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密閉容器內的氣體壓強與什么有關(固體壓強與什么有關)

【預習新知】

前面我們已經學過液體內部壓強和大氣壓強,都是液體、氣體不流動時的壓強,都是由于液體或氣體重力和流動性產生。

 

靜態水、空氣

密閉容器內的氣體壓強與什么有關(固體壓強與什么有關)

密閉容器內的氣體壓強與什么有關(固體壓強與什么有關)

 

物理學中,把具有流動性的液體和氣體統稱為流體。

風 河水

 

密閉容器內的氣體壓強與什么有關(固體壓強與什么有關)

密閉容器內的氣體壓強與什么有關(固體壓強與什么有關)

 

不流動液體內部壓強跟液體的密度和深度有關;大氣壓強跟海拔高度和天氣有關,那么,處于流動狀態的液體和氣體的壓強又是怎樣呢?

 

【舉手提問】

  1. 流體壓強與流速有什么關系?
  2. 飛機的升力原理是什么?

【新課學習】

一、流體的壓強與流速的關系

 

1. 液體

在前面我們學習連通器時知道,連通器裝同種液體且液體不流動時液面保持相平。

連通器

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如果使連通器中的水流動起來,會發生下圖實驗現象。

 

密閉容器內的氣體壓強與什么有關(固體壓強與什么有關)

 

水流動時,水平管粗細不同,但流量是相同的,故三段水平管中水的流是不同的,甲、丙粗管中的水流速小,乙細管中的水流速大。

 

根據液體的壓強公式p=pgh,可以看出粗管水流速小,水柱高,壓強大;細管水流速大,水柱低,壓強小。

 

實驗表明:

在液體中,流速較大的位置壓強較小,流速較小的位置壓強較大。

 

2.氣體

【做一做】

在離桌邊2~3 cm的地方放一枚鋁質硬幣,在硬幣前10cm處用直尺或鋼筆等架起一個欄桿,高度約2 cm。

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在硬幣上方沿著與桌面平行的方向用力吹一口氣,硬幣就可能跳過欄桿。

 

密閉容器內的氣體壓強與什么有關(固體壓強與什么有關)

 

【想一想】是什么力使得硬幣“跳”起來了?

 

在吹硬幣實驗中,硬幣向上“跳”起,說明硬幣受到向上的力變大了。

 

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吹氣前,硬幣上、下表面受大氣壓強大小相等,根據F=PS可知,上、下兩表面受到的壓力也相等,硬幣靜止在桌面上。

 

密閉容器內的氣體壓強與什么有關(固體壓強與什么有關)

 

當硬幣上表面空氣流速增大時,上、下兩表面壓強發生了改變,硬幣向上跳起說明上表面壓強減小使得壓力減小,硬幣受力不再平衡而“跳起”。

 

【觀察與實驗】

[觀察這兩張紙怎樣運動]

讓兩張紙固定在某處并自由下垂,在兩張紙的中間向下吹氣。觀察這兩張紙應該怎樣運動?

 

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當向兩張紙中吹氣時,紙內空氣流速增大,內、外兩側受大氣壓強發生了變化,內側壓強減小壓力也減小,所以兩張紙會貼在一起。

 

通過上面的“想想做做”和“觀察與實驗”,可以總結出:

 

在氣體中,流速越大的位置壓強越小。

 

密閉容器內的氣體壓強與什么有關(固體壓強與什么有關)

 

綜合液體和氣體壓強與流速的關系,可以得出結論:

 

在流體中,流速越大的位置壓強越小,流速越小的位置壓強越大。

 

二、飛機的升力

  1. 機翼結構特點

幾十噸重的飛機為什么能夠騰空而起?先觀察一下飛機機翼的形狀。

 

機翼 機翼模型

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飛機前進時,機翼與周圍的空氣發生相對運動,相當于氣流迎面流過翼。

 

飛機 機翼

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2.飛機升力原理

氣流被機翼分成上、下兩部分,由于機翼橫截面的形狀上下不對稱,機翼上方氣流速度較大,它對機翼的壓強較小;下方氣流速度較小,它對機翼的壓強大。

 

飛機升力圖解

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機翼的上下表面產生了壓強差,這就產生了向上的升力。

 

3.應用實例

(1)放風箏、噴壺等都是利用了空氣流速大的地方壓強小的原理工作的。

 

風箏 噴壺

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(2)乘地鐵、高鐵要站在1m安全線外、海上航行的艦隊不能并行等都是防止因流速大的地方壓強小造成事故。

 

候車 艦隊

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【中考真題訓練】

 

1.(2019成都A卷)

1738年伯努利發現了流體壓強與流速有關,以下選項利用伯努利這一發現的是( )

 

A.機翼受升力使飛機飛上藍天

 

B.火箭受推力飛向太空

 

C.輪船經船閘從下游開到上游

 

D. 潛水艇從海底上浮

 

2.(2019懷化)

如圖所示,在倒置的漏斗里放一個乒乓球,用手指托住乒乓球,然后從漏斗口用力向下吹氣,并將手指移開,乒乓球不會下落.下列現象具有上述現象所揭示的科學道理的是( )

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A.用吸管把飲料吸進嘴里

 

B.大風把茅草屋頂掀翻

 

C.抽水機把水從低處抽往高處

 

D.壁虎緊貼墻面向上爬行

 

3.(2019煙臺)

如圖所示,小紅手撐雨傘走在路上,一陣大風吹來,傘面被“吸”,將發生嚴重變形.下列判斷推理及其解釋,正確的是( )

 

密閉容器內的氣體壓強與什么有關(固體壓強與什么有關)

 

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

 

4.(2019郴州

如圖所示,將一根玻璃管制成粗細不同的兩段,管的下方與一個裝有部分水的連通器相通,當從管的一端吹氣時,連通器兩端A、B液面高度變化情況正確的是 ( )

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A. A液面上升 B. A液面下降

 

C. B液面下降 D. A、B液面高度均不變

 

5.(2018梧州19題2分)

如圖所示,甲、乙容器中分別盛有密度為 p水=1.0×103kg/m3的水和密度為1.2x103kg/m3的鹽水,當在A處沿水平方向快速吹氣時,會發現B、C管中的液面上升到一定高度,原因是A處空氣流速加快,壓強 .B、C管內外液面高度差之比h1:h2= .

 

密閉容器內的氣體壓強與什么有關(固體壓強與什么有關)

 

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參考答案:

1.A 2. B 3.C 4. B 5. 變小 6:5

 

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