14.4流体压强与流速的关系(实用)
流体压强与流速的关系ppt课件
目标要求
核心素养提升
1.知道流体压强与流速的关系。 应用流体压强与流速的关系解释有
2.能根据气体压强与流速的关 关物理现象,通过分析现象提升解决
系来解释飞机升力产生的原因 问题的能力.流体: 液体 和 气体 的统称。 2.关系:流体在流速大的地方压强 小 ,在流速小的地方压强 大 。 [注意] 液体压强公式p=ρgh不适用于流体。流体在静止时产生的压强 与液体密度和深度有关,在这种情况下压强是相对稳定的;流体在流动 时产生的压强与流速有关,在这种情况下压强随流速的变化而变化。
[典例1] (2022福建)如图,小华利用自制喷雾器浇花。推动注射器的 活塞时吸管内水面上升,这是因为吸管上方空气( B )
A.流速大,压强大 B.流速大,压强小 C.流速小,压强大 D.流速小,压强小
流速大小与压强大小的判断 (1)流体流速越大,压强越小。 (2)在相同时间内,流体通过的路程越远,流速越大。例如:飞机机 翼的上方空气通过的路程长,流速大,压强小。 (3)在相同时间内,流体通过的流量相同,狭窄的地方流速大,压强 小。
答案:上方的流体速度大于下方的流体速度,则上方的压强小于下方 的压强,上、下存在向上的压力差,故产生向上的升力。
[典例2] 在体育课上,小菲水平抛出一飞盘如图所示,快速前进的飞盘 越升越高。从侧面看,飞行过程中飞盘的形状应为如图所示的( A )
[变式2] (2023泉州科技中学期中)用水平风吹如图所示的四个模型,其 中能够产生跟赛车尾翼相同作用——“气动负升力”(即下压力)的是 ( B)
二、升力的产生 1.机翼的形状:上 凸 下 平 。 2.产生升力的原因:上、下表面气体 流速不同
,上表面流速大压强
小,下表面流速小压强大,上、下方所受的 压力差 形成 向上 的
流体压强与流速的关系
流体压强与流速的关系流体的世界，神秘又美妙。
我们生活的每一天，都在无形中和流体打交道。
水流从水龙头流出，空气在我们周围轻轻拂过。
压强和流速，这两者之间的关系，就像阴影和光线，相互交织，彼此影响。
首先，了解压强的概念很重要。
流体的压强，是指流体对单位面积施加的力。
想象一下，一个人站在沙滩上，沙子在他的脚下。
如果他穿着高跟鞋，压强就大；如果是平底鞋，压强就小。
这就是压强的基本原理。
再来看流速。
流速是流体在单位时间内流过的距离。
流速快，流动的感觉就像飞速奔跑的马；流速慢，则像蜗牛慢悠悠地爬。
流速和压强之间的关系，可以用伯努利原理来解释。
简单来说，流速越快，压强就越小；流速越慢，压强就越大。
这个原理可以在生活中随处可见。
比如，当你用吸管喝饮料时，饮料是如何顺利上升的呢？当你吸气时，吸管内的空气流速加快，压强下降，外面的气压就把饮料推了上来。
这种奇妙的现象，真是大自然的绝妙设计！我们还可以在飞行器上观察到这个原理。
飞机的机翼设计得很巧妙，上方的空气流速比下方快，导致上方压强低，飞机就像被推着飞向天空。
想象一下，飞机起飞那一刻，动力十足，带着人们的梦想，冲向云端，多么激动人心！当然，流体的行为不仅限于空气和水。
在工业中，流体的压强和流速也至关重要。
管道系统中，液体的流动得保持在合适的流速和压强，才能确保运输顺畅，避免泄漏和损失。
这就像一个团队，每个成员都要发挥出最佳状态，才能实现目标。
在这个过程中，压力损失也是一个需要关注的问题。
管道的弯头、阀门等地方，都会导致流体的能量损失。
想象一下，水管里的水，遇到阻碍，流动不畅，那种无奈的感觉。
流体力学教会我们，合理设计可以减少这些损失，提高效率。
流体的特性还体现在它的可压缩性和不可压缩性。
对于气体来说，压缩性显著，流速和压强的关系更为复杂；而液体则相对不可压缩，流速变化时，压强的变化更为明显。
这些特性让流体在不同环境中展现出各自的魅力。
总之，流体的压强与流速之间的关系，是一门有趣的科学，渗透在我们生活的方方面面。
压强与流速的关系
压强与流速的关系
在物理学的研究中，压强与流速是非常重要的两个物理量，它们之间有着密不可分的联系。
在流体力学中，我们可以通过流速和压强的关系来研究流体的运动规律，从而更好地了解流体运动的特性。
我们来了解一下什么是压强和流速。
压强是指单位面积上受到的力的大小，常用的单位是帕斯卡（Pa）。
而流速则是指单位时间内通过某一横截面的流体体积，常用的单位是米每秒（m/s）。
在研究压强和流速的关系时，我们首先需要了解伯努利定理。
伯努利定理是指在稳定的流体中，速度较快的流体压力较低，速度较慢的流体压力较高。
也就是说，流体的压强与流速是反比例的关系。
具体来说，当流速增大时，压强会降低，反之亦然。
这个定理可以通过实验来证明。
我们可以将水流经过一个管道，然后通过不同的方法来改变水的流速，例如改变管道的直径或者改变水流的流量。
然后我们可以测量流体在不同位置的压强，从而得到压强与流速的关系。
除了伯努利定理之外，还有一些其他的因素也会影响到压强和流速的关系。
例如管道的长度、直径、弯曲程度等等因素都会对流体的运动产生影响。
因此，在实际应用中，我们需要综合考虑这些因素，才能更好地研究流体运动的规律。
压强与流速的关系在流体力学中是非常重要的。
通过研究这种关系，我们可以更好地了解流体的运动规律，从而更好地应用于实际生产和科研工作中。
流体压强与流速的关系
流体压强与流速的关系学习要点1．知道流体具有流动性．2．了解流体流动时压强的特点：在流体稳定流动的过程中，流速较大的位置，流体的侧压强较小；流速较小的位置，流体的侧压强较大．3．了解机翼升力产生的原因．4．能用流体流动时压强的特点简单解释生活中的一些现象．较大．3．了解机翼升力产生的原因．4．能用流体流动时压强的特点简单解释生活中的一些现象．重点讲解1．流体的流速和管的横截面积的关系如上图所示，当液体稳定流过粗细不均匀的管子时，因为没有液体从管壁流入和流出（液体具有不可压缩性），所以在相等的时间内流经每一横截面的液体的体积一定相等．设是液体流经横截面的速度，是液体流经横截面的速度．则在单位时间内流经的液体的体积等于，流经液体的体积等于．所以有：．或写成：．即在同一根管子中，对于不可压缩的液体来说，流经管内任何一个截面的速度与截面积的大小成反比．即液体在管内稳定流动时，管子细的地方流速大，粗的地方流速小．２．流体的压强和流速的关系如上图所示，取—根粗细不均匀的管子，并且在粗细不同的地方各接上几根上端开口的竖直细管．当液体稳定流过时，会看到流体在各竖直管中上升的高度是不同的．管子细的地方上升的高度比较低，管子粗的地方上升的高度比较高．竖直细管下面的压强，等于细管中液体的压强与液面上的大气压强之和．竖直管里的液柱高，表示这个细管下面的压强大；液柱低，表示这个细管下面的压强小．因此可以得出结论：液体在管中稳定流动时，管子粗的部分压强大，管子细的部分压强小．参看以下动画：当气体在管中流动时，也可以得出同样的结论．如图所示，管子的粗部和细部连接着一根细管，细管中有液体．当管中的气体不流动时，细管两边的液面是相平的．若使气体在管中作稳定流动，则发现接在粗部细管中的液面下降，接在细部细管中的液面上升．这表示粗部气体的压强大，细部气体的压强小．由以上讨论可得出如下结论：流体在管中稳定流动时，在管子细的地方，流速大，压强小；在管子粗的地方，流速小，压强大．３．机翼的升力产生的原因：飞机飞行时，机翼上下方空气流动的快慢不同，机翼的上下方产生的压强差是机翼升力产生的原因．飞机飞行时，机翼的形状决定了机翼上下表面流动的空气流速是不同的．机翼横截面的形状一般上方弯曲，下方近似于直线，（严格地说机翼表面呈流线型）．飞机飞行时，空气跟飞机做相对运动．由于上方的空气要比下方空气行走较长的距离，机翼上方的空气流动比下方要快，压强变小；与其相对，机翼下方的空气流动较慢，压强较大，致使机翼上面比下面气流速度快．结果上面气流对机翼的压强比下面气流对机翼的压强小，这一压强差就是使飞机获得竖直向上的升力的原因．参看以下动画：典型例题例１在一条河的两个宽窄不同的地方，如果水流的速度相同．那么这两处水的深度有什么不同？分析与解答：根据流体的流速与管（这里是河流）的横截面积的关系，既然水在宽窄不同的两处流速相同，那么水在两处的横截面积也应该相等．所以宽处的水浅些，而窄处的水深些．注意：水流的横截面积不仅与河的宽窄有关，还和水的深度有关系．例２桌面上放着两只乒乓球，相距约1cm，如果用细口玻璃管向两球之间吹气．会发生什么现象？错解：向两只乒乓球之间吹气，因为乒乓球很轻，所以会看到乒乓球向两边滚动而离得越来越远．警示：用细口玻璃管向两只乒乓球之间吹气，吹出的气流速度很大，根据流体的压强和流速的关系可知，流速越大，压强越小．因此两乒乓球之间气体的压强减小。
14.4 流体压强与流速的关系
应用
航海规则规定两艘轮船不能近距离同 向航行！
应用
有些跑车在车尾安装了一种“气流偏导器”，如 图所示，由于“气流偏导器”上表面平直，下表面呈弧 形向下凸，当跑车高速行驶时，流过它上方的空气速度 比下方空气速度 （选填“大或小”），此时，上方 空气压强比下方空气压强 （选填“大或小”）， 这样，“气流偏导器”受到一个向 （选填“上或 下”）的压力差，从而使车轮抓紧地面。
上旋球
乒乓球
网
台面
旋转物体运动方向的判断
对比旋转的物体左边的旋转与空 对比旋转的物体右边的旋转与空 对比旋转的物体左边和右边空气 旋转的物体的运动方向？ 空气相对旋转的物体向哪里运动？ 旋转的物体向哪个方向运动？ 气相对的运动方向？空气运动的 流速看一看哪边的压强大？旋转 速度将会如何变化？ 物体向哪个方向运动？
不转球
应用
跑车的气流偏导器
应用
草原上有一 种老鼠，它的家 是地面下的洞穴， 请你分析后在图 上标出洞穴里空 气流动的方向。
B A
应用
相信大家都有过这 样的经历：步行在雨中， 我们会打一把伞．一阵 大风吹来，雨伞会被向 上吸起来．这是为什么 呢？你能不能用今天所 学的知识解释这个现象 呢？
小 资 料
应用
在火车站 或地铁站的站 台上，离站台 边缘１m左右 的地方标有一 条安全线，为 什么乘客必须 站在安全线以 外的地方候车？
应用
杜甫在 《茅屋为秋风 所破歌》当中 写道“八月秋 高风怒号，卷 我屋上三重 茅”。大风为 什么能掀翻屋 顶？
应用
1912年秋天，远洋 航轮“奥林匹克”号与 较小的铁甲巡洋舰同向 航行，但是当二船平行 的时候，突然小船竟然 扭头几乎笔直地向大船 冲来，结果小船把“奥 林匹克”的船舷撞了一 个大洞。是什么力量驱 使两船相撞呢？
14.4流体压强与流速的关系
3. 解释：八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅。
吹气
喷雾器
打气
小孔
小孔处空气流速快，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， 被喷雾状。
草原犬鼠的空调系统
这是非洲草原犬鼠洞穴的横截面示意图。洞 穴有两个出口，一个是平的，而另一个则是隆起 的圆形土堆。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。因此，地面上风吹 进了犬鼠的洞穴，给犬鼠带去了习习凉风。
球类比赛中的“旋转球”
比较不转球和旋转球周围空气的流线．旋转 球跟不转球相比，飞行轨迹会向 下 弯曲．
跑车尾部安装有气流偏导器，相当于倒置的飞 机机翼。跑车行驶时，流过偏导器上方的气流 速度 小于下方的气流速度，因此在其上下表面 产生压强差，形成对气流偏导器向 下 的压力 。
走进生活、学以致用
猜想3：液体和气体流动越快，它的压强不变。
用手提着两张纸，让这 两张纸竖直地自由下垂，向 两张纸之间吹一口气，如图 所示。这两张纸之间的距离 将怎样变化呢?记录所观察 到的现象，并思考为什么会 出现这一现象。
手拿两张纸让它们自然下垂，且纸面平行。在两张 纸中间向下吹气，可以观察到什么现象？ ------可以观察到纸往中间靠拢。 这说明了什么？ ------这说明了气体的流速越大，压强就越小。 液体也可以流动，和气体有相同的规律。
三、结论 在气体和液体中，流速越大的位置压强越小。
为什么火车和地铁的站台上要画一条安全线?
为什么火车和地铁的站台上要画一条安全线?
空气压强大
空 气 流 速 慢
V
空 气 流 空气压强小 速 快
一次海难
1912年秋天，远洋航 轮“奥林匹克”号与较 小的铁甲巡洋舰同向航 行，但是当二船平行的 时候，突然小船竟然扭 头几乎笔直地向大船冲 来，结果小船把“奥林 匹克”的船舷撞了一个 大洞。你觉得这是什么 原因呢?
14.4 流体压强与流速的关系
14.4 流体压强与流速的关系
安庆市第十七中学
杨 群
空气流速的变化是否会引 起空气压强的变化？ Nhomakorabea探究活动
两纸张相互 靠拢，说明 两侧压强比 内侧压强大， 而内侧气流 快，可见， 流速快的地 方，压强小。
流动气体的压强与流 速有关，在流速大的地方 压强小，在流速小的地方 压强大。
合压强
下方流速慢，压强大
飞机获得升力的原因
【解析】迎面吹来的风被机翼分成两部分，由于
机翼横截面形状上下不对称，在相同的时间里机 翼上方气流通过的路程长，所以速度大比下方气 流大．气流在机翼上下表面由于流速不同产生压 力差，这就是向上的升力．
小
结
1. 具有流动性的液体和气体统称流体。 2. 流体在流动时，流速较大的位置，
压强小；流速较小的位置，压强大。 3. 飞机的升力是由机翼表面的压强差 产生的。
学以致用
学以致用
航海规则规定两艘轮船不能近距离同向航行！
学以致用
增加了稳定性 像装反了的机翼 上方压强大于下方 给车身较大压力
增大了动力
加大了与地面摩擦 气流偏导器，它的作用是什么？
这 则 报 道 说 明 了 什 么？
流动气体的压强与流速有关，在流速大的地方 压强小，在流速小的地方压强大。
液体压强与流速的关系
连通器里的液体流动时，液面还是相 平的吗？容器底部的压强还是否相同？
在液体中 流速越大 的地方， 压强越小。
探究：液体压强与流速的关系
在液体中流速越大的地方，压强越小。
充水时使船内侧水流速度增大，压强减小，船 外侧水流速度减小，压强增大，船内侧的压力小于 外侧的压力，内外的压力差使船向中间靠拢。
流体压强与流速的关系知识点总结
流体压强与流速的关系知识点总结一、流体压强与流速的关系基本概念。
1. 流体。
- 定义：液体和气体都具有流动性，统称为流体。
例如水是常见的液体流体，空气是常见的气体流体。
2. 压强与流速关系。
- 内容：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。
- 实验探究：- 典型实验：对着两张平行放置的纸吹气，两张纸会相互靠近。
这是因为吹气时，两纸之间空气流速大，压强小，而纸外侧空气流速小，压强大，在内外压强差的作用下，纸张相互靠近。
- 飞机机翼升力原理：飞机机翼的形状是上凸下平的。
当飞机飞行时，空气流过机翼，上方空气流速大，压强小；下方空气流速小，压强大。
从而产生向上的升力，使飞机能够在空中飞行。
二、生活中的应用实例。
1. 球类运动。
- 足球中的“香蕉球”：运动员在踢球时，使球一侧的空气流速快，另一侧空气流速慢。
比如用右脚内侧踢球的右侧，球就会向左旋转。
球左侧空气流速快压强小，右侧空气流速慢压强大，这样球就会在空中沿弧线飞行。
2. 通风系统。
- 火车站台安全线：当火车高速行驶时，火车周围空气流速大，压强小。
如果人离火车太近，身后的大气压会把人推向火车，非常危险。
所以站台设置安全线，提醒乘客与火车保持一定距离。
- 家用通风扇：通风扇工作时，扇叶转动使附近空气流速加快，压强变小，从而使室内的空气流向通风扇，达到通风换气的目的。
3. 航海中的应用。
- 帆船航行：帆船的帆是利用了流体压强与流速的关系。
风吹向帆时，帆的形状使得帆的一侧空气流速大，另一侧流速小，从而产生压强差，推动帆船前进。
三、相关计算与简单应用中的分析思路。
1. 分析思路。
- 首先确定研究对象（是气体还是液体的流动情况），然后找出流速不同的位置，根据流速大小判断压强大小，再根据压强差分析物体的受力情况或者流体的流动方向等。
2. 简单计算示例（较少涉及复杂计算）- 例如：已知水管粗细不同的两段，粗管横截面积是细管的2倍，水在粗管中的流速是1m/s，求水在细管中的流速。
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为什么人不能站在安全线以内？
继
续
几十吨重的飞机为什么能腾空而起？
机翼的形状是上凸下平的
飞机获得升力的原因
上方流速快，压强小 合压强：P
下方流速慢，压强大
Байду номын сангаас 分析论证
飞机前进时,机翼与周围的空气发生相对 运动,相当于有气流迎面流过机翼,气流被机翼 分成两部分，由于机翼横截面的形状上下不 对称，在相同的时间里机翼上方气流通过的 路程较长，因而速度较大，它对机翼的压强 较小;下方气流通过的路程较短,因而速度较小, 它对机翼的压强较大.因此在机翼的上下表面 产生了压强差,这就是向上的升力.
相信大家都有过这样的经历：步行在雨中， 我们会打一把伞．一阵大风吹来，雨伞会被向 上吸起来．这是为什么呢？你能不能用今天所 学的知识解释这个现象呢？
一阵大风吹来，雨伞会被向上吸起来．这是为什么呢？
巩固练习
1、在航海中，不允许两艘船靠得很近并肩行驶。如 果并肩行驶，两艘船将会 ，这是因为两艘 船 内侧水的流速 于船外侧水的流速，造成了两 船内侧水的压强 于外侧水的压强的原因。 2、一次台风发生时，室外气压急剧降到9×104 Pa， 这是因为________________.当时门窗紧闭， 可以认为室内气压是标准大气压，粗略计算为 1×105Pa,若室内屋顶的面积是100cm2，这时屋顶所 受到的内外压力的差为 N，足以将屋顶掀飞。
猜想与假设： 2、流速越大的位置，压强越小。
3、气体压强与流速无关。
● 进行实验
探究:气体压强与流速的关系
A
B
C
漏斗吹乒乓球实验
吹球实验
小结：在流动的气体中，流速大的位置 压强小．
静止时:
流动时:
=
=
>
实验结论
在气体和液体中,流速越大的 位置压强越小.
你知道吗？
在火车站或地铁站 的站台上，离站台 边缘１m左右的地 方标有一条安全线， 乘客必须站在安全 线以外的地方候车， 这是为什么呢？
流速与压强关系
火箭：利用“ 力作用是相互的 ”升空
空热 气 球 ： 利 用 “
浮 力
” 升
理想飞机模型
你有收获吗?
● 气体和液体都具有流动性统
称为流体. ● 在气体和液体中,流速越大 的位置压强越小. ●应 用
气体和液体都具有流动性统称为流体。
硬币跳高比赛
在离桌边2-3cm的地方 放一枚硬币，在硬币前 10cm左右用钢笔做一栏 杆，高度约２cm，在硬 币上方沿着与桌面平行 的方向用力吹一口气。 硬币就可能跳过栏杆， 比一比，谁的硬币是跳 高冠军！
气体压强与流速的关系
● 提出问题：气体压强与流速有什么关系？ 1、流速越大的位置，压强越大。 ●
1912年秋天，“奥林匹克”号 正在大海上航行，在距离这艘当 时世界上最大远洋轮 的100米处， 有一艘比它小得多的铁甲巡洋舰 “豪克”号正在向前疾驶，两艘 船似乎在比赛，彼此靠得较拢， 平行着驶向前方．忽然，正在疾 驶中的“豪克”号好像被大船吸 引似的，一点也不服从舵手的操 纵，竟一头向"奥林匹克"号闯 去．最后，"豪克"号的船头撞 在"奥林匹克"号的船舷上，撞出 个大洞，酿成一件重大海难事 故．
3
3
4
3把一个乒乓球放在倒置的漏斗中间，向漏斗中吹口 气，乒乓球会不会被吹下来？说明道理。
利用“流动气体压强与流速关系”解释下列现 象
八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅.
课后请制作，并思考其原理
喷雾器的原理
草原犬鼠的空调系统
气流偏导器
战斗机：利用“ 机翼获得的升力 升空
”
直升机：利用“力作用是相互的和 ”升