流体压强和流速的关系_压强P与速度v之间的公式


一课时学习任务:探索流体压强与流速的奥秘

【学习目标】通过实验与探究,理解流体压强与流速的关系,并掌握其在生活中的应用与现象。了解飞机升力的产生原理。

【旧知回顾】

液体的压强是由其受重力和阻碍液体散开的容器形状共同决定的。液体内部无论朝哪个方向都有压强,同一深度下,各个方向的压强都是相等的。压强随液体深度的增加而增大,不同液体在同一深度,密度越大,压强也越大。

液体的压强计算公式为P=ρgh,其中ρ代表液体密度,h代表液体深度。

【预学思考】试着用纸杯或类似物品代替乒乓球,在玻璃杯中放置一个纸杯,思考如何在不移动玻璃杯的情况下取出纸杯。

【合作探究】

活动:让我们通过以下活动来探索流体压强与流速的关系:

1. 放置一个乒乓球在倒置的漏斗中,用手指托住球,从漏斗口向下吹气并移开手指。观察到的现象是乒乓球并不会掉落。原因是吹气时,乒乓球上方的空气流速增大,压强减小,而乒乓球下方的空气流速相对较小,压强较大,因此乒乓球在上下压强差的作用下被托住了。

2. 把两个乒乓球放在两根筷子上,向两球中间吹气。观察到的现象是两个乒乓球会相互靠近。原因是吹气时,两个乒乓球的空气流速增大,压强减小,而乒乓球外侧的空气流速相对较小,压强大,因此两个乒乓球在内外两侧压强差的作用下相互吸引。

二、飞机升力的产生

1. 观察飞机的机翼设计特点。

2. 了解飞机飞行时升力是如何产生的。

3. 探讨鸟的翅膀形状及其主要作用。

飞机升力的产生原理:迎面风被机翼分割后,因机翼横截面形状上下不对称,导致机翼上方的气流速度较快,压强较小;而机翼下方的气流速度较慢,压强大。这样在机翼的上下表面就产生了压强差,从而产生了向上的升力。

进一步思考:

(1)为什么在火车站或地铁站的站台上必须站在安全线以外的地方候车?

【小结】

当流体流速大时,其压强较小;而流速小时,其压强较大。对着机翼吹气时,机翼上方的气流速度大于下方的气流速度,因此机翼上方的压强小于下方,从而产生了向上的升力。

【巩固提升】请完成相关习题以巩固所学知识。

【作业布置】初中物理同步训练及拓展练习。