14.4压强和流速的关系
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。
八年级下册物理第九章 流体压强与流速的关系,知识点总结
第四节、流体压强与流速的关系
一、流体压强与流速的关系
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。
二、判断流速的大小
1.判断流速的大小应从以下两方面来分析:
自然流体,如流动的空气(风),流动的水,一般是在比较宽阔的地方流速小,在较狭窄的地方流速大。
运动的物体引起的空气和液体的流动,运动物体周围的流体流速大,其余地方的流体流速小。
知道了流速的大小,也就可以判断压强的大小。
2.利用流体压强和流速的关系解释有关现象的步骤。
第一步:确定流速大的地方在哪里,或分析物体形状,物体凸出部分周围流体的流速大;
第二步:根据压强大小确定压强差的方向;
第三步:根据压强差作用分析产生的各种现象。
例如:在厨房做菜时打开排气扇,可将厨房内的油烟排出室外。
可按以下步骤分析:首先将排气扇启动,向室外吹风,室外空气流动快;
室外空气流速大,压强小;室内空气流速小,压强大,室内外形成压强差。
油烟在压强差的作用下向排气扇中心处合拢,被排气扇排出室外。
三、飞机升力产生的原因
1.飞机机翼的形状:其上表面呈弯曲的流线型,下表面则比较平。
2.飞机在前进时,机翼与周围的空气发生相对运动,相当于气流迎面流过机翼。
气
流被机翼分成上下两部分。
3.在相同的时间内,机翼上方气流通过的路程较长,因而速度较大。
它对机翼上表
面的压强较小;下方气流通过的路程较短,速度较小,它对机翼下表面的压强较大。
4.这样机翼的上下表面存在压强差,就产生了向上的压力差,即为飞机的升力。
14.4流体压强与流速的关系
10.龙卷风:实质是高速旋转的气流.它能把地面上的物体或人畜“吸”起卷人空中。其原因是因为:( )
A.龙卷风内部的压强远小于外部的压强B.龙卷风增大了空气对物体的浮力
C.龙卷风使物体受到的重力变小D.迷信说法中的“龙’把物体“抓”到空中
3.人靠近疾驶的火车时,会出现被吸向火车的现象,这是由于被火车带动的空气大小造成的.
4.唐朝著名诗人杜甫在《茅屋为秋风所破歌》中写道:“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅。…”,一个“卷”字用得恰到好处。风将பைடு நூலகம்草卷起来,这是因为屋顶空气流动速度(大于,小于)屋内的空气流动速度,屋外空气的压强(大于,小于)屋内空气的压强,产生一个向(上,下)的压力差,将茅草吸上去。
8、自制喷雾器:用两个吸管把杯子内的水吹出。课本P93页图14.4-7,这是什么原因?
。
梳理巩固:
流体压强与流速的关系:在气体和液体中,流速越大的位置越小,流速越小的位置越大。
达标检测:
1.在液体和气体中,的位置压强越小,的位置压强越大。
2.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,机翼上方呈形状,下方近似于,在相同时间内,机翼上方的气流比下方气流通过的路程,因而机翼上方空气流速比下方空气流速,机翼上方受到的压强比下方受到的压强,形成压强差使飞机获得竖直向的升力。
流体压强与流速关系在生活中的应用
使用资源
导学流程
学习过程
学习内容
练习反馈:
1、因为和都没有一定的形状,而且还具有性,所以它们又叫流体。
2、流体压强与流速的关系是:在气体和液体中,流速越大的位置越小,流速越小的位置越大。也可以简单记做:大的地方压强小,小的地方压强大。
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?
流体压强与流速的关系及其应用
流体压强与流速的关系及其应用流体力学是研究流体在运动中的性质和规律的学科,其中流体压强和流速之间的关系是一个重要的研究内容。
本文将探讨流体压强与流速的关系,并介绍一些应用场景。
1. 流体压强与流速的基本原理流体压强是指单位面积上受到的正压力大小,通常用P表示,单位为帕斯卡(Pa)。
流速是指流体单位时间通过某一横截面的体积,通常用v表示,单位为米每秒(m/s)。
根据流体力学原理,流体压强与流速之间存在着一定的关系。
根据伯努利原理,当流体在运动过程中速度增大时,流体压强将减小,反之亦然。
这是因为在流体运动过程中,速度增加会导致动能的增加,而动能增加就会导致压力的降低。
这一原理在很多实际应用中都有着重要的作用。
2. 流体压强与流速的实验验证为了验证流体压强与流速之间的关系,我们可以进行一系列实验。
一个常见的实验是利用流体力学原理验证管道截面流速与压强之间的关系。
首先,我们可以通过测量不同位置处的流速来得到流体在不同截面的速度分布情况。
然后,利用一根透明的玻璃管和一组压力传感器,分别测量不同截面处的压力值。
通过将流速与压力值进行对比,我们可以得到流速增加时压力降低的结果。
这一实验结果与伯努利原理相吻合,进一步验证了流体压强与流速之间的关系。
3. 流体压强与流速的应用流体压强与流速的关系在很多领域都有应用。
以下是一些常见的应用场景:(1)水压力的利用水压力的利用是指通过利用流体的压强来实现某些工作。
例如,利用水力压力可以驱动液压系统,用于各种机械装置的控制。
此外,水压发电站利用水流和涡轮的相互作用,将流体动能转换为机械能,再进一步转化为电能。
(2)喷射器和喷嘴喷射器和喷嘴通过控制流体的流速和压强来实现液体或气体的喷射。
例如,火箭喷射器通过高速喷射燃料和氧化剂来产生巨大的推力,从而推动火箭进入太空。
(3)气象预测流体压强与流速的关系在气象学中也有着广泛的应用。
例如,通过观测地面附近气压的变化,结合伯努利原理,可以预测风向和风速的变化,从而提供气象预报。
流体压强与流速的关系
流体:
具有流动性的气体、液体统 称为流体(如水、空气…)。
【做一做】
实验所用器材 两张纸 先让两张纸竖直下垂且相互平行放置, 然后用嘴从中间竖直向下吹气
实验方法
吹气前现象 吹气后现象 可能的原因
伯努利实验
结论: 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。
这就是著名的伯努利定律,早在
奇特的惨案发生后,地方法院开始调查案 事件真相。然而,机车状况良好,司机和员工 都没有违章操作。反复调查毫无结果,法官只 好在判决书上写下了《圣经》上的一句话: “每个人都是上帝的羔羊,迟早要回到上帝的 跟前!”
著名的俄国科学家齐秋奥尔科夫斯 基知道这一“判决”结果后,哀叹道: “可惜法官不懂伯努利定理……”
200多年前,瑞士物理学家伯努利已 经用上述装置验证了这个结论。
那么鄂洛多克惨案的幕后黑手到底是谁呢? 火车运动时,人与火车之间的空气流速大,
压强小;人外侧的空气流速小,压强大,因而
对人体产生朝向火车的压强差。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
地铁黄色安全线
火车站台安全线
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。
“奥林匹克”号惨案:
原因:两船并列航行时,两船之间的 水相对船的流速大,压强小;两船外侧的 水流速小,压强大,产生向内的压强差。
应用1:飞机升力
应用2:汽车尾翼
行驶过程 中,尾翼下方 空气流速大, 压强小,于是 产生向下的压 强差,能够增 加汽车的抓地 力,从而使汽 车能够更加平 稳的在路上行 驶。
气体流速与压强的关系公式
气体流速与压强的关系公式气体流速与压强的关系是研究气体动力学的重要内容之一。
在工程领域中,我们经常需要研究气体在管道中的流动情况,而气体流速与压强的关系公式就是我们研究气体流动的基础。
气体流速与压强的关系公式可以用来描述气体在管道中的流动速度与压强之间的关系。
这个公式的基本形式为:v = (2ΔP/ρ)^(1/2)其中,v表示气体的流速,ΔP表示气体在管道中的压强差,ρ表示气体的密度。
这个公式的推导过程比较复杂,需要运用一些基本的物理学知识。
在这里,我们只简单介绍一下这个公式的应用。
我们需要知道气体在管道中的流动速度与压强之间存在一定的关系。
当气体在管道中流动时,由于管道的摩擦力和阻力的作用,气体的流速会逐渐减小,而气体的压强则会逐渐增大。
这个过程可以用伯努利方程来描述:P1 + 1/2ρv1^2 + ρgh1 = P2 + 1/2ρv2^2 + ρgh2其中,P1和P2分别表示管道两端的压强,v1和v2分别表示管道两端的流速,h1和h2分别表示管道两端的高度差,ρ表示气体的密度,g表示重力加速度。
根据伯努利方程,我们可以得到气体流速与压强之间的关系公式:v2 = (2(P1 - P2)/ρ)^(1/2)这个公式可以用来计算气体在管道中的流速,但是它只适用于理想气体在水平管道中的流动情况。
在实际应用中,我们需要考虑到气体的压缩性、管道的摩擦力和阻力等因素,因此需要对公式进行修正。
修正后的气体流速与压强的关系公式为:v = (2ΔP/ρ - fL/Dv^2)^(1/2)其中,f表示管道的摩擦系数,L表示管道的长度,D表示管道的直径,v表示气体的流速。
这个公式可以用来计算气体在实际管道中的流速,但是需要注意的是,公式中的摩擦系数f是一个经验值,需要根据实际情况进行确定。
气体流速与压强的关系公式是研究气体动力学的重要工具之一。
在工程领域中,我们经常需要用到这个公式来计算气体在管道中的流动情况,从而保证工程的安全和稳定运行。
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以及公式
流体压强与流速的关系以及公式流体压强与流速有什么关系,公式又是怎样的呢?想知道的考生看过来,下面由小编为你精心准备了“流体压强与流速的关系以及公式”,持续关注本站将可以持续获取更多的考试资讯!流体压强与流速的关系流体压强与流速的关系:在气体和液体中,流速越大的位置压强越小。
流体:物理学中把没有一定形状、且很容易流动的液体和气体统称为流体。
气体流速大的位置压强小;流速小的位置压强大。
液体也是流体。
它与气体一样,流速大的位置压强小;流速小的位置压强大。
轮船的行驶不能靠得太近就是这个原因。
总之,对于流体来说,流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大。
流体压强与流速公式是什么1、伯努利方程设在右图的细管中有理想流体在做定常流动,且流动方向从左向右,我们在管的a1处和a2处用横截面截出一段流体,即a1处和a2处之间的流体,作为研究对象.设a1处的横截面积为S1,流速为V1,高度为h1;a2处的横截面积为S2,流速为V2,高度为h2.2、思考下列问题①a1处左边的流体对研究对象的压力F1的大小及方向如何②a2处右边的液体对研究对象的压力F2的大小及方向如何③设经过一段时间Δt后(Δt很小),这段流体的左端S1由a1移到b1,右端S2由a2移到b2,两端移动的距离分别为ΔL1和ΔL2,则左端流入的流体体积和右端流出的液体体积各为多大它们之间有什么关系为什么④求左右两端的力对所选研究对象做的功⑤研究对象机械能是否发生变化为什么⑥液体在流动过程中,外力要对它做功,结合功能关系,外力所做的功与流体的机械能变化间有什么关系3、推导过程如图所示,经过很短的时间Δt,这段流体的左端S1由a1移到b1,右端S2由a2移到b2,两端移动的距离为ΔL1和ΔL2,左端流入的流体体积为ΔV1=S1ΔL1,右端流出的体积为ΔV2=S2ΔL2.因为理想流体是不可压缩的,所以有ΔV1=ΔV2=ΔV作用于左端的力F1=p1S2对流体做的功为W1=F1ΔL1 =p1·S1ΔL1=p1ΔV作用于右端的力F2=p2S2,它对流体做负功(因为右边对这段流体的作用力向左,而这段流体的位移向右),所做的功为W2=-F2ΔL2=-p2S2ΔL2=-p2ΔV两侧外力对所选研究液体所做的总功为W=W1 W2=(p1-p2)ΔV又因为我们研究的是理想流体的定常流动,流体的密度ρ和各点的流速V没有改变,所以研究对象(初态是a1到a2之间的流体,末态是b1到b2之间的流体)的动能和重力势能都没有改变.这样,机械能的改变就等于流出的那部分流体的机械能减去流入的那部分流体的机械能,即E2-E1=ρ()ΔV ρg(h2-h1)ΔV又理想流体没有粘滞性,流体在流动中机械能不会转化为内能∴W=E2-E1(p1-p2)ΔV=ρ(-))ΔV ρg(h2-h1)ΔV整理后得:整理后得:又a1和a2是在流体中任取的,所以上式可表述为上述两式就是伯努利方程.。
初中九年级物理人教版电子教案-14.4 流体压强与流速的关系
§14-4流体压强和流速的关系教学目标1.知识与技能:通过实验探究,初步了解流体的压强与流速的关系。
2.过程与方法课程理念的渗透和学生个性的培养。
3.情感态度和价值观通过参与从生活走向物理科学探究活动,学习制订简单的科学探究计划和实验方案,观察物理现象,能简单描述所观察物理现象的主要特征,归纳简单的科学规律。
让学生真切地感受到科学的真实性,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理,使学生产生强烈的求知欲,乐于参与观察、实验等科学实践活动,初步体验探索问题时的喜悦,领略它的美妙与和谐。
教学重点:通过探究得到流体压强与流速的关系。
教学难点:用流速与压强的关系分析生活中的实际问题。
教学准备:白纸、乒乓球、硬币、自制纸桥,竹蜻蜓玩具,幻灯片或多媒体课件。
教学课时:1课时。
教学方法:探究法:通过学生的探究活动得出气体压强与流速的关系。
分析比较法:通过对实验现象的分析比较,应用流速与压强的关系解释生活中的简单现象。
教学过程:㈠引入新课:课件展示三个生活情景1. 一阵秋风吹过,地上的落叶像长了翅膀一样飞舞起来。
2. 汽车急驶而过,道路两边的尘土都向路中间靠拢飞扬。
3. 居室前后两面的窗子都打开着,过堂风吹过,居室侧面摆放的衣柜的门被吹开了。
这些都是生活中司空见惯的生活现象,同学们思考过其中的奥妙吗?科学往往就藏在我们身边,今天这节课我们就要通过实验揭示这个小秘密。
㈡学生实验、确立研究课题(1)学生实验教师布置给学生以下七个实验,要求学生在15分钟内,选择其中一部分,根据要求进行实验(选择的实验越多越好),提醒学生注意认真观察实验现象。
1. 纸条一端贴近下嘴唇,用力向纸条上方吹气,观察现象(图1)。
2.将一张纸折成桥形平放在桌子上,用力向桥形纸的下方与桌面之间的空间吹气,观察现象。
3. 用手握着两张纸,让纸自由下垂,在两张纸的中间向下吹气,观察两张纸怎样运动。
4. 在倒置的漏斗里放一个乒乓球,用手指托住乒乓球,然后从漏斗口向下用力吹气,并将手指移开,观察现象。
压强与流速的关系
压强与流速的关系
压强与流速存在一定的关系,具体可以从以下方面解释:
1. 流速增大,压强降低
在管道或河流等任意流体通道中,流速越大,单位时间内通过的流量越多,会对管道或河道的横截面造成一定的冲击力,压力随之下降。
2. 压强增大,流速增大
当液体的压力增大时,液体分子的动能增加,其运动速度也会增加,进而使得流速增加。
3. 流量不变,管道截面积改变
若拓宽管道截面积,则流速降低,压强也随之降低。
若缩小管道截面积,则流速增加,压强也随之增加。
4. 流体黏性对压强和流速的影响
当流体黏性增加时,流体内分子之间的相互作用力增加了,再加上分子间碰撞距离较小,流体的流动速度会受到一定的限制,流速会降低,压强也会随之增加。
综上,压强与流速之间不存在简单的线性关系,二者之间的具体关系取决于液体的黏度、密度、速度等因素。
初中物理流体压强与流速的关系
初中物理流体压强与流速的关系流体压强和流速的关系,这个话题听上去有点儿严肃,不过别担心,我会用轻松幽默的方式来跟大家聊聊这个有趣的物理现象。
想象一下,咱们平时喝水的时候,水从水龙头里喷出来,是不是有时候喷得特别猛,有时候又细得像小针一样?这背后其实就藏着流体压强和流速之间的秘密。
咱们得先了解一下“压强”这个概念。
简单来说,压强就是单位面积上受到的压力。
比如说,咱们把手放在一个气球上,气球被压得咕噜咕噜响,那就是因为气球里的气体在“拼命”顶着你的手。
而流速呢,就是流体流动的快慢。
水流得快,水流得慢,感觉差别可大了。
流速快的地方,压强就小,流速慢的地方,压强就大。
这不就是个简单的道理吗?咱们可以想象一下,开车的时候,如果你在高速公路上飞驰,车窗外的风呼啸而过,肯定感觉到一阵强烈的风压,简直像被一股无形的力量推着。
可要是你开着车慢悠悠地在乡间小路上行驶,风就轻柔多了,像是小猫咪轻轻地拂过你的脸。
这个例子其实就很形象地反映了压强和流速的关系。
大家可能会想,压强和流速有什么实际用处呢?哈哈,这可就多了!咱们在生活中,洗衣服、洗碗的时候,水流的快慢,直接影响了洗得干不干净。
流速快,泡沫满天飞,洗得干脆利落;流速慢,水花四溅,洗起来就显得笨拙。
这就像人们说的:“慢工出细活”,但是有时候太慢了,活儿反倒不精致,反而把东西搞得一团糟。
再说说科学实验。
科学家们需要测量一些流体的性质,比如空气、水或是油。
流体流动的快慢,会影响到他们的实验结果。
这时候,他们就得考虑流速对压强的影响。
要是流速过快,实验数据可能就会偏差;要是流速过慢,又得不到足够的信息。
哎,这就像打游戏,太快了就容易失误,太慢了又没办法过关。
然后呢,咱们再来聊聊日常生活中更有趣的例子。
记得有一次,我在河边钓鱼,看到水流急的地方,根本钓不上鱼。
因为那地方水流得太快,鱼儿根本没时间停下来吃东西。
可要是换到河流缓慢的地方,鱼儿可就悠闲地游来游去,像是在享受生活。
压强与流速的关系公式
压强与流速的关系公式
伯努利方程伯努利方程——流体力学中的物理方程.
理想正压流体在有势彻体力作用下作定常运动时,运动方程(即欧拉方程)沿流线积分而得到的表达运动流体机械能守恒的方程.因著名的瑞士科学家 D.伯努利于1738年提出而得名.对于重力场中的不可压缩均质流体,方程为
p+ρgz+(1/2)*ρv^2=C
式中p、ρ、v分别为流体的压强、密度和速度;z 为铅垂高度;g为重力加速度.
上式各项分别表示单位体积流体的压力能p、重力势能ρg z和动能(1/2)*ρv ^2,在沿流线运动过程中,总和保持不变,即总能量守恒.但各流线之间总能量(即上式中的常量值)可能不同.对于气体,可忽略重力,方程简化为p+(1/2)*ρv ^2=常量(p0),各项分别称为静压、动压和总压.显然,流动中速度增大,压强就减小;速度减小,压强就增大;速度降为零,压强就达到最大(理论上应等于总压).飞机机翼产生举力,就在于下翼面速度低而压强大,上翼面速度高而压强小,因而合力向上.据此方程,测量流体的总压、静压即可求得速度,成为皮托管测速的原理.在无旋流动中,也可利用无旋
条件积分欧拉方程而得到相同的结果但涵义不同,此时公式中的常量在全流场不变,表示各流线上流体有相同的总能量,方程适用于全流场任意两点之间.在粘性流动中,粘性摩擦力消耗机械能而产生热,机械能不守恒,推广使用伯努利方程时,应加进机械能损失项.
补充:p1+1/2ρv1^2+ρgh1=p2+1/2ρv2^2+ρgh2(1)
p+ρgh+(1/2)*ρv^2=常量(2)
均为伯努利方程
其中ρv^2/2项与流速有关,称为动压强,而p和ρgh称为静压强.
伯努利方程揭示流体在重力场中流动时的能量守恒.
由伯努利方程可以看出,流速高处压力低,流速低处压力高.。
水管中流速与压强的关系
水管中流速与压强的关系水管中流速与压强之间存在着一定的关系,这一关系是由流体力学中的伯努利定律所描述的。
伯努利定律是描述流体在非粘性、定常流动过程中能量守恒的基本原理,它表明了流速与压强之间的相互关系。
在水管中,当液体流动时,由于其具有质量和速度,它会具有动能和静能。
伯努利定律通过考虑了这两种能量,并假设没有能量损失,得出了流速与压强之间的关系。
首先,我们来看伯努利定律的表述:P + ½ρv²+ ρgh = 常数其中,P是液体的压强,ρ是液体的密度,v是液体的流速,g是重力加速度,h是液体的高度。
这个式子表明,液体压强、流速和高度之间存在一个平衡关系。
我们可以通过简单的推导来解释这个关系。
首先,我们考虑一段水管内的液体流动,在水管的某一位置,液体的压强为P1,流速为v1,在水管另一位置,液体的压强为P2,流速为v2。
根据伯努利定律,我们可以得到:P1 + ½ρv1²+ ρgh1 = P2 + ½ρv2²+ ρgh2根据定义,液体在高度方向上的势能变化为ρgh,考虑到液体处于定常流动过程中,高度变化导致的势能变化可以忽略不计。
因此,我们可以简化上述方程为:P1 + ½ρv1²= P2 + ½ρv2²进一步地,我们可以将此方程化简为:P1 - P2 = ½ρ(v2²- v1²)这个方程说明了压强差等于速度差的平方的一半与液体密度的乘积。
从上述方程可以看出,当流速增加时,即v2 > v1,压强差(P2 - P1)会变小,也就是说,压强会降低。
这是因为增加流速会增加动能成分,而减少静能成分,从而导致压强的降低。
相反地,当流速减小时,即v2 < v1,压强差会变大,压强会增加。
这是因为减小流速会减少动能成分,增加静能成分,从而导致压强的增加。
因此,我们可以得出结论:水管中流速与压强之间存在着反比关系。
流体压强与流速的关系
14.4《流体压强与流速的关系》设计人 审核人【学习目标】一、知识与技能目标1、了解气体压强与流速的关系。
2、了解飞机的升力是怎样产生的。
3、了解生活中跟气体的压强与流速相关的现象。
【重点、难点】重点:初步了解流体流动时压强的特点。
难点:能用流体压强与流速的关系简单解释生活中的一 些现象。
【学习过程】:猜想:一种是流体在流速大的地方压强大,在流速小的地方压强小;另一种是流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大。
究竟哪一种猜想是正确的呢?下面我们将通过实验的方法进行探究。
探究一:如图1在倒置的漏斗里放一个乒乓球,用手指拖住乒乓球,然后移开手指,观察现象;再用手指拖住乒乓球,然后从漏斗口向下用力吹气,并将手指移开,观察现象。
探究二:如图2所示,打开阀门A ,关闭阀门B ,让红色的水流入管径粗细不同的透明塑料管,观察三只小竖管中水柱的高度,记录现象。
如果打开阀门B ,观察三只小竖管中水柱的高度,记录现象。
分析总结上述两个实验,液体和气体,它们一个共同的特点是:都具有流动性,统称为流体。
两个实验的共同之处是,流体在流动时才导致现象的产生。
且我们已猜测流体流速可能与流体的压强存在有某种关系。
那么,这可能是什么关系呢?想一想。
图 1 图2结论:探究飞机的升力飞机起飞的原理:当飞机高速行使时,机翼与周围的空气发生相对运动。
迎面而来的气流被机翼分成上下两部分,由于机翼横截面的形状上下不对称,在相同时间里机翼上方气流通过的曲线路程较长,机翼下方气流通过的直线路程较短,这就造成机翼上部气流的速度比机翼下部气流的速度大,由于流速高的地方压强小,流速低的地方压强大,因此,机翼上部的压强要小于机翼下部的压强,巨大的机翼就是靠上下气流的压强差产生了向上的升力来负担机身的重力升空飞翔的。
拓展应用:1、为什么火车站或地铁站的站台上,离站台边缘1m左右的地方都标有一条安全线,火车或地铁行驶时严禁人们进入安全线以内的区域。
2、请列举生活中有关流体在流动时流速大的地方压强小的实例。
流体压强与流速的关系
讨论:为什么火车站台上都有一条安全 线,火车行驶时个洞口形状的不同决定了洞穴 中空气的流动方向。
2
1
② 吹气造成了乒乓球上下表面的气体速度大小关系如何?
(乒乓球上表面空气流速大,下表面空气流速小。) ③ 乒乓球上下表面的压强如何变化才能使乒乓球不落下来?
(乒乓球下表面压强大于上表面压强)
吹 气
实验二:向两平行的纸中间吹气 现
___________ 象:两张纸互相靠近
分析现象:
① 吹气前,两张纸互相平行,表明它们受到外侧和内侧的力 互相 ______ 平衡 ② 吹气造成了两张纸内、外两侧的气体流速大小关系如何? 两张纸之间的气体流速大,外侧的空气流速小 ③ 两张纸的互相靠近说明:纸的内侧受到的压力______外 小于 侧受到的压力(填“大于”、“等于”、“小于”) ④ 实验一与实验二说明什么问题? 气体在流速大的位置压强小,在流速小的位置压强大
几十吨重的飞机为什么能腾空而起?
奥秘——飞机的机翼:机翼的形状是上凸下平的
飞机机翼产生升力的原因:
气流在机翼上下表面由于流速不同产生压强差 ,这就产生了向上的升力。
汽 车 尾 从物理走向生活: 部 安 思考:若把飞机机翼模型的凸面向下,再向它吹风 装 时,机翼还会上升吗 ? 有 气 流 偏 导 器
2、探究流动的液体的压强与流速的关系
现象:乒乓球被牢牢 “禁闭”在水流
里,好像被吸住了,无论你把 水开得多大,都不会把它“赶走”。
现象分析:
乒乓球上表面的水流速度大,压强小;下表面的 水流速度小,压强大,所以它无法逃脱。
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四、流体流速与压强的关系
1.流体:能够流动的物体,叫做流体
2. 流体流速与压强的关系:
在气体和液体中,流速越大的位置压强越小。
流体压强与流速的关系习题一
1运用知识解决问题:(1)用钢笔吸墨水时,按下弹簧片,挤出管内部分空气,松开手后,管内气压外界大气压,墨水在外界的作用下进入管内。
2.小玲向空矿泉水瓶内倒入热水后迅速倒出并盖紧瓶盖,瓶子变扁了,这个现象证明了__________ 的存在,瓶子被压扁表明力可以改变物体的_______ 。
3洗手池下的回水管是利用的原理,用来挂毛巾的吸盘是利用了。
4.水池中盛有半池水,调节水龙头使流出的水成细流状后,把乒乓球放在靠近水流处的水面上,松开手后会发现( )
A.乒乓球会移动到水流的下方B.乒乓球会远离水流,移向池边
C.乒乓球不动D.乒乓球绕水柱做圆周运动
5.(11台州)气体的流速越大,压强越小。
下列现象的产生与此相关的是( )
6.李老师经常引导学生利用身边的生活用品做实验,通过动手动脑,学习物理知识,揭示物理规律。
下面实验中不是揭示流体压强与流速关系的是()
7.几十吨重的飞机能够腾空而起,秘密在于机翼,
如图为飞机机翼截面图。
飞机起飞过程中,下列
说法正确的是:
A.机翼上方空气流速比下方大,上方气体压强比下方大
B.机翼上方空气流速比下方大,上方气体压强比下方小
C.机翼上方空气流速比下方小,上方气体压强比下方大
D.机翼上方空气流速比下方小,上方气体压强比下方小
7 (11柳州)用手握着两张纸,让纸自由下垂。
在两张纸的中间向下吹气,这两张纸会向
_______________运动(选填“中间”或“两边”),这个现象说明,气体流动时,流速_________的地方压强小
流体压强与流速的关系习题二
1(11湛江)如图所示,能够说明流体压强与流速关系的是( )
2.所示的现象中,能用流体压强与流速关系解释的是()
3(11武汉)如图所示,小汽车受到的重力为G,它在平直的高速公路上以90km/h的速度行驶时,受到地面的支持力为F。
若考虑周围空气对它
的影响,则下列关于G和F的大小关系正确的是( )
A.G>F
B.G=F
C.G<F
D.无法比较
4(11 鸡西)杨老师经常引导学生利用身边的生活用品做
实验,在动手动脑的过程中学习物理知识,揭示物理规律。
下面的实验,不能
..揭示流体压强与流速关系的是()
流体压强与流速的关系习题三
1 (11龙岩)我国海军舰艇赴亚丁湾护航时的情景,护航编队一般采用前后护航而不采用并排护航,这是因为当两船高速并排行驶时,两船之间的流体流速压强,容易发生撞船事故。
2行驶的客车打开车窗后,车窗上悬挂的窗帘会向车________(选填“内”或“外”)飘动。
这是由于车外空气流速大于车内,使车外的气压________(选填“大于”或“小于”)车内气压而造成的。
3小红把气球悬挂起来,向气球的A侧吹气(如图8所示),会看到气球向
(选填“A”或“B”)侧运动,这是因为气体流速越大的地方压强越.
4(11沈阳)某学校开展安全教育活动,其中介绍了当乘坐的小轿车不慎落入
水中时,所应采取的自救方法。
如果河水较深,车沉入水中后将无法打开车
门,此时不要惊慌,在水将要投过头部时深憋一口气,待水充满车厢后,就可以打开车门逃生了。
这是由于最初轿车沉入水中时,车外水的压强________ (填“大于”、“小于”或“等于”)车内空气的压强.会产生一个向________(填“车内”、“车外”)方向的压力差。
随着车内水面升高,车内外的压强差________ (填“变大”、“变小”或“不变”)。
5龙卷风的实质是高带旋转的气流,它能把地面上的物体或人畜“吸”起卷入空中(如图1所示),龙卷风能“吸”起物体的主要原因是()
A.龙卷风使物体爱到重力变小B.龙卷风增大了空气对物体的浮力C.龙卷风内部的气体流速大,压强小D.龙卷风产生了强大的静电,将物体吸上天空
6(11·南平)小璇和妈妈一起搭乘高铁去旅游,细心的小璇发现:
(1)乘客都站在安全线以外候车。
因为列车高速行驶时,列车与人之间的空气流速较
_________,压强较__________,安全线内的人很容易被“吸”向列车。
(2)关闭发动机后,列车仍能继续行驶,是由于列车具有__________。
(3)如图所示列车车身线条流畅优美,车头颇像子弹头是为了______空气阻力,提高车速;车体采用中空型材铝合金,请你说出这种材料的一个优点:______________。
7.(11宿迁)我国第五代隐形战机—歼20已研制并试飞成功,速度可达声速的2.35倍.若以680m/s的速度飞行,10秒内可飞行m;飞行时,以为参照物,飞行员是静止的;机翼的横截面设计成如图所示的形状,是利用了在气体中流速越大的地方压强越的原理,从而使机翼的上下表面产生压强差,为飞机提供升力.
8(11莆田)人们根据的原理修建了三峡大坝船闸。
干旱期间大坝开闸放水,水位降到145m时,坝底所受水的压强是Pa(g取10N/kg,ρ
=1.0×
水
103kg/m3)。
水是生命之源!保护水资源,除了修建水库外,你还有什么合理的建议?请说出两点:;
9(11·雅安)飞机机翼横截面的形状上下不对称,是利用流体流速越,压强越小的原理,使飞机产生向上的升力。
采用涡轮喷气发动机的飞机,在飞行时,向后高速喷出燃烧气体,飞机便向前运动,这表明物体间力的作用是。