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8.4 流体的压强与流速的关系
第八章 神奇的压强
知识点
探究流体的压强与流速的关系
知1－讲
1
1. 探究气体压强和流速的关系
实验图示
现象 纸片向吹气一侧摆动或弯曲 乒乓球不下落
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续表
分析 纸片向吹气一侧摆动或弯曲，说明吹气这一侧的压强小于另一侧，而原来两侧空气的压强相等，因此一定是吹气使空气压强变小了 乒乓球不下落，说明吹气这一侧的压强小于另一侧，原来两侧空气的压强相等，因此一定是吹气使空气压强变小了
结论 在气体中，气体运动位置处的压强比静止位置处的压强小
知1－讲
思想方法
归纳法
向两张纸片中间吹气、向纸片上方吹气，发现纸片都向吹气一侧弯曲或运动；向倒置漏斗内吹气，乒乓球不下落，从而归纳出气体运动时的压强比静止时的压强小。
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2. 探究液体压强和流速的关系
实验 操作 用细线拴住一个乒乓球，将其靠近正在流水的水龙头， 观察乒乓球的运动 把一根饮料吸管A插入盛水的杯子中，另一根吸管B 的管口贴靠在A 管的上端。往B 管中吹气，观察A 管中的水面变化情况
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续表
实验 图示
现象 流水“吸引”乒乓球 A 管中的水面上升
结论 在液体中，液体运动位置处的压强比静止位置处的压强小
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总结归纳：
(1)流体: 气体和液体都具有流动性，统称为流体。
(2)对于流体来说，运动位置处的压强比静止位置处的压强小。
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思想方法
转换法
流体流动一侧的压强大小我们看不到，但我们看到纸片向吹气一侧摆动或弯曲时，我们就可以分析出吹气使空气压强变小，这样就是用转换法比较流体压强的大小。
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3. 探究流体压强大小和流速大小关系
实验 在一双筷子中间放上两个乒乓球，用吸管向中间吹气
在水面上放两只小纸船，用水管向两船之间的水域冲水
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现象 两个乒乓球向中间滚动 两只小纸船向中间靠拢，几乎靠在一起
分析 两个乒乓球向中间靠拢，说明两乒乓球外侧所受气体的压强比内侧受到气体的压强大 两只小纸船向中间靠拢，说明两船外侧所受液体的压强比内侧受到液体的压强大
结论 对流体来说，流速越大的地方压强越小；流速越小的地方压强越大
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总结归纳：对于流体来说，流速越大的地方压强越小；流速越小的地方压强越大。
特别提示
流体压强与流速的关系由瑞士科学家伯努利发现，相关现象被称为伯努利现象。
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例 1
小宇在家做了一个实验，将两个相同的乒乓球悬挂
起来(如图1)，乒乓球静止后，向两个球
中间吹气，两乒乓球之间的空气流速大，
压强______，两乒乓球外侧空气流速小，
压强______ ，产生的压力差导致两个乒
乓球会___________。
小
大
向中间靠拢
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解题秘方：紧扣题中“吹”这个关键字，结合流体压强与流速关系来解题。
解析：流体的流速越大，压强越小，流速越小，压强越大。乒乓球静止后，向两个球中间吹气，两乒乓球之间的空气流速大，压强小，两乒乓球外侧空气流速小，压强大，产生向内的压力差，导致两个乒乓球向中间靠拢。
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方法技巧：利用流体压强与流速的关系分析问题
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1. [中考· 淮安] 如图所示，容器内装满水，将吸管的A 端插入水中， 用另一根吸管沿图示方向吹气，B 端就会有水持续流出， 原因是吹气时B 端空气流速变______， 压强变______ 。
大
小
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知识点
升力的产生
2
1. 用电风扇对着机翼模型吹。
形状特征：上凸下平
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实验装置和操作 如图所示，将机翼模型固定在一根铁丝上，在铁丝上下端各挂一弹簧测力计(开始时两弹簧测力计示数均不为零)，接通电风扇，将其对着机翼模型吹风
实验现象 弹簧测力计A 示数变小，弹簧测力计B 示数变大 实验结论 机翼受到一个向上的升力 2. 实验过程及结论
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续表
现象 分析 机翼模型是上凸下平的形状，其上方弯曲，下方近似于平面，电风扇吹来的气流被机翼模型分成上、下两部分。其中机翼模型上方空气流速较大，压强较小；机翼模型下方空气流速较小，压强较大。机翼模型上、下方的压强差使其获得向上的升力，因此弹簧测力计A 的示数变小，B 的示数变大
探究 结论 机翼模型的形状决定了机翼模型上、下方空气流速不同，使机翼模型上、下表面形成压强差，这一压强差使其获得向上的升力
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总结归纳：
(1)升力：机翼上、下方所受的向上的压力差。
(2)公式：F 升= F 向上-F 向下。
(3)升力的实质是一个合力。
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关联思考飞机起飞前要在跑道上滑行一段距离，这是为
什么？
关联结果
为了让机翼获得向上的升力。
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构建模型
如图2 所示，在生活中，有许多物体的形状与飞机机翼的截面形状相似，当空气流过物体的凸、平两表面时，由于空气流速大小不同而产生压力差。
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课堂上，老师提出了这样的问题：“飞机升力的大小
可能与哪些因素有关呢？”这激发了兴趣小组同学的探究热情，他们纷纷提出了自己的猜想，并设计进行了有关的探究验证，请你同他们一起完成如下的探究。
例 2
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解题秘方：当一个物理量与多个因素有关时，需利用控制变量法的思想分析其具体关系；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。
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(1)小华猜想：飞机升力的大小可能与机翼的大小有关。
猜想的依据：飞机的机翼总是做得足够大。
实验验证：
①自制一个飞机机翼模型(如图3)，将
其固定在托盘测力计上，在机翼模
型正前方用电风扇迎面吹风，读出托盘测力计示数F1；
知2－练
②再用一个____________的机翼模型重复上述实验，读出托盘测力计示数F2；
③比较F1 与F2 得出结论。
较大(或较小)
知2－练
解析：要验证飞机升力的大小是否与机翼的大小有关，可先后分别用大小不同的机翼，将其固定在托盘测力计上，在机翼模型正前方用电风扇同一挡位迎面吹风，读出测力计的示数F1、F2，并进行比较得出结论。
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(2)小红猜想：飞机升力的大小可能与飞机飞行的速度有关。
她这样猜想的依据是：当飞机滑行的______足够大时，飞机才能起飞。请你为小红设计出验证的方案：______
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
速度
将机翼
固定在托盘测力计上，在机翼模型正前方，先用电风
扇低挡对模型吹风，读出测力计的示数F3，再用高挡
对模型吹风，读出测力计的示数F4，比较F3 和F4 的大
小得出结论
知2－练
解析：相等的时间内，空气经过机翼上面的路程大于下面的路程，机翼上面的空气流速大于下面的流速，机翼上面的压强小于下面的压强，出现压强差，出现了压力差，这个压力差就是机翼向上的升力。当飞机滑行的速度越大时，飞机的升力越大。所以可知她这样猜想的依据是：当飞机滑行的速度足够大时，飞机才能起飞。
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要验证飞机升力的大小是否与飞机飞行的速度有关，应将机翼固定在托盘测力计上，在机翼模型正前方，先用电风扇低挡对模型吹风，读出测力计的示数F3，再用高挡对模型吹风，读出测力计的示数F4，比较F3 和F4 的大小得出结论，若用高挡对模型吹风时测力计的示数变小，则验证了猜想是正确的。
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2. 国产大飞机C919 已经频繁亮相国内各机场，飞机是利用机翼上、下表面流速的差异形成压强差产生向上的升力而升空的(如图)，
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以下现象没有利用这一原理的是( )
C
知3－讲
知识点
流体压强的应用与防止
3
1. 应用
器具(或部件) 图示 原理
喷雾器 气体流速大处压强小
家用燃气灶的灶头 气体流速大处压强小
知3－讲
器具(或部件) 图示 原理
水翼船 液体流速大处压强小
草原犬鼠的“空调”洞穴 气体流速大处压强小
续表
知3－讲
2. 防止
示例 图示 解释
站台上的“安全线” 列车周围空气流速大压强
小，列车附近的人易被外
界大气压压向列车
电动车的遮阳伞 遮阳伞上方空气流速大，
压强小，车高速行进过程
中会获得向上的升力
知3－讲
续表
示例 图示 解释
龙卷风 气流中心气体流速大，压强小， 周围的物体会被吸入
漩涡 漩涡中心液体流速大，压强小， 周围的物体会被吸入
知3－讲
方法技巧
利用流体压强和流速关系解释有关现象的方法
(1)确定流速大的地方在哪里(或分析物体形状，物体凸起部分周围流体的流速大)；
(2)确定压强大的地方在哪里，进而确定压强差的方向；
(3)根据压强差的作用分析产生的现象。
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思想方法
辩证法
事物都有两面性。流体流速与压强的关系既能给人类和自然界带来诸多“便利”，也能带来一些不良影响，甚至是自然灾害。
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思想方法
逆向思维
既然利用“流体流速大处压强小”这一原理得到向上的升力，那也意味着可用同样的方法得到向下的压力。如：给赛车的尾部加装“气流偏导器”。
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[模拟·苏州]如图4 所示是一位同学利用矿泉水瓶，和
两根吸管自制的“口吹喷雾器”，关于该“口吹喷雾器”下列说法错误的是( )
A. 两根吸管口距离越近越容易吹出喷雾
B. 瓶盖与吸管间的密封性越好越容易吹出喷雾
C. 吹出的气体速度越大越容易吹出喷雾
D. 液面离管口距离越小越容易吹出喷雾
例 3
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解题秘方：流体的压强与流速有关，流速越大、压强越小，
流速越小、压强越大，结合装置工作时的实际特点分析。
解析：由题意知，此装置利用了流体压强与流速的关系，
当向水平吸管中吹气时，使竖直吸管上方空气流速大、压强小，竖直吸管中的水在大气压的作用下上升，然后在气流的作用下喷成雾状。
知3－练
为了保证喷雾效果，两根吸管口距离应较近，且吹气的速度要比较大，同时，液面离管口距离越小越容易吹出喷雾。由于借助了大气压的作用，所以瓶盖与吸管间不能过于密封。综上所述，A、C、D 正确，B 错误。
答案：B
知3－练
3. [跨学科 工程实践]为解决某地下商城“工”字形通道中过道的通风问题，技术员设计了以下几种方案。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( )
C
流体的压强与流速的关系
液体
流体
流体压强
的规律
飞机的
升力
气体

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