流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系 學(xué)案 初中物理滬科版八年級(jí)全一冊(cè)（2022~2023學(xué)年）

8.4流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.流體的壓強(qiáng)與流速的關(guān)系2.流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系在生活中的應(yīng)用【知識(shí)導(dǎo)圖】【基礎(chǔ)知識(shí)】知識(shí)點(diǎn)一：流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系1.流體：流動(dòng)的物體，指的是液體和氣體。提出問(wèn)題當(dāng)流體流動(dòng)時(shí)，流體的壓強(qiáng)與靜止時(shí)有什么不同猜想與假設(shè)流體壓強(qiáng)與流速可能無(wú)關(guān)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制定計(jì)劃讓一個(gè)物體兩邊的液體或氣體的流速不一樣，看物體兩邊受到的壓強(qiáng)有什么不同進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)如圖甲所示，在兩支筷子中間放上兩個(gè)乒乓球，用吸管向中間吹氣如圖乙所示，用手握著兩張紙，讓紙自由下垂，在兩張紙的中間向下吹氣如圖丙所示，在水面上放兩只小紙船，用水管向兩船中的水域沖水圖甲圖乙圖丙實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與分析論證(1)兩個(gè)乒乓球向_______滾動(dòng)，說(shuō)明外側(cè)所受氣體的壓強(qiáng)_______，內(nèi)側(cè)受到的氣體的壓強(qiáng)________。(2)紙向_________靠攏，說(shuō)明紙外側(cè)所受氣體的壓強(qiáng)________，內(nèi)側(cè)受到的氣體的壓強(qiáng)________。(3)小紙船向_________靠攏，說(shuō)明小紙船外側(cè)所受液體的壓強(qiáng)________，內(nèi)側(cè)受到的液體的壓強(qiáng)________。歸納結(jié)論在氣體和液體中，流速越大的位置壓強(qiáng)越小，流速越小的位置壓強(qiáng)越大。2.實(shí)驗(yàn)探究：流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系知識(shí)點(diǎn)二：升力的產(chǎn)生1.飛機(jī)的升力的產(chǎn)生：飛機(jī)的機(jī)翼通常都做成上表面凸起、下表面平直的形狀；2.當(dāng)飛機(jī)在機(jī)場(chǎng)跑道上滑行時(shí)，流過(guò)機(jī)翼上方的空氣速度大、壓強(qiáng)小，流過(guò)機(jī)翼下方的空氣速度小、壓強(qiáng)大；3.機(jī)翼上下方所受的壓力差形成向上的升力?！疽族e(cuò)點(diǎn)】飛機(jī)在飛行過(guò)程中，空氣通過(guò)機(jī)翼上下表面的時(shí)間相同，而上表面是凸起的，因而上表面的空氣流速較大。在流體中，流速越大的位置壓強(qiáng)越小，此位置的壓力也就越小。而機(jī)翼小表面平直，因而空氣流速較小，壓強(qiáng)較大，此位置的壓力也就會(huì)較大，機(jī)翼上下方所受的壓力差形成向上的升力?！疽?guī)律總結(jié)】在流體中，流速越大的位置壓強(qiáng)越小，在受力面積一定時(shí)，此處所受的壓力也越小。例題1“和諧號(hào)”動(dòng)車?？吭谡闹菡镜那榫叭鐖D所示。為避免人被“吸”向列車而發(fā)生事故，站臺(tái)上設(shè)有距列車一定距離的安全線。這是因?yàn)榱熊囘M(jìn)站時(shí)車體附近（）A.氣流流速大，壓強(qiáng)小B.氣流流速大，壓強(qiáng)大C.氣流流速小，壓強(qiáng)大D.氣流流速小，壓強(qiáng)小解析：人離高速列車比較近時(shí)，高速列車的速度很大，人和高速列車的之間的空氣流動(dòng)速度很大，壓強(qiáng)小，人外側(cè)的壓強(qiáng)不變，人受到外側(cè)壓強(qiáng)大于人內(nèi)側(cè)受到的壓強(qiáng)，人在較大的壓強(qiáng)差作用下很容易被壓向列車，發(fā)生交通事故。例題2如圖1，連通器中的水靜止，此時(shí)水面上方a、b處的氣壓為pa0、pb0。在b上方持續(xù)水平吹氣，水面穩(wěn)定后如圖2所示，此時(shí)a、b處的氣壓為pa、pb。水面下c、d處水的壓強(qiáng)為pc、pd，若大氣壓保持不變，則（）A．pc>pd B．pa>pb C．pa0>pa D．pb0=pb【答案】B【解析】A．在b上方持續(xù)水平吹氣，因?yàn)閎處流速大，壓強(qiáng)小，a處流速小，壓強(qiáng)大，形成氣壓差，在氣壓差的作用下，b處液面升高，水面穩(wěn)定后如圖2所示，但c、d處深度相同，則根據(jù)可知，，故A不符合題意；B．在b上方持續(xù)水平吹氣，因?yàn)閎處流速大，壓強(qiáng)小，a處流速小，壓強(qiáng)大，形成氣壓差，此時(shí)a、b處的氣壓為pa、pb，則可知，故B符合題意；C．因?yàn)榇髿鈮罕３植蛔?，此時(shí)水面上方a處的氣壓為大氣壓，保持不變，則可知，故C不符合題意；D．在b上方持續(xù)水平吹氣，因?yàn)閎處流速變大，壓強(qiáng)變小，則可知，故D不符合題意。故選B?！舅悸沸〗Y(jié)】在b上方持續(xù)水平吹氣，上方空氣流速變大，由于在氣體中，流速越大的位置壓強(qiáng)越小，因而b上方空氣壓強(qiáng)小。一、基礎(chǔ)練（知識(shí)鞏固）1．如圖所示的實(shí)例中，能利用流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系解釋的是（）A．?dāng)r河壩設(shè)計(jì)得下寬上窄B．鍋爐水位計(jì)顯示水位C．用吸管吸飲料D．自制噴霧器噴霧【答案】D【解析】A．液體壓強(qiáng)隨深度增加而增大，由F=pS可知，受力面積一定時(shí)，壓強(qiáng)越大，攔河壩底部受到的壓力越大，所以攔河壩設(shè)計(jì)得下寬上窄，故A不符合題意；B．鍋爐的水位計(jì)和爐身上端開(kāi)口，下端連通，水靜止時(shí)兩側(cè)液面總相平，屬于連通器，故B不符合題意；C．用吸管吸飲料時(shí)，吸管內(nèi)壓強(qiáng)小于外界大氣壓，在大氣壓的作用下，將飲料壓入嘴中，故C不符合題意；D．自制噴霧器噴霧，用嘴用力吹氣時(shí)，豎管上端空氣流速大壓強(qiáng)小，下端流速小壓強(qiáng)大，形成向上的壓強(qiáng)差，產(chǎn)生向上的壓力差，水受到向上的力，從豎管中噴出，故D符合題意。故選D。2．如圖所示，往自由下垂的兩張白紙中間向下吹氣，兩張白紙會(huì)（）A．朝上翻卷 B．彼此遠(yuǎn)離 C．不動(dòng) D．相互靠攏【答案】D【解析】如圖所示，從自由下垂的兩張白紙中間向下吹氣，紙張之間的空氣流速加快，由于流體中流速越快的位置壓強(qiáng)越小，因此紙張外側(cè)的氣壓大于紙張之間的氣壓，紙張會(huì)被壓向中間，兩張白紙會(huì)相互靠攏，故D符合題意，ABC不符合題意。故選D。3．學(xué)校禁止中小學(xué)生私自下河游泳。有些看似平靜的水面下往往暗藏漩渦，若被卷其中可能會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)，因?yàn)殇鰷u中心（）A．水流速度大，壓強(qiáng)大 B．水流速度小，壓強(qiáng)小C．水流速度大，壓強(qiáng)小 D．水流速度小，壓強(qiáng)大【答案】C【解析】在流體中，流速大的位置壓強(qiáng)小。有些看似平靜的水面下往往暗藏漩渦，旋渦中心流速快，壓強(qiáng)小，而遠(yuǎn)處水流速度小，壓強(qiáng)大，在壓強(qiáng)差的作用下，水性不好的人容易被壓向旋渦中心而發(fā)生溺水事故，所以禁止中小學(xué)生私自下河游泳。故ABD不符合題意，C符合題意。故選C。4．圖所示的物體中，利用流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系來(lái)獲得升力的是（）A．上升的孔明燈 B．升空的熱氣球C．發(fā)射時(shí)的火箭 D．起飛時(shí)的飛機(jī)【答案】D【解析】AB．上升的孔明燈和升空的熱氣球是因?yàn)闊魞?nèi)或球內(nèi)熱空氣的密度小于外面空氣的密度，孔明燈和熱氣球受到的浮力大于自身的重力，孔明燈和熱氣球就會(huì)向上運(yùn)動(dòng)，故AB不符合題意；C．發(fā)射時(shí)火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)向下噴射高溫高壓的燃?xì)?，由于力的作用是相互的，火箭?huì)受到向上的反作用力，故C不符合題意；D．飛機(jī)的機(jī)翼向上面凸起，空氣經(jīng)過(guò)上方時(shí)路程長(zhǎng)，速度快，根據(jù)流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系，上面受到的壓強(qiáng)小，下面的壓強(qiáng)大，會(huì)形成向上的壓力差，起飛時(shí)的飛機(jī)利用的是向上的升力，故D符合題意。故選D。5．有些轎車的尾部安裝了導(dǎo)流板，如圖。它的作用主要是在轎車高速行駛時(shí)，增加對(duì)地面的壓力，提高車輪的抓地性能。則導(dǎo)流板橫截面的形狀是（）A． B．C． D．【答案】A【解析】要增加轎車對(duì)地面的壓力，提高車輪的抓地性能，就要使轎車高速行駛時(shí)，導(dǎo)流板上方的空氣流速小壓強(qiáng)大，下方的空氣流速大壓強(qiáng)小，即上方平直下方凸起，產(chǎn)生一個(gè)向下的壓強(qiáng)差，故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。6．如圖所示是某電影中水中漩渦“吞噬”船只的情景，水中漩渦“吞噬”物體，這是因?yàn)椋ǎ〢．漩渦中心的流速大，壓強(qiáng)大 B．漩渦邊沿的流速大，壓強(qiáng)大C．漩渦中心的流速大，壓強(qiáng)小 D．漩渦邊沿的流速大，壓強(qiáng)小【答案】C【解析】液體和氣體都稱為流體，流體流速越大的地方壓強(qiáng)越小，流速越小的地方壓強(qiáng)越大。所以，相對(duì)于漩渦中心，旋渦邊緣邊緣流速小，導(dǎo)致邊緣的壓強(qiáng)大于中心的壓強(qiáng)，從而形成指向漩渦中心的壓力差，將物體吸入漩渦中心，故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。7．如圖所示，在水平、平行放置的兩支筷子中間放上兩只乒乓球，用吸管向兩球中間吹氣，觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_________，通過(guò)本實(shí)驗(yàn)可以得出的初步結(jié)論是_________。根據(jù)這一結(jié)論可推測(cè)：上表面呈弧線狀的轎車（如圖所示）高速行駛時(shí)對(duì)水平地面的壓力_________（選填“大于”“小于”或“等于”）它停在水平路面上時(shí)對(duì)地面的壓力?！敬鸢浮?/p>

兩個(gè)乒乓球向中間靠攏

流體流速越大的位置壓強(qiáng)越小

小于【解析】向乒乓球中間吹氣時(shí)，乒乓球中間流速大，壓強(qiáng)變小，乒乓球外側(cè)大氣壓不變，所以乒乓球外側(cè)壓強(qiáng)大于內(nèi)側(cè)壓強(qiáng)，因此乒乓球向中間靠攏；故可以得出結(jié)論：流體流速越大的位置壓強(qiáng)越小。汽車靜止在水平地面上，對(duì)地面的壓力等于汽車的重力；汽車高速行駛時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)空氣通過(guò)汽車上面的路程大于汽車下面的路程，空氣通過(guò)上面的速度大于下面的速度，汽車上面壓強(qiáng)小于下面的壓強(qiáng)，汽車受到空氣向上的升力作用，對(duì)地面的壓力減小。8．小明用如圖所示的裝置研究流體壓強(qiáng)的特點(diǎn)，當(dāng)打開(kāi)止水閥門(mén)，觀察發(fā)現(xiàn)A和B處細(xì)玻璃管中液柱高度不同，______（填“A”或“B”）管中液柱高?！敬鸢浮緼【解析】打開(kāi)止水閥門(mén)，由于水的流量一定，A管底部比B管底部橫截面積大，水流速小，產(chǎn)生的壓強(qiáng)大，能支持的水柱就高，所以A管中液柱高，B管中液柱低。9．（1）1644年意大利科學(xué)家______首先用實(shí)驗(yàn)測(cè)出了大氣壓的值；（2）到云南旅游的北方游客在當(dāng)?shù)鼐筒蜁r(shí)，經(jīng)常會(huì)感到米飯夾生或不熟，這是因?yàn)楫?dāng)?shù)睾０屋^高、氣壓較______；（3）如圖是噴霧器工作時(shí)的示意圖，當(dāng)推動(dòng)活塞時(shí)，管口的空氣速度增大、管口處的壓強(qiáng)___________，瓶中的液體就在___________的作用下被壓上去，隨流動(dòng)的空氣而噴成霧狀?！敬鸢浮?/p>

托里拆利

低

小

大氣壓【解析】（1）托里拆利實(shí)驗(yàn)測(cè)出了大氣壓值，馬德堡半球?qū)嶒?yàn)證明了大氣壓的存在。（2）大氣壓與海拔有關(guān)，海拔高，氣壓低，沸點(diǎn)與氣壓有關(guān)，氣壓低，水的沸點(diǎn)降低，低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)（100℃），所以米飯夾生或不熟。（3）流速大，壓強(qiáng)小，當(dāng)推動(dòng)活塞時(shí)，管口的空氣流速增大，管口處的壓強(qiáng)減小，此處壓強(qiáng)小于容器內(nèi)液面上方氣體壓強(qiáng)。水就在容器內(nèi)液面上方大氣壓的作用下，沿著細(xì)管上升到上端開(kāi)口處，受氣流的沖擊，被噴成霧狀。二、綜合練（能力提升）10．如圖所示，小紅手撐雨傘走在路上，一陣大風(fēng)吹來(lái)，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【答案】C【解析】由圖知，相同時(shí)間內(nèi)，空氣通過(guò)傘上方的路程大于傘下方的路程，所以傘上方的空氣流速大于下方，根據(jù)流體的流速越大、壓強(qiáng)越小，傘下方的壓強(qiáng)大于上方的壓強(qiáng)，傘在向上壓強(qiáng)差的作用下被吸向上方，故ABD錯(cuò)誤，C正確。故選C。11．出色的足球運(yùn)動(dòng)員常會(huì)利用“香蕉球”破門(mén)得分?！跋憬肚颉痹诳罩袆澇鲆坏纼?yōu)美的弧線，如圖所示。下列相關(guān)說(shuō)法正確的是（）A．足球在飛行過(guò)程中沒(méi)有受到力的作用B．足球在飛行過(guò)程中受慣性作用不斷向內(nèi)側(cè)偏轉(zhuǎn)C．足球向內(nèi)側(cè)偏轉(zhuǎn)是因?yàn)閮?nèi)側(cè)空氣流速大，外側(cè)流速小D．足球向內(nèi)側(cè)偏轉(zhuǎn)是因?yàn)閮?nèi)側(cè)空氣流速小，外側(cè)流速大【答案】C【解析】A．足球在飛行過(guò)程中受到豎直向下的重力、空氣的阻力的作用，故A錯(cuò)誤；B．慣性是一種性質(zhì)，不能說(shuō)物體受到慣性的作用，故B錯(cuò)誤；CD．足球向內(nèi)側(cè)偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明足球受到向內(nèi)側(cè)的壓力，所以外側(cè)空氣的壓強(qiáng)大、流速??；內(nèi)側(cè)空氣的壓強(qiáng)小，流速大，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。12．甲、乙、丙和丁四位同學(xué)分別做了下圖所示的實(shí)驗(yàn)，不能證明“流速大小對(duì)流體壓強(qiáng)有影響”的是（）A．甲同學(xué)吹氣時(shí)紙條向上飄 B．乙同學(xué)用吸管從瓶中吸飲料C．丙同學(xué)吹氣時(shí)紙片向下凹陷 D．丁同學(xué)在向B管中吹氣時(shí)A管中水面上升【答案】B【解析】A．將一紙條放在嘴邊，用力從紙條上方吹氣，因?yàn)榧垪l上方的空氣流速大，壓強(qiáng)小，紙條下方的空氣流速小，壓強(qiáng)大，紙條受到一個(gè)豎直向上的壓力差，所以紙條就飄起來(lái)，故A不符合題意。B．用吸管吸飲料是利用了大氣壓的作用，不能揭示流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系，故B符合題意；C．用嘴在紙片下面吹氣時(shí)，紙片下方的空氣流速加快，下方的壓強(qiáng)小于上方的壓強(qiáng)，故紙片向下凹陷，故C不符合題意；D．往B管中吹氣，吸管A上方空氣的流速增大，壓強(qiáng)減小，A管中液體受到向上的壓強(qiáng)大于向下的壓強(qiáng)，在這個(gè)管內(nèi)外產(chǎn)生壓強(qiáng)差的作用下，液面上升，故D不符合題意。故選B。13．2021年安徽省各地陸續(xù)開(kāi)展整治非機(jī)動(dòng)車違規(guī)安裝遮陽(yáng)棚（傘）專項(xiàng)行動(dòng)。如圖是小雯家安裝有遮陽(yáng)棚的電動(dòng)自行車，棚的形狀導(dǎo)致電動(dòng)車快速行駛時(shí)，棚上方和下方空氣流通的速度不相同，從而使棚下方受到空氣壓強(qiáng)比上方______（選填“大”、“小”或“相等”），棚容易向上掀起，存在極大的安全隱患?！敬鸢浮看蟆窘馕觥咳鐖D，在相同時(shí)間內(nèi)，空氣經(jīng)過(guò)棚上方的路程長(zhǎng)，速度大；經(jīng)過(guò)下方的路程短，速度小。上方空氣流速越大，壓強(qiáng)越??；下方空氣流速越小，壓強(qiáng)越大。所以棚下方的氣壓大于上表面的氣壓，所以棚會(huì)被向上掀起來(lái)。14．如圖所示，某同學(xué)在探究流速大小對(duì)流體壓強(qiáng)的影響時(shí)，從漏斗口向下用力吹氣，當(dāng)他將手指移開(kāi)時(shí)，乒乓球沒(méi)有下落。該現(xiàn)象可說(shuō)明乒乓球上方壓強(qiáng)______（選填“變大”、“變小”或“不變”）?！敬鸢浮孔冃　窘馕觥慨?dāng)從漏斗處向下用力吹氣時(shí)，增大乒乓球上方空氣的流動(dòng)速度，壓強(qiáng)減小，乒乓球下面的氣體壓強(qiáng)不變，乒乓球下面的氣體壓強(qiáng)大于上面流體的壓強(qiáng)，乒乓球在壓強(qiáng)差的作用下不會(huì)下落。15．如圖所示，水平放置的“H”形容器，右側(cè)裝有植物油：左側(cè)可能裝有水或酒精，中間用一個(gè)可以無(wú)摩捩移