這部分知識出現(xiàn)在中學(xué)物理八年級第二卷中。 這部分與之前學(xué)習(xí)的關(guān)系如下：圖1。
當(dāng)我們學(xué)習(xí)了力的基本概念后，我們將學(xué)習(xí)壓力和壓強(qiáng)。 只不過固體會(huì)對其下方的物體施加壓力。 流體（如空氣、水等）也有壓力和壓強(qiáng)。 接下來，我們了解了靜止流體的壓力。 主要是大氣壓力和液體壓力。 那么流動(dòng)的流體有壓力嗎？ 一定有一個(gè)。 流動(dòng)流體的壓力與它有什么關(guān)系？ 它有什么特別之處？ 這就是本文要介紹的內(nèi)容。
歷史故事
在介紹知識點(diǎn)之前，我先給大家講一個(gè)歷史上的真實(shí)故事。 1912年，當(dāng)時(shí)世界上最大的船舶之一的遠(yuǎn)洋貨輪奧林匹克號剛剛駛出樸茨茅斯港。 這時(shí)，英國皇家海軍霍克號巡洋艦恰好從后面靠近。 兩艘船平行行駛，相距僅百米。 而就在這時(shí)，意外發(fā)生了。 兩艘船像磁鐵一樣互相吸引，互相靠近，又相撞。
圖2 奧林匹克與霍克碰撞圖
奧林匹克號僅受到輕微損壞，并安全返回港口進(jìn)行維修。 霍克號嚴(yán)重受損，幾乎翻船。 慶幸的是，此次事故并未造成重大人員傷亡。 在隨后的調(diào)查中，法院認(rèn)定奧林匹克公司負(fù)有責(zé)任。 聲稱她的位移產(chǎn)生了吸力，將鷹拉向它。
原則
圖 3. 流速高的地方壓力低，流速低的地方壓力高。
關(guān)于流體的流量與壓力的關(guān)系，我們可以簡單地表述為：“流量大的地方壓力低，流量低的地方壓力高”。 本文不再詳細(xì)討論具體的理論計(jì)算和推導(dǎo)。 大家都在讀高中。 大學(xué)流體力學(xué)課程也將涵蓋它。
但這件事后來引起了科學(xué)家的注意。 他們發(fā)現(xiàn)，這起事故可以用伯努利100多年前發(fā)現(xiàn)的流體流速與壓力的關(guān)系來解釋：當(dāng)兩艘船高速并排移動(dòng)時(shí)，兩艘船內(nèi)部的水流速度因?yàn)槭怯纱w驅(qū)動(dòng)，速度相對較快，水壓相對較低； 兩船外的水流速度較低，水壓較高。 這導(dǎo)致兩艘船外部的壓力大于內(nèi)部的壓力。 在壓力差的影響下，事故發(fā)生了。
圖4 船舶碰撞事件中流體流速和壓力示意圖。 日常生活中的場景。
在我們的現(xiàn)實(shí)生活中，還有很多很多的情況都運(yùn)用了這個(gè)原則。
最常見的例子是飛機(jī)在起飛時(shí)受到的升力。 您可以仔細(xì)觀察飛機(jī)機(jī)翼的橫截面。 它具有凸形的上部形狀和平坦的下部形狀。 當(dāng)飛機(jī)準(zhǔn)備起飛滑行時(shí)，上方流動(dòng)的空氣路徑窄、路徑長、速度高，因此壓力相對較小。 下面的空氣流動(dòng)相對緩慢。 機(jī)翼上方和下方的流速和壓力不同，從而產(chǎn)生向上的升力。
圖5、飛機(jī)起飛示意圖
為什么下雨天我們的雨傘很容易被風(fēng)吹走？ 仔細(xì)觀察傘的橫截面，看看它是否像一架飛機(jī)。 有風(fēng)時(shí)，頂部流速快，壓力小，底部流速慢，壓力大。 就像飛機(jī)的機(jī)翼一樣，它們受到升力。
圖6 雨傘為什么容易被風(fēng)吹走
運(yùn)動(dòng)員可以沿著不同的弧線移動(dòng)球。 他們?nèi)绾巫龅竭@一點(diǎn)？ 只要讓球在前進(jìn)的同時(shí)旋轉(zhuǎn)即可。 回想一下我們之前學(xué)過的，相對速度原理。 當(dāng)球體旋轉(zhuǎn)時(shí)，球體旋轉(zhuǎn)方向與前進(jìn)方向相同的一側(cè)，氣流相對于球體的流速較??； 另一側(cè)，球的旋轉(zhuǎn)方向與前進(jìn)方向相反，空氣的相對流速較大。 結(jié)果，從流速小的地方到流速高的地方產(chǎn)生側(cè)向力，使球的軌跡彎曲，形成所謂的環(huán)球或香蕉球。
圖7. 香蕉球原理
在等待高鐵或者地鐵的時(shí)候，大家可能都注意到了地面上的安全線。 因?yàn)楫?dāng)火車高速行駛時(shí)什么樣的固體可以用液體壓強(qiáng)公式，會(huì)帶動(dòng)周圍的空氣移動(dòng)。 火車附近氣流速度高、壓力低，而遠(yuǎn)處氣流速度慢。什么樣的固體可以用液體壓強(qiáng)公式，壓力很大。 如果壓力差，人就會(huì)被推向火車。 所以大家千萬不要跨越安全線。 當(dāng)火車以50公里/小時(shí)的速度向前行駛時(shí)，軌道旁的人可能會(huì)感受到相當(dāng)于80N左右的力。
圖8.人們乘坐高鐵時(shí)所感受到的吸力
有一個(gè)很有趣的案例，非洲土撥鼠洞穴的縱剖面示意圖。 洞穴有兩個(gè)出口，一個(gè)是平坦的，另一個(gè)是凸起的土丘。 這是什么原因呢？ 事實(shí)證明，當(dāng)空氣流過地球表面時(shí)，一個(gè)孔的流速快，另一個(gè)孔的流速慢，兩孔之間的壓力差不同。 壓力差使洞穴中的空氣得以流通。
圖9 土撥鼠洞穴通風(fēng)原理
無論是飛機(jī)還是水翼船，流體都是用來提供向上的升力。 現(xiàn)實(shí)生活中，有些情況會(huì)利用這一原理產(chǎn)生向下的下壓力，例如賽車后面的尾翼。 這是一架倒立的飛機(jī)。 機(jī)翼產(chǎn)生向下的下壓力，使汽車更好地抓地。 關(guān)于流體流量與壓力關(guān)系的應(yīng)用，在現(xiàn)實(shí)生活中有很多應(yīng)用。 只要你細(xì)心觀察，就能發(fā)現(xiàn)。
圖10 賽車尾翼產(chǎn)生的向下壓力的家庭趣味實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)1：將紙放到嘴里，沿著紙的頂部用力吹氣，看看紙如何移動(dòng)。
實(shí)驗(yàn)二：用兩根筷子劃出一個(gè)軌道，上面放一個(gè)乒乓球，向中間吹空氣。 球?qū)⑷绾我苿?dòng)？
實(shí)驗(yàn)3：手拿漏斗，喇叭口朝下。 用另一只手握住乒乓球，讓球面向漏斗內(nèi)的細(xì)管。 松手后，球就會(huì)落下，但是如果我們用力向下吹氣到漏斗管中會(huì)發(fā)生什么？
實(shí)驗(yàn)4：將一根約20厘米長的飲料吸管A插入盛滿水的杯子中，將另一根吸管B的嘴抵住A管的上端，如果用力向B管吹氣，可以看到水面A管內(nèi)上升，甚至噴出。 這是什么原因呢？
圖 11. 流體速度和壓力家庭實(shí)驗(yàn)參考資料
[1]。 北師大版（顏金鐸）八年級下篇
[2]。 北京師范大學(xué)版（郭玉英）八年級
[3]。 八年級蘇科版
[4]。 教育科學(xué)版
[5]。 上?？萍及?span style="display:none">ImS物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
[6]。 上海科技廣東教育版
[7]。 人民教育出版社
