在流体中运动
在流体中运动
《在流体中运动》教学设计方案定南县第三中学袁章坤教学设计思路这堂课主要围绕“流体压强和流速之间的关系？”和“鸟和飞机的升力如何产生？”这两个问题展开一系列探究活动。
实验探究活动内容主要是让学生在老师的点拨引导下利用生活中常见的器材，自己设计探究实验。
分小组亲身经历观察、操作、制作、实践等探究活动，这节课以“提出问题（设疑激趣）→猜想假设→设计实验→进行实验，收集证据→分析讨论，得出结论→应用解释生活生产中相关现象”为主线。
运用“讨论、实验、探究、创造、反思”的教学模式，培养学生逻辑思维能力、归纳总结的能力，通过小组实验讨论交流加强学生合作意识和协作精神。
由演示“吹风机吹乒乓球”实验等导入课题。
再引导学生应用本节物理知识分析“机翼”的形状特殊之处，从而认识升力产生的原因。
认识“乒乓球弧圈球”、“小汽车的压风片”工作原理等。
切实落实“从生活中走向物理，从物理走向社会”这一教学理念。
教学过程（1）设疑激趣导入课题用吹风机吹起乒乓球悬在空气中前后左右移动吹风机，乒乓球会跟过来，同时把乒乓球放在吹风机吹风通道旁边一松手乒乓球会被压入吹风通道内，以此设疑激趣，引导学生思考是什么使乒乓球总跟吹内通道走？（2）猜想假设通过比较乒乓球在静止的空气中和流动的空气中运动状态不一样，引导学生朝流体流动快慢，流体压强会发生变化这一方向思考。
让学生分组讨论，刚才实验中气体流动快与它压强大小之间存在什么样的关系？老师：哪个小组把你们讨论的结果报上来。
学生：回答问题师生共同总结：三种猜想气体流动越快，它的压强越大气体流动越快，它的压强越小气体流动越快，它的压强不变（3）分组设计实验，科学探究验证猜想学生：探究实验一：将两个乒乓球近距离放在“线槽”上，用吸管对着两球中间水平吹气观察两球的运动情况。
探究实验二：使用两张大小一样的纸并列平行自然下垂，静止后，用嘴向两纸中间吹气，将会看到什么现象？老师：叫一名学生到讲台前做一演示实验，将纸片拆成“小板凳”，叫学生正放和倒放“小板凳”向两凳脚中间吹气观察发现的现象。
颗粒在流体中的运动
当 Reb > 280 (Rep >1000) 时，欧根方程右侧第一项可忽略。 即流动为湍流时，压降与流速的平方成正比而与粘度无关。
pb (1 ) 2 1.75 3 u L d ea
与管内 ~ Re 关系不同的是， ’ ~ Reb 的变化是一条连续 光滑曲线，说明流体在颗粒床层中由滞流到湍流是渐变过程， 这反映了颗粒床层对流体速度分布的均化作用。
曳力与曳力系数（Drag and drag coefficient） 在球坐标系中用连续性方程和 N-S方程可得到颗粒周围流体中 剪应力 r 和静压强 p 的分布为
r u R 4 3
sin 2 R r
2 3 u R p p 0 gz cos 2 R r
自由沉降与沉降速度（Free settling and settling velocity） 颗粒-流体体系一定，ut一定，与之对应的Rep 也一定。
根据对应的 Rep，可得到不同Rep范围内 ut 的计算式：
(1) Rep<2，层流区(斯托克斯公式)
ut
2 dp p g
18
0.6 d p p g Re p
m du F dt
Fd Fg Fb
合力为零时，颗粒与流体之间将保持 一个稳定的相对速度。
Fd F g - Fb
CD
u t2 d 2 p
2
1 d3 p g p 4 6
4 dp p g ut 3 C D
——重力场中的沉降速度
ut 由颗粒与流体综合特性决定，包括待定的曳力系数CD
在流体中在运动
§10.1 在流体中运动【学习目标】1、知道流体的压强与流速的关系：流速大的地方压强小，流速小的地方压强大；2、了解升力是怎样产生的。
3、了解生活中跟流体的压强与流速相关的现象。
【学习重点】流体压强与流速的关系【学习难点】了解升力的产生---------------------------------------------------预习案------------------------------------------------------1、和统称流体。
2、伯努利原理指------------------------------------教学案---------------------------（一）探究：流体压强与流速的关系I、用手握着两张纸，让纸自由下垂，在两张纸的中间向下吹气，请同学们先猜想这张纸将怎样运动？然后再动手做一做猜想：现象：II、把一张小纸条放在嘴边，用力从纸条上方吹气，请同学们先猜想这张纸将怎样运动？然后再动手做一做猜想：现象：分析1：在纸条上方吹气，纸条上方气体的流速下方气体流速，观察到的现象是纸条，说明纸条下方压强上方压强。
分析2：总结：。
流体在流速大的地方压强，流速小的地方压强。
----而这个原理就叫伯努利原理结论：气体在流速大的地方压强；流速小的地方，压强。
由上结论思考：用注射器向漂浮在水面上的两只小船间的水喷射水流，会出现什么现象？观察现象：分析原因：（二）探究升力的产生1、探究：鸟翼的升力是怎样产生的？（右图是鸟翼截面图）提示：迎面而来的风被鸟翼分成上下两部分，上下的弧长不等，两部分空气要同时到达翼后方，结合伯努利原理分析鸟翼上下方压强情况。
2、共同探究：飞机的升力是怎样产生的？八月秋高风怒号 卷我屋上三重茅分析：飞机机翼做成上凸下平，航行时使机翼上方气流速度_____下方气流速度，机翼上方的气压_____下方的气压，由此产生的上下压力差就是飞机获得的_____力。
第三章 颗粒在流体中的运动
流体流动切应 力——动量扩 散
du ( t ) dy
颗粒迁移— —质量扩散
dC M ( D Dt ) dy
气固两相流多媒体课件
气固两相流多媒体课件
3.停止距离与层流底层之比
气固两相流多媒体课件
4.颗粒在管内的沉降实验结果（1）
气固两相流多媒体课件
5.颗粒在管内的沉降实验结果（2）
3.2 湍流中的颗粒运动
——苏绍礼、Ihrig & Kouh的研究成果
1、研究基本条件 正方形截面管道，尺寸76.3×76.3mm； 管内气流平均流速6.1~30m/s； 实验物料：玻璃珠，粒度100μm~200μm； 颗粒负荷：0~1.82kg/min；
管内雷诺数：Re<1.5×105;
气固两相流多媒体课件
3.1 引言 根据第二章对流动的工程区域划分，整个流动区域
可以分成Stokes Flow、Allen Flow 和Newton Flow三个区域，在
这三个区域中，颗粒周围的气体流动情况是不同的，所 受到的流体作用力（主要是曳力）是不同的，因而颗粒 的运动也将是有区别的。 运动着的颗粒周围的气流流动情况如下图所示
L v Rt dt v Tt 拉格朗日积分尺度
Tt Rt dt — —特征时间
0
0
Rt
vt1vt 2 v v
2 t1 2 t2
— —时间相关系数
气固两相流多媒体课件
3.管内颗粒的运动强度 •试验结果
气固两相流多媒体课件
•分析与说明 1) 与上图比较可知:颗粒的湍流脉动强度大于气体的湍 流脉动强度; 2) 颗粒运动过程中,轴向的湍流强度比垂直方向的湍流
物体在流体中运动所受到的作用力
物体在流体中运动所受到的作用力北京教育学院物理系叶禹卿在中学物理中，研究了自由落体、单摆、抛体、振动等物体的运动。
研究时，认为物体在空气和水（流体）中运动时，没有受到流体的作用力，物体的运动是“在理想情况下的运动”。
在进行中学物理教学时，应当让学生理解和掌握这种物体的“理想运动”规律。
但是也应当清楚：在流体中运动的任何物体，都受到流体的作用力，有些情况下的作用力还很大，明显地影响了物体的运动状态。
对于物体在流体中运动的实际情况，我们应当有所了解。
本文仅介绍实际流体对在其中运动物体的阻力、压力，研究一些在流体中运动的实际物体运动规律，简要分析和说明有关理论与实际联系一些问题。
一、对流体的认识流体由连续分布的介质组成，有自身的结构和特点。
物体在流体中运动时，对组成流体的介质有作用，也必定受到介质的反作用。
在过去的中学物理中，基本不讨论流体问题。
现在，初中和高中都增加了有关流体的内容。
例如，在高中实验教材第一册增加了“流体的阻力”“伯努利方程”等，对流体的主要性质及其运动规律做了简单分析。
1．流体具有易流性、粘性和压缩性易流性是流体在切向力作用下，容易发生连续不断变形运动的特性。
液体和气体与固体的差异，或者说流体最显著的特征就是具有“流动性”或者“易流性”。
如果对静止的流体施加一个切向力，即使这个力多么微小，流体也将沿着力的方向运动。
流体具有易流性的原因，是流体既不能承受拉力、也不能承受切向力。
由于流体具有易流性，所以流体没有固定的形状，并且在流动中能与外界发生各种传输作用。
理想流体和实际流体都具有易流性。
理想流体的易流性比实际流体更强。
气体只能传递纵波、液体主要传递纵波的原因就是流体的易流性。
理想流体是没有粘性的，其内各部分之间不存在切向作用力。
液滴在流体中的形变与运动行为
液滴在流体中的形变与运动行为概述液滴是液体形态的一种特殊表现，它在流体环境中具有独特的形变与运动行为。
本文将深入探讨液滴在流体中的形变机制和运动行为，涉及液滴的表面张力、流体流动、碰撞与分裂等关键过程。
1. 表面张力对液滴形变的影响表面张力是液体分子之间的相互作用力，使得液体表面呈现出一种特殊的性质。
在液滴形变过程中，表面张力起着重要作用。
1.1 表面张力与液滴几何形状的关系液滴的几何形状与表面张力密切相关。
根据杨-拉普拉斯方程，液滴的表面曲率与表面张力之间存在如下关系：∆P = 2γ / R其中，∆P是液滴内外压差，γ是表面张力，R是液滴的曲率半径。
根据该方程，可推导出液滴的几何形状与表面张力之间的关系。
例如，表面张力的增大会使液滴的曲率半径减小，从而使液滴呈现出更加球形的形态。
1.2 表面张力驱动的液滴形变表面张力不仅影响液滴的几何形状，还能驱动液滴的形变。
当液滴受到外力作用时，其表面会发生形变，这是因为受力使得液滴内外压差发生改变，从而导致液滴表面张力的不平衡。
这种表面张力的不平衡将驱使液滴形变，以减小表面能。
2. 液滴运动行为的动力学机制液滴在流体中具有多种运动行为，包括沉降、上浮、迁移、碰撞与分裂等。
这些运动行为是由流体环境中的动力学力量所驱动的。
2.1 流体流动对液滴运动的影响流体流动是液滴运动的重要动力来源。
流体中的运动导致了液滴表面作用力的改变，从而驱动液滴运动。
例如，当液滴处于不均匀流动场中时，流体对液滴表面的不平衡作用力会使液滴发生运动，迁移到流体中的特定位置。
2.2 液滴之间的碰撞与分裂液滴之间的碰撞与分裂是液滴运动中的重要现象。
当两个液滴相互接触时，它们之间会产生内外部压差，并且表现出共享壁面的特性。
这种内外部压差会导致液滴的形态变化，进而发生碰撞与分裂。
3. 液滴在流体中的应用液滴在流体中的形变与运动行为不仅有理论上的研究价值，还具有广泛的应用前景。
3.1 微流控和实验方面的应用液滴在微流控领域具有重要的应用价值。
流体运动中的流速与温度的变化
流体运动中的流速与温度的变化引言流体力学是研究物质本质、能量和动量变化的一门学科，其中流体的流速和温度是流体运动中两个重要的物理量。
在流体运动过程中，流速和温度的变化不仅与流体的性质有关，还与外界环境、流体内部的相互作用以及流体受力等因素密切相关。
本文将从流体速度的变化和温度的变化两个方面详细讨论流体运动中的流速与温度的变化规律和影响因素。
流速的变化流体速度的定义流体速度是指单位时间内流体通过某一固定点的体积。
一般用v表示流体速度，单位为m/s。
流速与流体运动状态的关系流速与流体运动状态之间存在着密切的关系。
在稳定的流动中，流速在空间和时间上保持不变；而在非稳定的流动中，流速则在空间和时间上有所变化。
流体运动的状态可以通过流速的变化来进行描述和分析。
流速的变化规律流体速度的变化规律受到多种因素的影响，包括管道形状、流体流过的位置、外界条件等。
在一般情况下，流体速度与管道截面积的关系可以用连续性方程来描述，即质量守恒定律。
流体在管道中流动时，其质量守恒定律可以表示为：$$\\rho_1A_1v_1=\\rho_2A_2v_2$$其中，v1和v2分别为流过截面1和截面2的流体速度，A1和A2分别为截面1和截面2的面积，$\\rho_1$和$\\rho_2$分别为流过截面1和截面2的流体密度。
由该连续性方程可以看出，当流体通过截面变窄的通道时，流速会增加；反之，当流体通过截面变宽的通道时，流速会减小。
这说明在流体运动中，流速与截面积存在反比关系。
另外，流体流经直管时，流速随着距离的增加而逐渐减小，这是因为流体受到了粘性阻力的作用。
在流体与管壁接触的表面处，由于流体与管壁之间存在黏滞力，因此流速较慢；而在流体流经中心位置时，受到的黏滞力较小，流速较快。
这种流速随距离变化的规律可以用速度分布曲线来表示。
温度的变化温度的定义温度是指物体内部分子或原子的平均运动速度的高低程度。
在流体运动中，温度是描述流体分子热运动状态的物理量，一般用T表示，单位为摄氏度或开尔文。
流体运动中的绕流现象
流体运动中的绕流现象概述流体运动指的是液体或气体在外力驱动下发生的运动现象。
在流体运动中，经常会出现一些特殊的现象，例如绕流现象。
绕流现象指的是流体在遇到障碍物时，形成绕过障碍物的流动路径。
这种现象在自然界和工程实践中都非常常见，对于了解流体的运动规律以及优化流体的工程应用具有重要意义。
本文将从绕流现象的原理、影响因素及应用等方面进行探讨，通过分析相关实验研究和工程案例，深入了解绕流现象在流体运动中的重要性和发展现状。
绕流现象的原理绕流现象的产生主要是由于流体与障碍物之间的相互作用引起的。
当流体遇到障碍物时，会形成流体分层和速度分布的变化，从而导致流体绕过障碍物流动形成绕流。
绕流现象的原理可归纳为以下几个方面：1. 动量传递流体运动中的绕流现象是由于流体中质点的力相互作用引起的。
当流体流过障碍物时，由于障碍物表面与流体之间的摩擦力，会导致流体分子传递动量给障碍物表面。
这种动量传递会产生反作用力，使流体开始绕过障碍物流动。
这个过程中，障碍物表面的形状和材质对动量传递起着重要的影响。
2. 惯性效应在流体运动中，流体的惯性也是产生绕流现象的重要原因之一。
当流体流动的速度较大时，流体分子具有较大的惯性，因此在遇到障碍物时会产生绕流现象。
这种绕流现象在高速流动的情况下尤为显著，流体分子会在障碍物周围形成旋涡，并绕过障碍物流动。
3. 障碍物形状和大小障碍物的形状和大小也对绕流现象起着重要的影响。
当障碍物的形状和大小与流体流动的特性相匹配时，绕流现象会更加明显。
例如，当流体遇到一个圆柱体时，会形成一个稳定的绕流区域；而当流体遇到一个尖锐的障碍物时，会形成一个不稳定的绕流区域。
因此，通过调整障碍物的形状和大小，可以控制绕流现象的发生和发展。
绕流现象的影响因素绕流现象被广泛应用于工程实践中，因此了解绕流现象受到的影响因素对于合理设计和优化工程具有重要意义。
以下是常见的影响因素：1. 流体性质流体的性质对绕流现象的发生和发展具有重要影响。
粒子运动研究颗粒在流体中的运动和受力情况
粒子运动研究颗粒在流体中的运动和受力情况粒子运动研究：颗粒在流体中的运动和受力情况在科学研究领域中，颗粒运动是一个重要的课题。
颗粒在流体中的运动和受力情况对于理解物质的宏观性质以及许多实际应用具有重要的意义。
本文将介绍有关颗粒在流体中运动和受力的研究成果，并探讨其应用前景。
一、流体中的颗粒运动现象颗粒在流体中的运动受到流体环境的影响，其运动规律复杂多样。
根据颗粒与流体之间相互作用的特点，颗粒在流体中运动主要分为扩散、沉降、悬浮等几种常见现象。
1. 扩散：扩散是指颗粒在流体中由于热运动而发生的无规则扩散。
颗粒在流体中扩散的速度与其粒径大小、流体的温度、浓度梯度以及颗粒形状等因素有关。
2. 沉降：当颗粒位于流体中时，会受到重力和阻力的作用。
较大的颗粒由于重力的作用，会向下沉降。
沉降的速度与颗粒的大小、密度、流体的黏性以及流体中的其他粒子相互作用等因素有关。
3. 悬浮：当颗粒的密度与流体的密度接近或相同时，颗粒可以悬浮在流体中。
在某些特定的情况下，颗粒与流体之间会存在浮力的作用，使得颗粒能够悬浮在流体中。
悬浮的稳定性取决于颗粒的大小、密度、流体的密度以及流体中其他粒子的相互作用等因素。
二、颗粒在流体中的受力情况颗粒在流体中的运动受到多种力的作用，包括浮力、重力、阻力、颗粒间相互作用力等。
这些力相互作用，决定了颗粒在流体中的运动轨迹和速度。
1. 浮力：当颗粒的密度小于流体的密度时，颗粒受到的浮力会使其向上浮升。
浮力的大小与颗粒的体积、流体的密度以及颗粒与流体之间的相互作用有关。
2. 重力：重力是影响颗粒运动的另一个重要因素。
颗粒受到重力的作用会向下沉降或下沉。
重力的大小与颗粒的质量有关。
3. 阻力：颗粒在流体中运动时，会受到来自流体的阻力。
阻力的大小与颗粒的形状、速度以及流体的黏性有关。
4. 颗粒间相互作用力：当多个颗粒同时存在于流体中时，颗粒之间会相互作用。
这种相互作用力可以是引力或斥力，影响颗粒间的距离和排列形态。
10.1 在流体中运动
流动气体的压强跟流速有什么关系？ 流动气体的压强跟流速有什么关系？ 探究活动 1、把一张小纸条放在嘴边，用力从纸条上 、把一张小纸条放在嘴边， 方吹气，会看到什么现象？ 方吹气，会看到什么现象？ 2、把一张纸架在两摞书之间，用笔管从纸边 把一张纸架在两摞书之间， 缘的下方吹气，当有空气从纸下方通过时， 缘的下方吹气，当有空气从纸下方通过时， 会出现什么现象？ 会出现什么现象？ 请同学们先根据自己刚才的结论， 请同学们先根据自己刚才的结论，猜想 这张纸将怎样运动？然后再 这张纸将怎样运动？然后再动手做一做
是可有可无的吗？ 是可有可无的吗？
气流偏导器，俗称“压风片” 气流偏导器，俗称“压风片” 它的作用是什么？ 它的作用是什么？
气 流 像“装反了的机翼” 装反了的机翼” 偏 导 器 上方压强大于下方 有 何 妙 大压 用 ？ 大了 大了 了
鸟儿是怎样飞翔的？ 鸟儿是怎样飞翔的？
下图是鸟儿翅膀的截面图： 下图是鸟儿翅膀的截面图：
[解析]鸟向前飞翔，空气沿着鸟翼流过，由于鸟翼横截面的形状上 鸟向前飞翔， 鸟向前飞翔 空气沿着鸟翼流过， 下不对称，在相同的时间内，鸟翼上方气流通过的路程较长， 下不对称，在相同的时间内，鸟翼上方气流通过的路程较长，因而 速度快，它对鸟翼的压强较小；下方气流通过的路程较短， 速度快，它对鸟翼的压强较小；下方气流通过的路程较短，因而速 度慢，它对鸟翼的压强较大；这样在鸟翼的上下表面产生了压强差， 度慢，它对鸟翼的压强较大；这样在鸟翼的上下表面产生了压强差， 这个压强差就形成了鸟翼向上的升力。 这个压强差就形成了鸟翼向上的升力。
液体的压强与流速的关系
R A B C D
将水平管子右端开口用塞子封住，然后向容 器R灌水，到达一定高度后停止灌水．容器R及三 个细管中的液面停在同一高度上．在同一水平面 上a、b、c点处压强都相等，这时的压强是流体在 静止时的压强．
涡流效应名词解释
涡流效应名词解释
涡流效应是指物体在流体中运动时因空气流动产生的一种物理
现象。
它具有特殊的动力、活力和吸引力，对航空、海洋等方面有重要的决定作用。
涡流效应是指当某个物体在流体中运动时，由于流体的空气流动引起空气流改变，从而产生特定的动力和活力，以造成物体的上升和向前移动。
这其中最重要的就是一种吸引力，它使物体可以在流体中运动，改变物体的运动方向和速度。
涡流效应的研究有着悠久的历史，早在古希腊时期，著名的哲学家赫拉克利特就注意到了流体周围的动力效应，并以此来解释海上航行中船只的移动。
从物理角度来说，涡流效应是气体流体的相互作用结果，当气体流体经过物体的表面时，向物体的面积传输动量，导致物体的移动。
它的作用可以分为两部分：推力和吸力。
推力平衡空气流动的动量，使物体得到动力，向前移动；吸力则利用物体的表面的高低压差，使物体的上升或降低。
涡流效应在航空航天、海洋航行、动力发电等方面都发挥着重要作用。
在航空航天领域，涡流效应用来调整飞机的运动方向和速度，以及缩短大型飞机的起降时间；在海洋航行方面，由于地球容易形成强大的气旋，涡流效应可以帮助船只抗击风暴；而在动力发电方面，涡流效应也被应用在风力发电机和水力发电机上，从而提高它们的发电效率。
总之，涡流效应一直是物理学的重要研究内容，它的研究不但有助于人们更好地理解物体在流体中的运动，也为航空航天、海洋航行和动力发电等领域的发展提供了有力的支持。
《简明运动生物力学》课件5-5人体运动的流体力学分析
• 泳者在水中遇到的阻力，与水的密度、泳者的正面面积、摩擦 系数及泳者速度的平方成正比，因此减少正面面积和摩擦系数 是设计低阻力泳的关键。
• 鲨鱼皮泳衣它的核心技术在于模 仿鲨鱼的皮肤，鲨鱼皮肤表面粗 糙的V形皱褶可以大大减少水流 的摩擦力，使身体周围的水流更 高效地流过，鲨鱼得以快速游动 。该泳衣的超伸展纤维表面便是 完全仿造鲨鱼皮肤表面制成的。 此外，这款泳衣还充分融合了仿 生学原理：在接缝处模仿人类的 肌腱，为运动员向后划水时提供 动力；在布料上模仿人类的皮肤 ，富有弹性。
• 根据总阻力计算公式可得出
• 风洞试验中，运动员在飞行中所受到的空气阻力（如表）
空中 姿势
a
b
c
d
e
f
c´ d´ e´ f´
空气 阻力
11.8
11.9
12.1
15.1
19.5
19.9
17.3
19.1
23.5
26.2
•
注：被测试者为男性，身高1.70米，体重70千克，阻力单位为牛顿。
•结论：滑雪杖置于胸前且躯干紧贴大腿阻力最小。
• （一）流线形和水感
• 1、流线形：保持流线形的身体 姿势是减小游泳阻力的重要途径 之一。保持流线形，就是保证流 线能够平稳地流过身体而不发生 紊乱，防止紊流（湍流）出现。
• 2、水感：水感是一种重要的能 力。较好的水感就是熟悉水的流 动。有水感的选手会知道如何用 手掌抓水、推水，并让身体以最 小的阻力，像鱼一样地在水中向 前游进。
第四节 人体运动的流体力学分析
人体运动的流体力学分析
一、人体在流体中运动的阻力
• （一）流动阻力的性质
第1节 在流体中运动
为什么甲、乙管中水面高度不同？
1912年秋天，远洋航轮与较小
的巡洋舰同向航行时，突然小
船竟然扭头几乎笔直地向大船
冲来，结果小船把大船撞了一
个大洞。 你能解释两船相撞的原因吗？
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 小 （选 填“大或小”），此时，上方空气压强比下方 空气压 大（选填“大或小”），这样，“气流偏 强 导器”受到一个向 下 （选填“上或下”）的 压力差，从而使车轮抓紧地面。
飞机的机翼
机翼的形状是：
上凸下平的
飞机升力产生：
V1,P1
V2,P1
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，因而速度较大，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，对 机翼的压强较大．
飞机的升力：气流在机翼上下表面由于
第十章
流体的力现象
第一节
在流体中运动
新课引入：
鸟儿是怎样翱翔的?
飞机为什么能像鸟一样遨游天空?
思考：
为什么我国海军舰艇赴亚 丁湾护航时，护航编队一 般采用前后护航形式，而 不采用“并排”护航？
秋天树叶散落在马路边上， 当一辆高速行驶的汽车驶 过路面时，树叶将 （ 从路旁飞向汽车 ） （选择：从路边飞向路两 旁 / 从路旁飞向汽车 ）
做一做
吹起时候，周围空气 流速加快，压强变小， 空气不流动的地方压 强较大
为什么？
总结：
流体在流速大的地方压强小,在流速小 的地方压强大。（简称“V大P小；V小P 大”） 这就是著名的伯努利原理，它适用 于各种流体。
八年级物理在流体中运动
讨论：为什么民航飞机要在跑道上达到一定的速度才能起 飞？
刮风时，飞机顺风起飞好还是逆风起飞好？降落时呢？
体会：
喝水时，嘴唇不用碰到水，用力一吸气就会把水吸上 来，你有过类似的经历吗？
动手动脑：
简易热水器的制作： 主要材料：两根15cm塑料水管，一根5cm塑料水管， 水管接口 制作步骤：
1、依次连接水管，小水管居中。
2、在小水管上扎一些小孔。 3、长水管一头接冷水源，一头接淋浴喷头。 4、准备一桶较高温度的热水挂在高处，使有孔的小 水管置于热水中，打开水龙头就可以淋浴了。
小结：
1、在气或液体中，流速不同产生压强不同，流速大 的位置压强小。
2、飞机的飞行由机翼上下面空气流速不同产生的压强 差提供升力。
你知道“风抬 屋顶”的事吗？
第一节 在流体中运动
知识目标：
1、了解气体的压强与流速的关系。
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。
体验压强差产生的力
请同学们准备一枚硬币体验一下。
讨论：谁施加的力使得硬币跳起来呢，桌子吗？
体验压强差产生的力
请同学们准备一枚硬币体验一下。
上面的实验中，硬币跳起来当然与吹气有关，吹气时， 硬币上表面空气流速大，是不是压强发生变化从而使得压力发 生了变化呢？
怎样才能预防或减 少灾难的发生呢？
插图伴你学 P919-10
飞机机翼做成上凸下平，航行时使机翼上 大于 下方气流速度，机翼上方 方气流速度_____ 的气压_____ 小于 下方的气压，由此产生的上下 升 力。 压力差就是飞机获得的_____
•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？
物体在流体中运动所受到的作用力
物体在流体中运动所受到的作用力北京教育学院物理系叶禹卿在中学物理中，研究了自由落体、单摆、抛体、振动等物体的运动。
研究时，认为物体在空气和水（流体）中运动时，没有受到流体的作用力，物体的运动是“在理想情况下的运动”。
在进行中学物理教学时，应当让学生理解和掌握这种物体的“理想运动”规律。
但是也应当清楚：在流体中运动的任何物体，都受到流体的作用力，有些情况下的作用力还很大，明显地影响了物体的运动状态。
对于物体在流体中运动的实际情况，我们应当有所了解。
本文仅介绍实际流体对在其中运动物体的阻力、压力，研究一些在流体中运动的实际物体运动规律，简要分析和说明有关理论与实际联系一些问题。
一、对流体的认识流体由连续分布的介质组成，有自身的结构和特点。
物体在流体中运动时，对组成流体的介质有作用，也必定受到介质的反作用。
在过去的中学物理中，基本不讨论流体问题。
现在，初中和高中都增加了有关流体的内容。
例如，在高中实验教材第一册增加了“流体的阻力”“伯努利方程”等，对流体的主要性质及其运动规律做了简单分析。
1．流体具有易流性、粘性和压缩性易流性是流体在切向力作用下，容易发生连续不断变形运动的特性。
液体和气体与固体的差异，或者说流体最显著的特征就是具有“流动性”或者“易流性”。
如果对静止的流体施加一个切向力，即使这个力多么微小，流体也将沿着力的方向运动。
流体具有易流性的原因，是流体既不能承受拉力、也不能承受切向力。
由于流体具有易流性，所以流体没有固定的形状，并且在流动中能与外界发生各种传输作用。
理想流体和实际流体都具有易流性。
理想流体的易流性比实际流体更强。
气体只能传递纵波、液体主要传递纵波的原因就是流体的易流性。
理想流体是没有粘性的，其内各部分之间不存在切向作用力。
实际流体与理想流体的主要差异是实际流体有粘性。
粘性大小用粘性系数表示。
粘性系数由流体自身的性质决定，与流体的种类、流体的温度等一些因素有关。
在国际单位制中，粘性系数的单位是Pa·s。
流体的内部运动和外部流动
流体的内部运动和外部流动流体是一种特殊的物质，其具有可流动性和塑性。
流体的内部运动和外部流动是流体力学中的重要概念。
本文将就流体的内部运动和外部流动进行探讨，并详细介绍其相关特性和应用。
一、流体的内部运动流体的内部运动是指流体分子或颗粒在流体中相互之间的运动。
这种运动是无规则的，其中的分子运动是不断变化的，具有高度的复杂性。
流体的内部运动表现出一定的规律性，可以通过一些物理量的描述来分析和研究。
1. 流体的粘度流体的粘度是流体内部分子摩擦阻力的一种表现形式。
粘度越大，流体的内部摩擦阻力越大，流体的流动速度越慢。
常见的液体如水和油都具有一定的粘度，而气体的粘度比较小。
2. 流体的湍流和层流流体的流动可以分为湍流和层流两种模式。
层流是指流体分子在流动方向上按层次有序运动的状态，其速度分布均匀。
湍流是指流体分子的速度和方向出现剧烈的反复变化，形成湍旋。
湍流状态下的流体流动速度分布不均匀。
3. 流体的压强和速度流体的流动过程中，产生不同的压强和速度分布。
压强是流体单位面积受到的力的大小，而速度则是流体单位时间通过单位面积的体积。
流体在内部运动时，速度的大小和方向会随着位置的不同而变化，从而形成不同的流体流动形态。
二、流体的外部流动流体的外部流动是指流体在固体表面上流动的现象。
外部流动常见于气体和液体对物体的流过，其具有一定的规律性可供研究。
外部流动的性质和形态会受到多种因素的影响，如物体的形状、流体的速度、流体的黏度等。
1. 流体的黏附和剥离在外部流动中，流体分子会与固体表面发生一定的相互作用。
流体分子与固体表面的吸附力使流体黏附在固体表面上，而流体分子之间的剪切力则使流体继续流动。
当流体分子与固体表面的黏附力被克服时，流体分子会从固体表面剥离。
2. 流体的阻力和升力外部流动中，流体与物体表面之间的相互作用会产生阻力和升力。
阻力是垂直于流动方向的力，直接影响着物体在流体中承受的阻碍程度。
升力是垂直于流体方向的力，它使物体在流体中产生一个向上的力，与重力相抵消。
初中物理八年级下教科版(人教版)《在流体中运动》知识点和经典例题总结
第十章第一节在流体中运动一、知识点梳理1．流体：物理学中把具有流动性的与统称为流体，如空气、水等。
2．流体的压强：前面学过的液体的压强与大气压强，它们是流体静止时的压强，流体流动时也有压强，此时的压强叫流体的压强。
3．流体压强与流速的关系。
在气体和液体中，流速大的地方压强，流速小的地方压强。
知识点2 飞机的升力1．飞机的机翼与空气流动速度飞机的机翼一般做成上凸下平的形状，由于机翼上方的空气要比下方的空气运行的路程，所以机翼上方的空气流动比下方要。
2．升力的产生从机翼上方流过的空气通过的路程长，速度，从机翼下方通过的空气通过的路程短、速度；于是空气对机翼上表面的压强，对下表面的压强，机翼上下表面所受压力差的方向，这个压力差就叫“举力”，又叫飞机的“升力”，。
二、典型例题考点1.流体压强与流速画出右边纸张在水平方向的受力示意图，如图所示．纸片靠近，说明内、外侧气体对纸的压力关系为F内＜F外，因为纸的内、外两面受力面积相等，所以纸的内侧气体压强p内外侧气体压强p外（选填“大于”、“等于”或“小于”），而纸外侧的气体压强p外，由此推测吹气使得纸内侧气体压强（后两空选填“变大”、“不变”或“变小”）．练习1.下列实例中，不能利用气体或液体压强与流速关系解释的是（）A．在火车进、出站台时，乘客必须站在安全线以外B．“过堂风”会把居室中侧面摆放的衣柜门吹开C．用气筒给篮球打气，将气筒活塞往下压时感觉吃力D．汽车在马路上快速驶过以后，马路两边的树叶会随风飘动例2.如图所示：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．那么以下分析正确的是（）A．乒乓球会下落．因为其上方气体流速增大．压强变小B．乒乓球会下落．因为其上方气体流速增大．压强变大C．乒乓球不会下落．因为其上方气体流速增大．压强变小D．乒乓球不会下落．因为其上方气体流速增大．压强变大练习 2.你是否有这样的经历：撑一把雨伞行走在雨中，如图所示，一阵大风吹来，伞面可能被“吸”，严重变形。
阻力与速度物体在流体中的运动
阻力与速度物体在流体中的运动阻力与速度——物体在流体中的运动物体在流体中的运动中，阻力是一个重要的因素。
阻力的大小取决于流体的性质以及物体在流体中的速度。
本文将探讨阻力与速度对物体在流体中运动的影响。
一、流体中的阻力流体中的阻力是物体运动过程中受到的一种阻碍力。
流体阻力的大小与流体的黏性有关，流体的黏性越大，阻力越大。
同时，阻力还与物体在流体中的速度有关，速度越快，阻力越大。
二、斯托克斯公式斯托克斯公式是描述小球在流体中受到阻力的公式，它可以适用于小球在低速条件下的运动。
根据斯托克斯公式，小球在流体中受到的阻力与球体的半径、流体的黏性以及小球的速度有关。
三、牛顿运动定律与阻力的关系根据牛顿第二定律，物体在受到外力作用下，其运动状态会发生变化。
当物体在流体中运动时，阻力是物体受到的反向外力。
阻力的大小与物体的速度成正比。
四、流体中的速度与阻力关系物体在流体中的速度越大，所受阻力越大。
这是因为当速度增大时，物体与流体之间的相互作用会增加，流体对物体的阻碍力也会增大。
五、速度与阻力的实验验证实验可以进一步验证速度与阻力的关系。
通过调节流体的黏性和控制物体在流体中的速度，可以观察到阻力的变化。
实验结果表明，速度越高，阻力越大。
六、应用领域中的阻力与速度关系阻力与速度的关系在现实生活中有许多应用。
例如，在车辆运动中，速度越快，空气对车辆的阻力越大，从而影响车辆的加速和减速能力。
同样地，在飞机飞行中，空气的阻力也是飞机速度的一个重要限制因素。
七、优化运动效率的方法在一些情况下，为了减小阻力对物体运动的影响，可以采取一些措施来优化运动效率。
例如，在车辆设计中，改善车身流线型可以减小空气阻力；在游泳中，采用合理的姿势和减小水流阻力的技巧可以提高速度。
八、总结阻力与速度是物体在流体中运动过程中的重要因素。
阻力的大小取决于流体的黏性和物体的速度。
物体在流体中的速度越大，阻力也越大。
了解阻力与速度之间的关系，对于优化物体在流体中的运动效率具有重要意义。
10.1在流体中运动
飞机的升力：气流在机翼上下表面由于
流速不同、压强不同产生的压力差，这就 是向上的升力。
升力：
机翼上下表面的压强差产生的向上的力
由于气流偏导器上表面平直,下表面凸起,当跑车高速行驶 快 压强___; 小 而流过 时,流过气流偏导器上方的空气速度___, 慢 压强___. 大 这样,偏导器上, 气流偏导器下方的空气速度___, 下 的力,从而使车对地 下方所受的压力差形成了一个向___ 面的压力增大,摩擦力也随之增大,提高了车轮的着地性能
1．在地铁或火车站台上等候车辆时，要求乘客要离 开站台一米以上，其主要原因是（ C ） A．车辆过来时风太大 B．车辆过来时，带来好多飞尘 C．车辆驶过站台车速快，带动空气流速加快，使人 易“吸”向车辆造成危险 D．车辆驶过站台车速快，使人与车之间空气流速加 快，易将人吹向后倒地 2．秋天树叶落在路面，当一辆高速行驶的汽车驶过 时，路旁的树叶（ A ） A．从路旁吸向汽车 B．从路中间飞向路边 C．不受影响 D．只向上飞扬
机翼的形状是上凸下平的。
机翼的形状和 鸟儿的翅膀类似 ——上凸下平
飞机起飞之前，先得在跑道上跑一段距离。飞机 向前跑，空气就相对地向后移动，空气的压强作用在 机翼上使机翼获得巨大的升力。机翼的形状起了很重 要的作用。
飞机升力的产生：
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，因而速度较大，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，对 机翼的压强较大．
第十章
流体的力现象
第一节 在流体中运动
1891年，奥托·李林达尔模仿仙鹤的翅膀形 状，设计和制造了实用的滑翔机，实现了飞行的 梦想。
流体： 气体和液体都可以流动，统 称为流体
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飞机和鸟类有相 似的外形，飞机 的研制成功是仿 生的一个典型例 子。
飞机的升力是怎样产生的？
飞机机翼做成上凸下平，航行时使机翼上方气流速度
_大__于__下方气流速度，机翼上方的气压小___于__下方的气 压，由此产生的上下压力差就是飞机获得的__升___力。
机翼上下空气流速差越大，产生的压强差 也越大。
飞好？ 逆风起飞好.因为飞机起飞时,空气相
对飞机向后运动,如果逆风,则空气相对飞 机速度更大,升力更大,所以,逆风起飞好.
风抬屋顶的解释
• 1.刮大风时，沿房顶上表面的高速气流对房 顶作用的压强比房屋内的气压小，结果在 房顶内外就形成了气压差，方向是自下向 上的，它可能把房顶掀翻。
• 2、为了减小狂风对房顶的损害，尖顶房屋 的山墙上常安装百叶窗，这可以使刮大风 时，通过百叶窗在房顶的下表面也产生气 流，以减小房顶上下表面的气压差。
• Ａ．可以避免大气污染 • Ｂ．高处气体流速小，压强大，可以保持炉内通风 • Ｃ．高处气体流速大，压强小，可以保持炉内通风
Ｄ．高处气体流速大，压强大，可以保持炉内通风
拓展提高
• 给你一个漏斗，一个乒乓球，要求将乒乓球放 到漏斗里，但不能用手拿乒乓球，请说出你的 方法。
• 方法1：漏斗倒扣在乒乓球上，边用力吹气， 边将漏斗正立过来。（伯努利原理）
•如果站在安全线以内， 当火车驶来，靠近火车的 地方空气流速大，压强小， 气体压力差将人推向火车， 引起事故。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
我来尝试！
航海规则规定：两艘轮船不能近距离同向航行！
高速航行的轮船如果靠得太近，两船内侧的流速_大__于__外侧的 流速，所以内侧的压强_小___于_外侧的压强，船体在__不平__衡_力作
➢ 体验压强差产生的力
如图所示,在硬币上方沿着与桌面平行方向用 力吹一口气,硬币就可以跳起来,这是因为硬币上 方气流速度大于 下方气流速度,硬币上方压强小于下 方压强,产生向上的升力,因此硬币就跳起来.
我能行！
•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？
你知道“风抬 屋顶”的事吗？
怎样才能预防或减 少灾难的发生呢？
家庭实验室：冷热水混和淋浴器
• 原理：冷水从管中流过时，流速大 ，压强小，热水被压上来，混合成 温水流出来。
知识与技能
• 1、以下实例中，应用了流体压强与流速规律使物体向上运动的
是（Ｃ）
• Ａ.气球的升空 • Ｂ.潜水艇上浮 • Ｃ.大型客机的升空 • Ｄ.火箭的升空 • ２.草原犬鼠是大草原常见的小动物，它挖的洞有多个洞口，一
中间向下吹气。 • 两张纸条相互靠近 • 2.演示实验 • 用注射器向漂浮在水面的两只小船中间喷射水
流。 • 两只小船相互靠近
实验分析
1、气体流速大，压强小。 气体流速大，压强小 。 2、 纸条 纸条
纸条
气体流速小，压强大 。 气体流速小，压强大。
实验分析
液体流速大，压强小 。
• 3、 小船
小船
• 应用：飞机、喷雾器、安全线、烟囱
《茅屋为秋风所破歌》
杜甫
八月秋高风怒号 卷我屋上三重茅
讨论：
1、为什么民航飞机要在跑道上达到一定的速 度才能起飞？
• 因为机翼上下空气流速差越大，产生 的压强差也越大。只有达到一定速度时， 产生的升力与重力平、衡,飞机才能升空。
2.风力不大时，飞机顺风起飞好是逆风起
• 方法 2：漏斗倒扣在乒乓球上，边用力吸气， 边将漏斗正立（大气压强）
• 方法 3：用漏斗将乒乓球拨至桌子边缘，乒乓 球滚到漏斗里。（力与运动）
小结
• 流体压强与流速的关系——伯努利原理： 流体在流速大的地方压强小，流速小的地 方压强大。
• 原因：机翼上方空气流速 大 压强 小；下 方空气流速 小 压强 大 ；产生向上的压 力差。
液体流速小，压强大 。
伯努利原理
• 流体在流速大的地方压强 小,流速小的 地方压强 大.
鸟翼的升力是怎样产生的？
迎面而来的风被鸟翼分成上下两部分，上下 的弧长不等，两部分空气要同时到达翼后，所以 鸟翼上方的空气流动速度大，压强小；下方的空 气流动速度小，压强大。鸟翼的上下两面压强差 提供鸟翼的升力。
• 用硬纸做一个鸟翼模型,在其中间插一个吸管,将模型放在 一个直立的铁丝上.用嘴水平方向吹动鸟翼,观察气流对鸟 翼模型的作用.
• 水平的气流,能使鸟翼获得向上的升力.
二、伯努利的发现
有趣小实验
1.大家动手做 • (1).将纸条一端贴近下嘴唇，用力向纸条上方吹。 • 纸条向上飘起 • (2)、用两手握两张纸，让纸自由下垂，在两张纸的
截面形状的是（ Ｂ）
A
B
C
D
• 2、想象一下，如果在气体和液体中流速大的地方压强大，则不
会出现的情况是（ Ｃ ）
• Ａ．飞机翅膀的截面形状应该反过来 • Ｂ．两艘并列同向行驶的船只不会相撞 • Ｃ．地铁、火车站的站台安全线不必设置
• Ｄ．喷雾器再怎么用力也喷不出雾来
探索与创新
• 3、热电厂的烟囱，建得高的原因是（Ｃ）
第十章 流体的力现象
第一节 在流体中运动
➢ 知识目标：
1、了解流体的压强与流速的关系。 2、了解飞机的升力是怎样产生的。 3、了解生活中跟流体的压强与流速相关的现象。
一、鸟是怎样飞翔的
• 实验探究:升力
• 鸟类的翅膀形状各异,飞行方式也各有不同,但它们有一个 共同点:鸟翼的横截面边线是弯曲的。
用下，会发生碰撞事故
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。
➢ 伯努利原理应用
上图中，竖直管上口气流速度 加快时，管中的流面上升。利用这种 原理可以制成喷油漆用的喷嘴。（喷 雾器）
些洞口比较平整，一些洞口由圆锥形土堆围成，这样吹过平整洞
口的风运动速度 小 ，压强 大；吹过隆起洞口的风速度大，压 强 小。因此，地面上的风由平整 的洞口吹向隆起 的洞口，
给犬鼠带来了凉风习习，改善了洞内的空气。
探索与创新
• 1、赛车尾部气流偏导器的作用，主要是为了让汽车在高速行驶 时，对地面的压力更大，提高汽车的抓地性能，能表示偏导器横