能帶來一些不良影響，甚至是自然災害。
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思想方法
逆向思維
既然利用“流體流速大處壓強小”這一原理得到向上的升力，那也意味著可用同樣的方法得到向下的壓力。如：給賽車的尾部加裝“氣流偏導器”。
知3－練
[模擬·蘇州]如圖4 所示是一位同學利用礦泉水瓶，和
兩根吸管自制的“口吹噴霧器”，關于該“口吹噴霧器”下列說法錯誤的是( )
A. 兩根吸管口距離越近越容易吹出噴霧
B. 瓶蓋與吸管間的密封性越好越容易吹出噴霧
C. 吹出的氣體速度越大越容易吹出噴霧
D. 液面離管口距離越小越容易吹出噴霧
例 3
知3－練
解題秘方：流體的壓強與流速有關，流速越大、壓強越小，
流速越小、壓強越大，結合裝置工作時的實際特點分析。
解析：由題意知，此裝置利用了流體壓強與流速的關系，
當向水平吸管中吹氣時，使豎直吸管上方空氣流速大、壓強小，豎直吸管中的水在大氣壓的作用下上升，然后在氣流的作用下噴成霧狀。
知3－練
為了保證噴霧效果，兩根吸管口距離應較近，且吹氣的速度要比較大，同時，液面離管口距離越小越容易吹出噴霧。由于借助了大氣壓的作用，所以瓶蓋與吸管間不能過于密封。綜上所述，A、C、D 正確，B 錯誤。
答案：B
知3－練
3. [跨學科 工程實踐]為解決某地下商城“工”字形通道中過道的通風問題，技術員設計了以下幾種方案。如圖所示，黑色部分為墻面凸出部分，M 為安裝在過道頂的換氣扇，其中既有效又節能的是( )
C
流體的壓強與流速的關系
液體
流體
流體壓強
的規律
飛機的
升力
氣體

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