文档内容
9.4 流体压强与流速的关系（（导学案）
【学习目标】
1. 通过实验，能总结出流体压强与流速的关系。
2. 能利用流体压强与流速的关系解释升力产生的原因，进而解释飞机在空中飞行的原因。
3. 能利用流体压强与流速的关系解释生活中的有关现象。
【学习重点】流体压强与流速的关系。
【学习难点】利用流体压强与流速的关系解释相关现象。
【自主预习】阅读教材，完成以下问题：
1．物理学中把具有 的液体和气体统称为流体．
2．在气体和液体中，流速越大的位置，压强越 ；流速越小的位置，压强越 .
3. 机翼的形状基本是 下平，飞机起飞时，上方空气流速 ，压强减 ，机翼上
方与下方存在压强差，因而有 ，这就形成向上的升力。
【合作探究】
探究一、流体压强与流速的关系
1 . 流体压强与流速的关系
（1）流体：
液体和气体都具有流动性，统称为 。如空气、水等，流体流动时产生的压强称作流体压强。
（2）实验探究：流体压强与流速的关系
【提出问题】流体产生的压强与流速有什么关系？
【猜想与假设】流体流动速度越快，产生的压强越大；流体流动速度越快，产生的压强越小；流体
的压强与流动速度无关。
①探究一：分不开的纸
如图所示，手握两张纸，让纸自然下垂，在两张纸中间向下吹气。
【实验现象】发现两张纸不但不分开，反而会靠拢。
【实验分析】吹气时，两张纸条内侧空气流动 ，压强变 ，而纸条外侧空气的流速基本不变，大气压强相对较大，存在压强差，因而有 差，是这个压力差把两纸条压到了一起。
【实验结论】在气体中，流速越大的位置，压强越 。
②探究二：口吹硬币跳跃木块
如图所示，在离桌边20~30cm的地方放一枚铝制硬币，在硬币前10cm左右放置一个高度约2cm
的木块，在硬币后放置一本与硬币厚度相当的笔记本。在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口
气，观察现象。
【实验现象】硬币会跳过木块。
【现象分析】实验中的硬币，上面只有空气与它接触。吹气时硬币向上“跳”，说明它下面空气
向上的压力较 。硬币上下两面的面积相同，因此一定是下面空气向上的 比较大。由于
吹气，硬币上面的流速变大，压强变 ；硬币下方空气流速小，压强大。
【实验结论】在气体中，流速越大的位置，压强越小。
③探究三：吹不开的乒乓球
如图所示，在盛水的浅容器中放入两个乒乓球，使两球间隔一定的距离且静止。现用一细纸管向
两乒乓球中间吹气，观察现象。
【实验现象】两乒乓球会靠拢。
【实验分析】两个乒乓球向中间靠拢，说明两球内侧受到液体的压强变小，吹气前后两球外侧受
到液体压强不变，球内外存在 差，因而存在压力差，两球在 作用下向中间靠拢。
【实验结论】在液体中，流速越大的位置，压强越小。
④探究四：玻璃管中水柱的高度为何不同？
如图所示是一粗细不同的玻璃管，在粗细不同的位置上分别有竖直玻璃细管与其连通；让水流过玻璃管，观察现象。
【实验现象】三个竖直玻璃管中的水柱高度不相同。与粗管处连接的管子，水柱高，与细管处连
接的管子，水柱低。
【实验分析】水平管的粗细不同，水流动时，流量是 的，故三段水平管中水的流速是
的（均选填“相同”或“不相同”）；粗管中的水，流速小，细管中的水，流速大。水流动时，小竖
管中水柱的高度不相同，根据液体的压强公式p=ρgh可知，各段水平管中水的压强不相同，粗管中水
的压强 ，细管中水的压强 。
【实验结论】在液体中，流速大的位置，压强小；流速小的位置，压强大。
（3）探究归纳
在气体和液体中，流速越大的位置，压强越 ；流速越小的位置，压强越 。
该结论也称“伯努利原理”。是由瑞士物理学家、数学家、医学家丹尼尔•伯努利在1738年提出
的。伯努利家族，一个家族3代人中产生了8位科学家，后裔有不少于120位被人们系统地追溯过，他
们在数学、科学、技术、工程乃至法律、管理、文学、艺术等方面声名显赫。
2. 用“流体压强与流速的关系”解释现象
（1）火车站台上的安全线
【想一想】为什么火车站和地铁站的站台上要画一条安全线？
【分析】当火车或地铁进站时，会带动人和车之间的空气的流速加快，人外侧空气流速慢压强大，
而内侧流速快压强 ，会产生一个向内侧的 差，将人推向火车，易出现危险。
（2）喷雾器的工作原理
【分析】喷雾器的小孔处比较细，当有气体流出时，空气流速快，压强 ，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，被喷成雾状。
（3）草原犬鼠的洞穴
【想一想】犬鼠的洞穴有两个出口，一个是平的，另一个则是隆起的土堆。这是为什么呢？
【分析】两个洞口的形状不同，决定了洞穴中空气流动的方向。吹过平坦表面的风速 ，压
强 ；吹过隆起表面的风速 ，压强 。因此，地面上的风吹进了犬鼠的洞穴，给犬
鼠带去了习习凉风（均选填“大”或“小”）。
（4）跑车的气流偏导器
跑车车身形状和机翼类似，高速飞驰时，如果产生向上的力就会发飘，会造成行驶不稳定。
跑车在车尾安装了一种“气流偏导器”， “气流偏导器”上表面平直，下表面呈 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 。此时，上方空气压强比下方空气压强
大，这样，“气流偏导器”受到一个向 的压力差，从而使车轮抓紧地面。
【例题1】某物理课外小组制作了如图所示的实验装置，打开A阀门，关闭B阀门，水流入管道，
当水稳定后，a管液面高度____b管液面高度；再打开B 阀门，在水向外流的过程中，a管液面高度
______b管液面高度（填“高于”、“等于”或“低于”，g=10N/kg）。
【例题2】如图所示的生活情境中，不是流体与流速物理现象的是（ ）
A．热气球慢慢上升 B．向两张中间吹气
C．向漏斗快速吹气 D．列车站台禁越黄标线探究二、飞机的升力
【想一想】几十吨重的飞机为什么能腾空而起？你观察过飞机的机翼吗？它的横截面是什么形状？
1. 飞机的升力
（1）观察思考
观察如图所示飞机的机翼截面形状。想一想，为什么机翼上部和下部的形状是不对称的？是什么
将飞机“托上”天空的呢？
机翼的形状基本是 ，机翼的形状对飞机的起飞起了很重要的作用。
（2）分析探究
飞机起飞前，先在跑道上跑一段距离。空气相对机翼向后运动。因为机翼的形状是上凸下平，所
以上方空气流速 ，压强 ，机翼上、下方存在压强差，产生 ，形成了向 的升力。
机翼上、下表面的 是产生升力的原因。
如果机翼的前缘稍向上仰，跟气流的方向成一个小的仰角，则机翼上下方的压强差比机翼跟气流
方向平行时还要大，所产生的升力就比较大。升力是竖直向上的，它跟飞机所受重力方向相反，当升
力大于重力时，飞机上升。
（3）归纳总结
机翼的形状决定了机翼上下表面空气的流速不同，使机翼上下方产生压强差，从而产生压力差，
这一压力差使飞机获得向上的升力。
2. 鸟类的滑翔原理
（1）鸟类的滑翔原理
【想一想】鸟类展开双翅，即使不扑打，为什么也能在空中滑翔而不会跌下来？
【分析】鸟翅如同机翼，鸟翅的上方是曲面，下方近似于平面，气流通过上方的速度 下方
气流的速度。因此上方的压强 下方的压强，产生向上的升力，所以鸟在空中滑翔不会掉下来（均选填“大于”或“小于”）。
鸟类的滑翔原理 灰雁与其倒飞
（2）灰雁
生活在欧洲的灰雁，如果天气情况很恶劣时，空气流动很大，且非常不稳定，它需要降低高度以
摆脱这种不利的状况。它怎样才能迅速的降低高度呢？
【分析】身体完全翻转过来， 飞行。
【例题3】2022年5月14日国产大飞机C919首飞试验成功（如图）。有网友兴奋地说，中国商飞
将可能成为继波音和空客之后的第三大民航飞机制造者。有报道称C919最大起飞质量达77吨，如此
庞然大物能飞上天，下列说法中正确的是（ ）
A．C919不能垂直地面腾空而起，先滑行再起飞是为了让乘客充分欣赏机场景色
B．C919起飞原理是利用了流体压强与流速的关系
C．C919在高空水平飞行时机翼下方空气的流速大于机翼上方空气的流速
D．C919在长长的跑道上加速滑行再逐渐离地起飞，此过程飞机对地面的压力增大，对地面的压
强也增大
探究三、拓展性实验—用传感器研究气体流速与压强的关系
【实验介绍】
如图，三节直径不同的塑料管联结在一起，然后与抽气机相通。当抽气机抽气时，在同一时间内，
通过三个管子的气体总量是相同的，所以细管内气体的流速一定比粗管内气体的流速大。将三个气体压强传感器分别放入管内，将传感器与计算机相连，从计算机上就可以读出三个位置气体的压强值。
看看是不是气体流速大的地方压强小。
【实验与现象】
（1）将三个气体压强传感器探头分别插入三节管中，将传感器与电脑相连，打开抽气机抽气，观
察电脑屏幕。
（2）调换抽气机的挡位，重复上述实验，记录电脑屏幕图像，如图乙所示。
【实验分析】如图所示，①、②、③三条图线分别对应粗细不同的三节管中气体压强随时间变化
的情况。由图像可知， 处流速大，压强小（传感器 ）， 处流速小，压强大
（传感器 ）。
当调换抽气机的挡位后，图乙中的三条图线均下移，由此可判断三节管中气体的流速均 。
（选填“增大”或“减小”）
【实验结论】流体的流速越大，压强越小；流体的流速越小，压强越大。
【归纳整理】
第4节 流体压强与流速的关系
【精讲点拨】
1. 流体压强与流速的关系规律不仅适用于气体，也适用于液体。
2. 三步解决流体压强相关问题
第一步：要弄清哪部分流速大，哪一部分流速小。
第二步：流速大，压强小，压力也小；流速大，压强大，压力也大；第三步：物体受到压力差作用而产生各种现象。
3. 应用流体压强与流速的关系解释相关现象时，关键是要正确判断流体流速的大小关系。常用的
判断方法有以下三种：
（1）同一流体在相同的时间内，通过较大的路程处流速大；
（2）同一流体经不同的横截面时，流过横截面小的位置流速大，如河道狭窄处水的流速大。
（3）高速运动的物体带动流体流速变快，如列车周围的气体流速变快。
【课堂练习】
1．如图所示，用手握着两张纸，让纸自然下垂。如果在两张纸中间向下吹气，两张纸之间的空气
流速变大，压强 ，而吹气前、后两张纸外侧的大气压 ，因而两张纸分别在压力差的作用
下向中间靠拢。
2. 如图，小红手撑雨伞走在路上，一阵大风吹来，伞面被“吸”，将发生严重变形。下列判断推
理及其解释，正确的是（ ）
A．伞面被向下“吸”，伞上方的空气流速小于下方
B．伞面被向下“吸”，伞上方的空气流速大于下方
C．伞面被向上“吸”，伞上方的空气流速大于下方
D．伞面被向上“吸”，伞上方的空气流速小于下方
3．下列现象能用流体压强与流速的关系来解释的是（ ）
①如图甲所示向两张纸中间吹气，纸张向中间靠拢
②如图乙所示装有液体的玻璃管，底部和侧壁的橡皮膜往外凸起
③如图丙所示地铁站台边，人必须站在安全黄线以外的区域候车
④如图丁所示飞机升力的产生原因
A．①② B．①④ C．③④ D．①③④4. 如图所示，用弹簧测力计挂上飞机机翼模型,再用电风扇对着机翼模型吹风。因为在流体中，流
速越大的位置，压强_____(选填“越大”、“越小”或“不变”)，所以增大风速，弹簧测力计示数会
_____(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
5. 某兴趣小组利用生活中常见的物品做了一个非常有趣的实验，将吹风机对准三个相同的水平通
道左端口向下吹风，在通道右端口处同时放置相同规格的乒乓球，某时刻乒乓球处于如图所示的位置。
下列说法合理的是（ ）
A．此实验原理与高压锅工作原理相同
B．三个通道的左端口处，c 处压强最小
C．增大吹风机的风速，乒乓球向左移动更明显
D．若通道变宽，乒乓球向左移动更明显。
6. 如图，甲装置中A、B、C三节直径不同的塑料管连接在一起，左端连抽气泵。传感器1、2、3
与电脑相连，可显示出管中气体压强随时间变化的图像。如图乙是抽气泵在两个不同挡位抽气时得到
的图像。下列说法中正确的是（ ）
A．抽气时A、B、C三节管内气体流速相同
B．第15s时，C管内气体流速大于A管内气体流速C．由图像推测抽气泵换挡时间大约是在第15s
D．换挡后B管内气体流速比换挡前大
7．我国具有完全自主知识产权的新一代大型客机C919在上海浦东国际机场首飞，这标志着中华
民族百年的“大飞机梦”取得了历史性突破。
（1）如图乙所示，飞机的机翼做成上凸下平的形状，飞机飞行时，机翼上方气流比下方气流的流
速大，下方空气的压强 （填“大于”“等于”或“小于”）上方空气的压强，从而使机翼获得
了向上的升力；为了缩短飞机起飞或着陆的滑行距离，最好
（填“顺风”或“逆风”）起飞。
（2）在C919客机加速上升的过程中，机舱外的大气压 （填“变大”“变小”或“不变”），
机舱内先进的“呼吸系统”，使飞机在气压只有2.5×104 Pa左右的万米高空时，机舱内气压达到
8.0×104 Pa , 机体1 m2面积上承受内、外气压的压力差约为 N。
8. 读下面的短文，并回答问题：
我们已经知道静止液体内部压强的规律，那么流动着的液体的压强大小又有什么规律呢？我们可
以通过下面的实验来研究这个问题。打开水龙头，使自来水流过图甲所示的水平玻璃管，可以看到
A、B处竖直玻璃管中的液面高度不同，这说明A、B处水平管中水的压强不相同。
（1）根据上面的实验现象可知， （选填“A”或“B”）处水的压强小，其依据的物理原
理是 。
（2）根据你得到的“流动液体压强大小与流速的关系”解释下面的现象：如图乙所示，两艘并排
的船在航行时常常会不由自主的碰在一起，其原因是什么？
