9.4 流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系（導(dǎo)學(xué)案）-【上好課】八年級(jí)物理下冊(cè)同步備課系列（人教版）【原卷版】

9.4流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系（（導(dǎo)學(xué)案）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.通過實(shí)驗(yàn)，能總結(jié)出流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系。2.能利用流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系解釋升力產(chǎn)生的原因，進(jìn)而解釋飛機(jī)在空中飛行的原因。3.能利用流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系解釋生活中的有關(guān)現(xiàn)象?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系。【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】利用流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系解釋相關(guān)現(xiàn)象。【自主預(yù)習(xí)】閱讀教材，完成以下問題：1．物理學(xué)中把具有的液體和氣體統(tǒng)稱為流體．2．在氣體和液體中，流速越大的位置，壓強(qiáng)越；流速越小的位置，壓強(qiáng)越.3.機(jī)翼的形狀基本是下平，飛機(jī)起飛時(shí)，上方空氣流速，壓強(qiáng)減，機(jī)翼上方與下方存在壓強(qiáng)差，因而有，這就形成向上的升力。【合作探究】探究一、流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系1.流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系

（1）流體：液體和氣體都具有流動(dòng)性，統(tǒng)稱為。如空氣、水等，流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的壓強(qiáng)稱作流體壓強(qiáng)。①探究一：分不開的紙如圖所示，手握兩張紙，讓紙自然下垂，在兩張紙中間向下吹氣。【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】發(fā)現(xiàn)兩張紙不但不分開，反而會(huì)靠攏?！緦?shí)驗(yàn)分析】吹氣時(shí)，兩張紙條內(nèi)側(cè)空氣流動(dòng)，壓強(qiáng)變，而紙條外側(cè)空氣的流速基本不變，大氣壓強(qiáng)相對(duì)較大，存在壓強(qiáng)差，因而有差，是這個(gè)壓力差把兩紙條壓到了一起。【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】在氣體中，流速越大的位置，壓強(qiáng)越。②探究二：口吹硬幣跳躍木塊如圖所示，在離桌邊20~30cm的地方放一枚鋁制硬幣，在硬幣前10cm左右放置一個(gè)高度約2cm的木塊，在硬幣后放置一本與硬幣厚度相當(dāng)?shù)墓P記本。在硬幣上方沿著與桌面平行的方向用力吹一口氣，觀察現(xiàn)象?！緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象】硬幣會(huì)跳過木塊。【現(xiàn)象分析】實(shí)驗(yàn)中的硬幣，上面只有空氣與它接觸。吹氣時(shí)硬幣向上“跳”，說明它下面空氣向上的壓力較。硬幣上下兩面的面積相同，因此一定是下面空氣向上的比較大。由于吹氣，硬幣上面的流速變大，壓強(qiáng)變；硬幣下方空氣流速小，壓強(qiáng)大?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】在氣體中，流速越大的位置，壓強(qiáng)越小。③探究三：吹不開的乒乓球如圖所示，在盛水的淺容器中放入兩個(gè)乒乓球，使兩球間隔一定的距離且靜止?，F(xiàn)用一細(xì)紙管向兩乒乓球中間吹氣，觀察現(xiàn)象?！緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象】兩乒乓球會(huì)靠攏。【實(shí)驗(yàn)分析】兩個(gè)乒乓球向中間靠攏，說明兩球內(nèi)側(cè)受到液體的壓強(qiáng)變小，吹氣前后兩球外側(cè)受到液體壓強(qiáng)不變，球內(nèi)外存在差，因而存在壓力差，兩球在作用下向中間靠攏?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】在液體中，流速越大的位置，壓強(qiáng)越小。④探究四：玻璃管中水柱的高度為何不同？如圖所示是一粗細(xì)不同的玻璃管，在粗細(xì)不同的位置上分別有豎直玻璃細(xì)管與其連通；讓水流過玻璃管，觀察現(xiàn)象?！緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象】三個(gè)豎直玻璃管中的水柱高度不相同。與粗管處連接的管子，水柱高，與細(xì)管處連接的管子，水柱低?！緦?shí)驗(yàn)分析】水平管的粗細(xì)不同，水流動(dòng)時(shí)，流量是的，故三段水平管中水的流速是的（均選填“相同”或“不相同”）；粗管中的水，流速小，細(xì)管中的水，流速大。水流動(dòng)時(shí)，小豎管中水柱的高度不相同，根據(jù)液體的壓強(qiáng)公式p=ρgh可知，各段水平管中水的壓強(qiáng)不相同，粗管中水的壓強(qiáng)，細(xì)管中水的壓強(qiáng)?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】在液體中，流速大的位置，壓強(qiáng)??；流速小的位置，壓強(qiáng)大。（3）探究歸納在氣體和液體中，流速越大的位置，壓強(qiáng)越；流速越小的位置，壓強(qiáng)越。該結(jié)論也稱“伯努利原理”。是由瑞士物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、醫(yī)學(xué)家丹尼爾?伯努利在1738年提出的。伯努利家族，一個(gè)家族3代人中產(chǎn)生了8位科學(xué)家，后裔有不少于120位被人們系統(tǒng)地追溯過，他們?cè)跀?shù)學(xué)、科學(xué)、技術(shù)、工程乃至法律、管理、文學(xué)、藝術(shù)等方面聲名顯赫。2.用“流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系”解釋現(xiàn)象（1）火車站臺(tái)上的安全線【想一想】為什么火車站和地鐵站的站臺(tái)上要畫一條安全線？【分析】當(dāng)火車或地鐵進(jìn)站時(shí)，會(huì)帶動(dòng)人和車之間的空氣的流速加快，人外側(cè)空氣流速慢壓強(qiáng)大，而內(nèi)側(cè)流速快壓強(qiáng)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向內(nèi)側(cè)的差，將人推向火車，易出現(xiàn)危險(xiǎn)。（2）噴霧器的工作原理【分析】噴霧器的小孔處比較細(xì)，當(dāng)有氣體流出時(shí)，空氣流速快，壓強(qiáng)，容器里液面上方的空氣壓強(qiáng)大，液體就沿著細(xì)管上升，從管口流出后，受氣流的沖擊，被噴成霧狀。（3）草原犬鼠的洞穴【想一想】犬鼠的洞穴有兩個(gè)出口，一個(gè)是平的，另一個(gè)則是隆起的土堆。這是為什么呢？【分析】兩個(gè)洞口的形狀不同，決定了洞穴中空氣流動(dòng)的方向。吹過平坦表面的風(fēng)速，壓強(qiáng)；吹過隆起表面的風(fēng)速，壓強(qiáng)。因此，地面上的風(fēng)吹進(jìn)了犬鼠的洞穴，給犬鼠帶去了習(xí)習(xí)涼風(fēng)（均選填“大”或“小”）。（4）跑車的氣流偏導(dǎo)器跑車車身形狀和機(jī)翼類似，高速飛馳時(shí)，如果產(chǎn)生向上的力就會(huì)發(fā)飄，會(huì)造成行駛不穩(wěn)定。跑車在車尾安裝了一種“氣流偏導(dǎo)器”，“氣流偏導(dǎo)器”上表面平直，下表面呈向下凸，當(dāng)跑車高速行駛時(shí)，流過它上方的空氣速度比下方空氣。此時(shí)，上方空氣壓強(qiáng)比下方空氣壓強(qiáng)大，這樣，“氣流偏導(dǎo)器”受到一個(gè)向的壓力差，從而使車輪抓緊地面。【例題1】某物理課外小組制作了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，打開A閥門，關(guān)閉B閥門，水流入管道，當(dāng)水穩(wěn)定后，a管液面高度____b管液面高度；再打開B閥門，在水向外流的過程中，a管液面高度______b管液面高度（填“高于”、“等于”或“低于”，g=10N/kg）?！纠}2】如圖所示的生活情境中，不是流體與流速物理現(xiàn)象的是（）A．熱氣球慢慢上升 B．向兩張中間吹氣C．向漏斗快速吹氣 D．列車站臺(tái)禁越黃標(biāo)線探究二、飛機(jī)的升力1.飛機(jī)的升力（1）觀察思考觀察如圖所示飛機(jī)的機(jī)翼截面形狀。想一想，為什么機(jī)翼上部和下部的形狀是不對(duì)稱的？是什么將飛機(jī)“托上”天空的呢？機(jī)翼的形狀基本是，機(jī)翼的形狀對(duì)飛機(jī)的起飛起了很重要的作用。（2）分析探究飛機(jī)起飛前，先在跑道上跑一段距離?？諝庀鄬?duì)機(jī)翼向后運(yùn)動(dòng)。因?yàn)闄C(jī)翼的形狀是上凸下平，所以上方空氣流速，壓強(qiáng)，機(jī)翼上、下方存在壓強(qiáng)差，產(chǎn)生，形成了向的升力。機(jī)翼上、下表面的是產(chǎn)生升力的原因。如果機(jī)翼的前緣稍向上仰，跟氣流的方向成一個(gè)小的仰角，則機(jī)翼上下方的壓強(qiáng)差比機(jī)翼跟氣流方向平行時(shí)還要大，所產(chǎn)生的升力就比較大。升力是豎直向上的，它跟飛機(jī)所受重力方向相反，當(dāng)升力大于重力時(shí)，飛機(jī)上升。（3）歸納總結(jié)機(jī)翼的形狀決定了機(jī)翼上下表面空氣的流速不同，使機(jī)翼上下方產(chǎn)生壓強(qiáng)差，從而產(chǎn)生壓力差，這一壓力差使飛機(jī)獲得向上的升力。2.鳥類的滑翔原理（1）鳥類的滑翔原理【想一想】鳥類展開雙翅，即使不撲打，為什么也能在空中滑翔而不會(huì)跌下來？【分析】鳥翅如同機(jī)翼，鳥翅的上方是曲面，下方近似于平面，氣流通過上方的速度下方氣流的速度。因此上方的壓強(qiáng)下方的壓強(qiáng)，產(chǎn)生向上的升力，所以鳥在空中滑翔不會(huì)掉下來（均選填“大于”或“小于”）。鳥類的滑翔原理灰雁與其倒飛（2）灰雁生活在歐洲的灰雁，如果天氣情況很惡劣時(shí)，空氣流動(dòng)很大，且非常不穩(wěn)定，它需要降低高度以擺脫這種不利的狀況。它怎樣才能迅速的降低高度呢？【分析】身體完全翻轉(zhuǎn)過來，飛行?！纠}3】2022年5月14日國產(chǎn)大飛機(jī)C919首飛試驗(yàn)成功（如圖）。有網(wǎng)友興奮地說，中國商飛將可能成為繼波音和空客之后的第三大民航飛機(jī)制造者。有報(bào)道稱C919最大起飛質(zhì)量達(dá)77噸，如此龐然大物能飛上天，下列說法中正確的是（）A．C919不能垂直地面騰空而起，先滑行再起飛是為了讓乘客充分欣賞機(jī)場景色B．C919起飛原理是利用了流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系D．C919在長長的跑道上加速滑行再逐漸離地起飛，此過程飛機(jī)對(duì)地面的壓力增大，對(duì)地面的壓強(qiáng)也增大探究三、拓展性實(shí)驗(yàn)—用傳感器研究氣體流速與壓強(qiáng)的關(guān)系【實(shí)驗(yàn)介紹】如圖，三節(jié)直徑不同的塑料管聯(lián)結(jié)在一起，然后與抽氣機(jī)相通。當(dāng)抽氣機(jī)抽氣時(shí)，在同一時(shí)間內(nèi)，通過三個(gè)管子的氣體總量是相同的，所以細(xì)管內(nèi)氣體的流速一定比粗管內(nèi)氣體的流速大。將三個(gè)氣體壓強(qiáng)傳感器分別放入管內(nèi)，將傳感器與計(jì)算機(jī)相連，從計(jì)算機(jī)上就可以讀出三個(gè)位置氣體的壓強(qiáng)值?？纯词遣皇菤怏w流速大的地方壓強(qiáng)小?！緦?shí)驗(yàn)與現(xiàn)象】（1）將三個(gè)氣體壓強(qiáng)傳感器探頭分別插入三節(jié)管中，將傳感器與電腦相連，打開抽氣機(jī)抽氣，觀察電腦屏幕?！緦?shí)驗(yàn)分析】如圖所示，①、②、③三條圖線分別對(duì)應(yīng)粗細(xì)不同的三節(jié)管中氣體壓強(qiáng)隨時(shí)間變化的情況。由圖像可知，處流速大，壓強(qiáng)?。▊鞲衅鳎?，處流速小，壓強(qiáng)大（傳感器）。當(dāng)調(diào)換抽氣機(jī)的擋位后，圖乙中的三條圖線均下移，由此可判斷三節(jié)管中氣體的流速均。（選填“增大”或“減小”）【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】流體的流速越大，壓強(qiáng)越??；流體的流速越小，壓強(qiáng)越大。【歸納整理】第4節(jié)流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系【精講點(diǎn)撥】1.流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系規(guī)律不僅適用于氣體，也適用于液體。2.三步解決流體壓強(qiáng)相關(guān)問題第一步：要弄清哪部分流速大，哪一部分流速小。第二步：流速大，壓強(qiáng)小，壓力也小；流速大，壓強(qiáng)大，壓力也大；第三步：物體受到壓力差作用而產(chǎn)生各種現(xiàn)象。3.應(yīng)用流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系解釋相關(guān)現(xiàn)象時(shí)，關(guān)鍵是要正確判斷流體流速的大小關(guān)系。常用的判斷方法有以下三種：（1）同一流體在相同的時(shí)間內(nèi)，通過較大的路程處流速大；（2）同一流體經(jīng)不同的橫截面時(shí)，流過橫截面小的位置流速大，如河道狹窄處水的流速大。（3）高速運(yùn)動(dòng)的物體帶動(dòng)流體流速變快，如列車周圍的氣體流速變快?！菊n堂練習(xí)】1．如圖所示，用手握著兩張紙，讓紙自然下垂。如果在兩張紙中間向下吹氣，兩張紙之間的空氣流速變大，壓強(qiáng)，而吹氣前、后兩張紙外側(cè)的大氣壓，因而兩張紙分別在壓力差的作用下向中間靠攏。2.如圖，小紅手撐雨傘走在路上，一陣大風(fēng)吹來，傘面被“吸”，將發(fā)生嚴(yán)重變形。下列判斷推理及其解釋，正確的是（）A．傘面被向下“吸”，傘上方的空氣流速小于下方B．傘面被向下“吸”，傘上方的空氣流速大于下方C．傘面被向上“吸”，傘上方的空氣流速大于下方D．傘面被向上“吸”，傘上方的空氣流速小于下方3．下列現(xiàn)象能用流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系來解釋的是（）①如圖甲所示向兩張紙中間吹氣，紙張向中間靠攏②如圖乙所示裝有液體的玻璃管，底部和側(cè)壁的橡皮膜往外凸起③如圖丙所示地鐵站臺(tái)邊，人必須站在安全黃線以外的區(qū)域候車④如圖丁所示飛機(jī)升力的產(chǎn)生原因A．①② B．①④ C．③④ D．①③④4.如圖所示，用彈簧測力計(jì)掛上飛機(jī)機(jī)翼模型,再用電風(fēng)扇對(duì)著機(jī)翼模型吹風(fēng)。因?yàn)樵诹黧w中，流速越大的位置，壓強(qiáng)_____(選填“越大”、“越小”或“不變”)，所以增大風(fēng)速，彈簧測力計(jì)示數(shù)會(huì)_____(選填“增大”、“減小”或“不變”)。5.某興趣小組利用生活中常見的物品做了一個(gè)非常有趣的實(shí)驗(yàn)，將吹風(fēng)機(jī)對(duì)準(zhǔn)三個(gè)相同的水平通道左端口向下吹風(fēng)，在通道右端口處同時(shí)放置相同規(guī)格的乒乓球，某時(shí)刻乒乓球處于如圖所示的位置。下列說法合理的是（）

A．此實(shí)驗(yàn)原理與高壓鍋工作原理相同6.如圖，甲裝置中A、B、C三節(jié)直徑不同的塑料管連接在一起，左端連抽氣泵。傳感器1、2、3與電腦相連，可顯示出管中氣體壓強(qiáng)隨時(shí)間變化的圖像。如圖乙是抽氣泵在兩個(gè)不同擋位抽氣時(shí)得到的圖像。下列說法中正確的是（）

A．抽氣時(shí)A、B、C三節(jié)管內(nèi)氣體流速相同B．第15s時(shí)，C管內(nèi)氣體流速大于A管內(nèi)氣體流速C．由圖像推測抽氣泵換擋時(shí)間大約是在第15sD．換擋后B管內(nèi)氣體流速比換擋前大7．我國具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代大型客機(jī)C919在上海浦東國際機(jī)場首飛，這標(biāo)志著中華民族百年的“大飛機(jī)夢(mèng)”取得了歷史性突破。（1）如圖乙所示，飛機(jī)的機(jī)翼做成上凸下平的形狀，飛機(jī)飛行時(shí)，機(jī)翼上方氣流比下方氣流的流速大，下方空氣的壓強(qiáng)（填“大于”“等于”或“小于”）上方空氣的壓強(qiáng)，從而使機(jī)翼獲得了向上的升力；為了縮短飛機(jī)起飛或著陸的滑行距離，最好（填“順風(fēng)”或“逆風(fēng)”）起飛。（2）在C919客機(jī)加速上升的過程中，機(jī)艙外的大氣壓（填“變大”“變小”或“不變”），機(jī)艙內(nèi)先進(jìn)的“呼吸系統(tǒng)”，使飛機(jī)在氣壓只有2.5×104Pa左右的萬米高空時(shí)，機(jī)艙內(nèi)氣壓達(dá)到8.0×104Pa,機(jī)體1m2面積上承受內(nèi)、外氣壓的壓力差約為N。8.讀下面的短文，并