9.4流体压强与流速的关系

第九章 压强 第4 节 流体压强与流速的关系 材考点梳理 一、流体压强与流速的关系 1 流体：具有流动性的液体和气体统称流体。 2 规律：在流体中，流速越大的位置，压强越小。 3 流体流速大小的判定： （1）自然流动：如流水、空气，在宽阔处流速慢，狭窄处流速快。 （2）物体在高速运动，距离它越近的地方流体流速越大。 （3）物体表面凸出的地方，流体流速较大。 4 解释生活现象： （1）汽车开过后，路旁的落叶都向路中间飘去。 （2）屋外刮风时，窗帘向窗外飘去。 （3）站台候车时，不能越过安全线。 （4）两艘轮船不能近距离同向行驶。 （5）足球中的“香蕉球”，乒乓球中的“弧圈球”。 二、飞机的升力 1 机翼的形状：机翼上部凸起，下部平直或微凹。 2 升力产生原因：机翼上面气流的速度大，气体的压强小。下面的气流速度小，气体的压强大。因此 在上下表面产生了压强差，从而产生压力差，这就形成向上的升力。 3 升力的方向：竖直向上。 重难点突破 1．（2023 湖南怀化）唐诗“八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅”，诗中秋风“卷”走“三重茅”是由于 屋顶外侧空气流速______（选填“快”或“慢”），压强______（选填“大”或“小”），从而产生一个 向上的力。 2．（2023 四川自贡）司机开车系上安全带可以减小紧急刹车时由于______造成的伤害；小汽车的外观呈 流线型，在高速行驶时小汽车对地面的压力______重力（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 3．（2023 湖南岳阳）甲图中是一个高尔夫球、小聪发现它的表面不光滑而是布满凹坑，这是为什么呢？ 通过查阅资料，她了解到球在空气中高速运动时的情况如图乙、球前端与空气剧烈冲撞，产生巨大气压， 而球后方的空气被排挤开，后方气压减小，于是产生方向向后的压力差，这种压力差就是压差阻力，高尔 夫球表面凹坑的作用就是将表层空气紧紧贴合在球面，使得空气与球的分离点更靠后，从而减小压差阻力。 （1）其它条件相同时，布满凹坑的高尔夫球比光滑的高尔夫球飞得更___________（选填“近”或 “远”）； （2）图乙中___________球（选填“”或“B”）是布满凹坑的高尔夫球。 4．（2023 湖北荆州）2023 年5 月28 日，中国东方航空使用中国商飞全球首架交付的919 大型客机，从上 海虹桥机场飞往北京首都机场，开启了国产大飞机919 的全球首次商业载客飞行，如图所示。飞机在升空 过程中，乘客行李箱的惯性 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；乘客相对于座椅是 （选填 “静止”或“运动”）的；此时机翼 方（选填“上”或“下”）的空气流速快，压强小；随着海拔高 度的升高，外界大气压强 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 5．（2023 甘肃金昌）驾驶员的头枕和安全带在安全驾驶中起着重要作用。如图所示，头枕是为了减小汽 车在 （选填“追尾前车”或“被后车追尾”）时由于惯性造成的伤害，轿车在水平路面上高速行驶 时对地面的压力 （选填“大于”“等于”或“小于”）静止时对地面的压力。 6．（2023 湖南永州）在火车站台边缘一定距离的地方标有一条黄色安全线，人必须站在安全线以外的区 域候车，若人离行驶的火车太近容易被“吸”向火车，这是因为在气体和液体中，流速越大的位置，压强 （选填“越大”或“越小”）；小明坐在高速行驶的火车上，他发现铁路旁的青山向后运动是选择 （选填“地面”或“火车”）为参照物的。 7．（2023 四川凉山）物理应用于生活。厨房中常在光滑的瓷砖上用到免打孔挂钩，使用时将吸盘用力按 压到瓷砖上，由于 的作用，挂钩将“吸”在瓷砖表面。刮大风时，当风沿着窗外的墙面吹过，窗口 悬挂的窗帘会飘向窗外，这是由于窗外空气的流速大、压强 （选填“大”或“小”）造成的。 8．（2023 江苏扬州）如图，下列有关压强的描述正确的是（ ） ．图1：大型客机飞行时机翼上表面空气流速大压强小 B．图2：安全锤做得很尖是为了减小受力面积，从而减小压强 ．图3：自制气压计从山脚拿到山顶，玻璃管中液柱随外界气压增大而升高 D．图4：向盛有刚沸腾的水的烧瓶底浇冷水，增大水面上方的气压从而降低水的沸点 9．（2023 山东烟台）如图所示的实例中，不能用流体压强与流速的关系解释的是（ ） ．图甲，刮大风时，伞面会被向上“吸”起 B．图乙，向两张纸之间吹气，两张纸会相互“吸”起来 ．图丙，等候列车的乘客应站在安全线以外，否则可能会被“吸”向列车 D．图丁，将吸盘压在光洁的瓷砖表面，吸盘会被“吸”在瓷砖上 参考答 1【答】快 小 【解析】流体压强与流速有关：流速越快，压强越小；流速越慢，压强越大。刮风时，屋顶外侧空气流速 快，压强小；屋内空气流速慢，压强大，从而产生一个向上的力，把屋顶的茅草“卷”走。 2【答】惯性 小于 【解析】当车紧急刹车时，车上的人由于惯性会向前倒，容易撞伤，系上安全带可以起到缓冲作用。 小汽车的外观呈流线型，上凸下平，在高速行驶时，流过小汽车上方的空气流速快，压强小，流过小汽车 下方的空气流速慢，压强大，产生一个向上的升力，导致小汽车对地面的压力小于重力。 3【答】（1）远 （2）B 【解析】（1）根据题意“高尔夫球表面凹坑的作用就是将表层空气紧紧贴合在球面，使得空气与球的分 离点更靠后，从而减小压差阻力”可知，表面带凹坑的高尔夫球，压差阻力小，高尔夫球由于惯性，会运 动的更远。 （2）题意中，带凹坑的高尔夫球，前后的压差阻力小，所以B 图符合题意。 4【答】 不变 静止 上 变小 【解析】[1]惯性是物体的一种属性，只与物体的质量有关。飞机在升空过程中，乘客行李箱的质量不变， 惯性不变。 [2]乘客相对于座椅没有发生位置的改变，因此以座椅为参照物，乘客是静止的。 [3]根据流体压强的特点流速快的位置压强小，机翼上方的流速快，压强小。 [4]大气压强与高度有关，海拔越高，大气压强越小。所以随着海拔高度的升高，外界大气压强变小。 5【答】 被后车追尾 小于 【解析】[1]在座位的靠背上安装“头枕”，当轿车被后面的车撞击时，轿车速度加快，乘客由于惯性会保 持原来的运动状态，此时头枕可以起到防止乘客颈椎受伤的作用。 [2]在路面上静止的轿车，轿车对路面的压力大小等于轿车的重力，当轿车在路面上高速行驶时，车顶的空 气流速大于车底的空气流速，车上方的压强小于下方的压强，会产生向上的压强差、压力差，从而产生一 定大小的向上的升力，使轿车对路面的压力小于汽车所受的重力，故轿车对路面的压力与静止使相比变小， 即轿车在水平路面上高速行驶时对地面的压力小于静止时对地面的压力。 6【答】 越小 火车 【解析】[1]根据流体压强与流速的关系可知，当流体流速越大的时候，压强越小，所以人离行驶的火车太 近容易被“吸”向火车。 [2]小明以所坐的火车为参照物时，铁路旁的青山向后退，因此是以火车为参照物的。 7【答】 大气压强 小 【解析】[1]将吸盘用力按压到瓷砖上时，吸盘内的空气被排出，在大气压强的作用下吸盘被压在瓷砖上， 从而使得挂钩“吸”在瓷砖表面； [2]当风沿着窗外的墙面吹过时，窗外的空气流速大、压强小，窗内的空气流速小，压强大，窗帘在压强差 的作用下会飘向窗外。 8【答】 【解析】．由于机翼模型上凸下平，则在相等时间内，气流通过机翼上表面的路程大，上表面的流速大、 压强小，而机翼下表面流速小、压强大，则机翼下表面受到的压力大于上表面受到的压力，从而产生了向 上的升力，故正确； B．安全锤做得很尖，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故B 错误； ．把气压计从山脚拿到山顶，瓶内空气的压强不变，而外界大气压随高度的增加而减小，此时在瓶内气压 的作用下，会有一部分水被压入玻璃管内，因此玻璃管的水柱升高，故错误； D．向烧瓶瓶底浇冷水时，瓶内气体温度突然降低，瓶内水蒸气遇冷液化，因此瓶内液面上方气压减小， 导致水的沸点降低，因此水重新沸腾起来。故D 错误。 故选。 9【答】D 【解析】．打开的伞上凸下平，刮风时，伞上方空气流速快，压强小；伞下方空气流速慢，压强大，产生 一个向上的力，伞面会被向上“吸”起，故不符合题意； B．向两张纸之间吹气，中间气体流速快，压强小，纸两侧气体流速慢，压强大，则两张纸会被压向中间， 相互“吸”起来，故B 不符合题意； ．如果乘客距离行驶的列车太近，乘客靠近列车这侧空气流速快，压强小；外侧空气流速相对较慢，压强 大，产生的压力差会把乘客压向列车，造成危险，故不符合题意； D．将吸盘压在光洁的瓷砖表面，排出里面的空气，吸盘在大气压的作用下，紧紧“吸”在瓷砖上，与流 体压强与流速的关系无关，故D 符合题意。 故选D。