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正确理解流体压强、压力势能、飞机上升原理

（纠正物理课本中对流体压强的错误观点）

现在的初中物理课本中，对于流体速度和压强的关系都是这样叙述

的“在流体速度大的地方压强小，在流体速度小的地方压强大。

我个人认为这个观点和结论是错误的。在航展中飞行表演队的飞机

在做特技飞行表演时，有时把机身反过来也能飞行，不往下落。根

据物理课本上的观点，此时机翼下方空气流动速度大，向上的压强

小于机翼上方向下的压强，飞机应向下落，但事实不是这样，飞机

仍能飞行，说明课本上的结论不对。

首先解释一下：什么是压力势能？当物体四周都受到向中间挤压的

压力作用后，物体的体积一定缩小；物体就有了反抗这种变化而要

膨胀做功的本领，我们把这种因物体体积的大小和压强的大小发生

变化而具有的对外做功的本领叫做压力势能。因此压力势能等于

E=pV，压力势能是可转化成机械能的那部分内能（或者说是与机械

能可相互转化的那部分内能），后面有解释。

初中物理课本上，有这样一个实验：在一个配有活塞的厚玻璃筒中放一小团硝化

棉，迅速向下压活塞，气体被压缩后，温度升高，压强变大，内能和压力势能都增大。硝化棉就燃烧起来了。

还有内燃机的压缩冲程等；由上面的实验我们得出：对实际的气体，压缩气体做功

时，气体的体积缩小，气体温度升高，内能增大，气体的压力势能

和压强就增大。做功的过程就是其他能转化成气体内能和压力势能

的过程。总之对不流动的气体，我们压缩气体时，气体的压强就

变大；反之气体膨胀，气体的压强就变小。

同理：对于流动的气体，要使气体压强变大（使气体的压力势能增

大）也得给气体压力，压缩气体做功，气体的压强就变大。对于流

动的气体，在沿气体运动速度方向的前方，放一个阻挡气体运动的

物体时，在物体前方的气体就被阻挡，气体就被压缩了，气体速度

就变小了，气体的压强就变大了。这个过程是其他物体对气体做功

的过程，所以气体的压力势能和内能都变大，温度升高，压强变大。

因此对于同一个系统内的流动气体，当气体的流动速度变小时，说

明气体被压缩了，其他物体对气体做功了，气体的压力势能和内能

就增大了，温度升高了，压强变大了。原因是；单位体积内的气体

分子个数增加，气体分子的平均动能增大，所以气体的压强变大了。

当气体的流动速度变大时，气体压强变小。气体压强变小有两种形

式引起的，-:是气体自身体积，胀对外做功，气体的压力势能即

4/

内能就减小，温度降低，转化成气体向四周运动的气体本身的动能

或其他物体的动能。原因是：(1)气体膨胀使单位体积内的气体

分子个数减小，气体分子对其他物体碰撞的几率减小；(2)温度

降低，气体分子的平均动能减小，与其他物体碰撞时产生的力变小。

由于以上两个原因气体对其他物体的压强减小了。二：气体压强减

小的原因是：其他物体对气体做功，使气体发生了定向运动，使气

体在定向运动方向上的动能增加，由于气体发生了定向运动，气体

分子也跟着发生了定向运动，这样就大大减小了向非速度方向上的

碰撞几率，所以减小了向非气体速度方向上的压强。当气体由不流

动的气体，变成定向运动的流动气体时，向非气体速度方向上的压

强与原来相比一定变小。由于我们生活在地球上，静止的气体分子

向各个方向上的碰撞几率是相等的，因此向各个方向上的压强是相

等的。因此气体分子是否发生定向运动应以地面为参照物。

总之：当气体由不流动的气体，变成定向运动的流动气体时，向非

气体速度方向上的压强与原来相比是变小的，在流动的过程中气体

被压缩时，速度变小，气体的压强变大；在流动的过程中，气体膨

胀时，速度变大，压强一定变小。

对于液体，可做这样一个实验：在一个玻璃注射器内，我们装入大

量的水和少量空气。封闭注射器的出水孔。把注射器内的水和空气

密闭好后，然后推动注射器活塞压缩气体和水，可见注射器内的气

体体积减小，气体的压强变大，来说明水产生的压强也变大了，因

为此时，气体的压强始终等于水的压强。可见我们给液体压力，压

缩液体做功时，液体的压强也变大，液体的体积也变小；虽然液体

的体积变化很小，但一定有这种变化。正是由于液体的压强变大是

个有限值，液体的体积变化是一个极小的量，所以两者的