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文档简介
第二章天气与气候浙教版八年级上册第3节大气的压强教学目标科学观念:了解气体的压强与流速的关系;了解流体压强在生
活中的应用;能用流体压强知识解释相关的现象;科学思维:运用空间想象等多种能力,解释生活中与流体压强
有关的现象;探究实践:通过对生活中现象的分析,理解气体压强与流速是
的定性关系;态度责任:初步领略气体压强差异产生现象的奥秘,获得对科
学的热爱和亲近感,同时提高安全意识。
新知导入
一、流体1、流体:
液体和气体没有一定的形状并且具有流动性,所以常称为流体。
流体是气体和液体的总称。2、大气和水是最常见的两种流体。
我们知道,液体内部同一深度向各个方向的压强是相等的,气体也如此。那么,当液体或气体的一部分流动起来时,同一深度处的压强还相等吗?(一起来实验验证吧!)活动:
1)如图所示,双手分别捏着两张纸条的一端,使它们垂挂在胸前,沿两张纸条中间向下吹气。现象:分析:
两张纸的下端都会中间靠拢①没吹气时,两纸中间和外侧的气压是
的;此时,两纸静止,说明纸受力
;②向两纸中间向下吹气时,两纸中间的空气流速
,而两纸外侧的空气流速
;此时,两纸向中间靠拢,说明两纸受力
;且一定是两纸的外侧受力
内侧受力;所以两纸由静止变成运动而向中间靠拢。以上现象说明:
。相等平衡加快不变不平衡大于两纸中间空气流速加大,气体压强变小了活动:2)拿一张纸条,将它放在下嘴唇底下,沿着纸条的上表面用力吹气。现象:结论:纸的自由端会向上飘起来纸上方空气流速增大,气体压强减小,此时纸下侧气体压强大于上侧,故纸受到不平衡力作用而向上飘起来。讨论交流3)现有一个乒乓球和一个漏斗,想一想:如何将乒乓球悬在空中不掉落?
方法:将乒乓球放在漏斗内,通过漏斗的管口向漏斗内用力吹气。
试一试:按下面三种方式,吹气,观察乒乓球是否掉落。乒乓球不掉落乒乓球不掉落也不飞出去乒乓球不掉落也不飞上去
漏斗内的乒乓球悬在空中不掉落的原因:如图,通过管口向漏斗内吹气时,使乒乓球上方和两侧的空气流动速度加快,气体压强变小,而球的下方空气流速基本不变,气压也不变,所以导致球下方受力大于上方,空气就将球压在漏斗内不掉落。同理,当漏斗的斗口朝上时,球的上方受到大于下方,球被压在漏斗内不飞出去也不掉落。
当漏斗的斗口朝侧面时,球内侧受到小于外侧,球被压在漏斗内不飞出或掉落。
分析:低压高压高压低压新知讲解二、流体的压强1、气体压强与流速的关系:
气体稳定流动时,流速越大压强越小,流速越小压强越大。活动:如图2-32所示,把一根玻璃管斜插在烧杯的水中,当用另一根玻璃管对着它的上端吹气时,将会出现什么现象?怎样解释这一现象?现象:解析:
水从杯中进入下侧管内,并向水平管的管口前方喷出。向水平管中吹气时,下侧管上方气流大压强小,大气向杯中水压入下侧管内,当管内水上升到管口时,受到水平吹出的气流作用下向前喷出。新知讲解2、流体压强的应用举例:(1)汽车的化油器的装置:
汽车和摩托车上的汽油机工作时,需要将汽油变成雾状,按一定比例和空气混合后再喷入气缸内燃烧。这一工作是由一个叫做化油器的装置来完成的。如图2-33所示,
化油器上有一段突然变窄的管道与汽油供给部相连,当气流经过狭窄的管道时,由于流速变大,压强变小,汽油就会从喷管喷到气流之中,变成雾状。
新知讲解喷雾器的工作过程示意图:(2)手动喷壶原理:
气流速度越大的地方压强越小。当手操作喷水壶的手柄时,手柄内部的压缩管开始工作。这样,压缩管内的空气会被压缩,当压缩管内的空气被压缩到一定的程度时,喷水壶的喷嘴上方的水就会被压缩管内的空气推动,水可以通过喷嘴形成小水流。新知讲解(3)草原上的鼠洞,改进洞穴内的通风状况:由于各洞口凸度不同,较平的洞口处空气流速慢、压强大,较凸的洞口处空气流速快、压强小;这样,洞穴内的空气就由高气压流向低气压,从而改进洞穴内的通风状况。土堆V大,P小V小,P大新知讲解
(4)飞机的机翼:
机翼的主要原理是产生升力,这是支持飞机在空中飞行所必需的力量。升力是由机翼上方的气流和下方的气流之间的压差产生的。
当气流流过机翼时,它必须在上方的曲面上移动更快,而在下方的曲面上移动更慢。因为上方的气流移动更快,所以压力也更低。相反,下方的气流移动更慢,所以压力更高。这个压差产生了一个向上的力量,即升力。
阅读:飞机的升力新知讲解(5)火车站的安全线:
列车站台上,都标有一道平行于铁轨的直线,叫做安全线。当列车驶过时,旅客必须站在这条线外,以保证人体与铁轨有足够的距离。
列车行驶时带动周围空气流速较大,导致压强较小,若人站在安全线以内,容易在大气压作用下推到列车一侧,引发安全问题,所以要与铁轨保持距离。
新知讲解(6)汽车导流板:汽车尾翼的导流板除了增加汽车的美观以外,还具有增加汽车行驶稳定性的功能。
特别是在高速行驶时,气流通过尾翼会产生一个下压力,从而减少了气流通过车身所产生的提升力,使汽车不易飘起来。
新知讲解3、液体压强也会随流速增大而减小
并列行驶的两船不能靠得太近,否则容易相碰。原理:
两船内侧水的流速高于于两船外侧水的流速,造成了两船内侧水的压强低于于外侧水的压强的原因,流速大,压强小,所以会越来越近直至相撞。实例:
1912年秋季当时世界上最大的远洋轮之一“奥林匹克号”正在大海上航行,离它100米左右的地方,有一艘比它小得多的铁甲巡洋舰“豪克号”与它平行疾驶。突然,小军舰偏离了方向,最终“奥林匹克号”相撞在一起。
新知讲解三、运用流体压强知识的解释现象:1、有风的时候,窗帘向窗处飘:因为气体的流速越大,气体的压强就越小。
由于窗外风大流速快,压强小,而房内气流慢,压强大,所以窗帘的内侧压强大于外侧,从而使原本静止的窗帘因受到平衡力而运动,所以窗帘向窗外飘动。
讨论交流
当你在浴室里淋浴时,如果边上垂挂着浴帘,浴帘常常会飘打到你的腿上。这是为什么?
淋浴时,水的流速比较大,导致压强小,在大气压作用下,浴帘会“靠近”水流方向,所以会飘打到腿。新知讲解2、强风吹翻雨伞:
当风吹过伞面时,从伞上面流过的气流和从伞下面流过的气流同时到达伞的后缘,上伞面受到的气流静压比下伞面的要小,这样两面的压力之差将使伞面受到一个向上的空气动力,使得伞面变形,展现出来的就是伞面被吸气。新知讲解3、狂风吹跑了屋顶:
狂风时,房顶上方空气流速大、压强小,而房屋内空气流速小、压强大,这样就形成了一个向上的压强差,向上巨大的压力将房顶掀起!
新知讲解4、龙卷风将物体吸到半空:根据流体流速和压强的关系,龙卷风速度快,以至于龙卷风里面的气压太低,当龙卷风经过时,周围环境是正常大气压,形成了压强差,物体被气压吹向龙卷风。
随堂练习1、某科技小组想改装轮船设计成一驾“水下飞机”,在密封的轮船两侧加装一对上下表面弯曲程度可调的“机翼”,“水下飞机”可以通过调节“机翼”上下表面的弯曲程度来实现上浮、下潜和停留在深水中,下列四幅“水下飞机”的截面图表示它下潜时情况的是()
A BC D
D随堂练习2、如图所示,把一根玻璃管斜插在烧杯的水中,当用另一根玻璃管对着它的上端吹气时,将会出现的现象是(
)A.斜插的玻璃管中的水柱下降
B.斜插的玻璃管中有水喷出C.烧杯中出现很多气泡
D.烧杯中水面上升
B随堂练习3、如图所示,将两个一次性纸杯杯口向上轻轻叠套起来,用手握住外面的纸杯,在靠近杯口的上方平行于杯口方向用力吹气。请你猜测里面的纸杯将(
)A.保持静止 B.发生旋转C.压得更紧 D.向上跳起
D随堂练习4、如图所示是一种水翼船,船体下安装了水翼。当船在高速航行时,水面下的水翼会使船身整体抬高离开水面,从而减小水对船的阻力。则水翼安装正确的是(
)
B随堂练习5、如图装置可以用来研究液体压强与流速的关系,打开阀门,水流经该装置时,可观察到a、b两管口均有水喷出,且________管口喷出的水柱更高,原因是____________________________________________。b管下端管道横截面积大,水流小,压强大B
课堂小结1、流体:气体和液体都是流体;2、流体压强规律与静止的液体或气体压强不同;3、流体的压强与流体的流速有关:流体稳定流动时,流体的流速越小,压强越大;流体的流速
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