9.4 流体压强与流速关系（原卷版）

课时94 流体压强与流速关系（帮课堂）（原卷版） 【学习目标】 1 知道什么是流体； 2 理解流体的压强与流速的关系； 3 利用流体压强与流速关系解释生活中的现象； 4 了解飞机的升力是怎样产生。 【知识导图】 【基础知识】 知识点一、流体压强与流速关系 1 流体 物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。 2 实验探究：流体压强与流速的关系 提出问题 当流体流动时，流体压强的大小跟流体不流动时有什么不同？ 猜想与假 设 流体压强与流速可能无关，也可能流速越大压强越小，还可能流速越大压强越大 进行实验 在硬币上方沿水平方向吹气，硬 币会向上跳起，并随着气流向前 运动，飞跃障碍物 在两张纸之间向下吹气，观察到 两张纸向中间靠拢 纸条一端贴近下嘴唇，用力向前 方吹气，观察到纸条飘起 在水平放置的两根筷子之间放上 两个乒乓球，通过塑料管像两球 中间吹气，观察到乒乓球向中间 靠拢 将两只小纸船放入水盆中，用针 管向两船之间冲水，观察到两只 小船向中间靠拢 在倒置的漏斗里放一个乒乓球， 并用手指托住，然后从漏管用力 向下吹气，将手指移开，发现乒 乓球掉不下来 实验结论 在气体和液体中，流速越大的位置压强越小，流速越小的位置压强越大 3 生活中跟流体压强与流速关系相关的现象 事例 图解 分析 “香蕉球” 足球在飞行时快速旋转，旋转带动球面 附近的空气一起流动，在旋转气流方向 和迎面气流方向相同的一侧，形成相对 低压区，另一侧形成相对高压区，足球 在两侧压力差的作用下发生偏转，沿弧 线前进 气流喷壶 水平管中的空气流速大，导致竖直细管 最上端管口处压强减小，水在大气压的 作用下上升并进入水平出水管，随气流 喷出 站台安全线 列车进站时，带动附近的空气流速加 快，在列车周围形成低压区，如果人离 列车太近，就会被外侧较大的气压“推 向”列车 风沿墙面吹过时窗帘飘 向窗外 风刮过时，室外空气流速加快，压强减 小，而室内空气流速很慢，压强较大， 窗帘在室内、外压力差的作用下被“推 向”窗外 ★方法技巧判断流体流速大小的技巧 自然流体，如流动的空气（风）、流动的水，一般是在较宽阔的地方流速小，在较窄的地方流速 大；运动的物体引起空气和液体流动时，运动物体周围的流体流速大，其余地方的流体流速小。 【典例1】如图所示，当从管的一端吹气时，管中的液面会下降，B 管中的液面会上 升。下列现象产生的原理与此实验原理相同的是（ ）。 ．热气球升空； B．风沿窗外的墙面吹过，窗口悬挂的窗帘飘向窗外； ．用吸管喝酸奶； D．用抽水机把井中的水抽上来 知识点二、飞机的升力 1 飞机机翼的形状 如图所示，可以看到机翼截面的大致形状，其上表面呈弯曲的流线型，下表面则比较 平。 2 升力产生的原因 飞机前进时，机翼与周围的空气发生相对运动，相当于气流迎面流过机翼。气流被机 翼分成上、下两部分，由于机翼横截面的形状上、下不对称，在相同时间内，机翼上方气 流通过的路程较长，因而速度较大，对机翼上表面的压强较小；下方气流通过的路程较短 速度较小，对机翼下表面的压强较大。 机翼上表面受到的压强对机翼产生的压力F1，机翼下表面受到的压强对机翼产生的压 力F2，因为机翼上、下表面存在压强差，这样就产生了向上的压力差，即飞机的升力 （F=F2-F1）。 【典例2】如图中各现象与飞机机翼获得升力的原理相同的是（ ）。 ． 液压机 B． 简易喷雾器 ． 钢笔吸墨水 D． 升空的热气球 【方法帮】 题型一：流体压强现象 明确“因果”，辨别现象 流体流动时，不同的区域流速不同，压强大小不同，流速大的区域压强小，不同的区 域之间就会出现压强差。有压强差时，物体的形状或运动状态就会发生改变。这时，流体 流动是“因”，压强差是：“果”。根据这个“因”和“果”辨别是不是流体压强跟流速 的关系导致的现象。 【典例3】如图所示的现象中，能用“流速越大的位置，压强越小”来解释的是（ ）。 ．②③ B．③④ ．②③④ D．①③④ 题型二：流体压强与流速的关系 利用流体压强与流速的关系解题时，先弄清哪个位置的流体流速大，哪个位置的流体 流速小，再找出各处压强的大小的关系，进而分析物体受力情况和可能发生的现象。 【典例4】“清风不识字，何故乱翻书”所述清风能翻书，是风使书页上表面空气流 速变大，导致书页上表面压强______（选填“增大”或“减小”）；“闻其声，不见其 人”主要是通过人发出声音的______（选填“音调”、“响度”或“音色”）来判断“其 人”的；“秋风瑟瑟天气凉，草木摇落露为霜”，“霜”的形成过程要______（选填“吸 收”或“放出”）热量。 题型三：飞机的升力 明确产生了升力是解答此题的关键，要注意升力的方向是指向弯曲程度较大的那一面。 【典例5】如图为飞机的机翼截面形状示意图。飞机在飞行时，关于机翼的上方和下 方的空气流速和气流压强，下列说法中正确的是（ ）。 ．机翼上方的空气流速大，气流压强较大； B．机翼下方的空气流速大，气流压强较大； ．机翼上方的空气流速大，气流压强较小； D．机翼下方的空气流速大，气流压强较小 题型四：流体压强与流速关系在生活中的应用 分析流体压强现象的步骤： 分析流体压强现象一般步骤：（1）确定流速大的地方在哪里；（2）根据压强大小确 定压力大小及压力差的方向；（3）根据压力差的作用分析产生的各种现象。 【典例6】在下列几种航空器中，主要利用压强和流速的关系获得升力的是（ ）。 ． 观光热气球 B． 民航客机 ． 武装直升机 D． 运载火箭 【中考帮】 考点一：生活中的流体压强现象 【典例7】（2022·山东泰安）关于下面四幅图的说法正确的是（ ）。 如甲图，管中水面上升，是因为流体中流速越大的位置压强越小； B 如乙图，将竖直玻璃管倾斜，水银柱的长度不变； 如丙图，把水气压计从山下移到山顶，细管内的水柱下降； D 如丁图，盆景中的水位能保持一定高度，是利用了连通器原理 中考考题要求同学们知道流体压强与流速有关，并能运用流体压强与流 速关系正确描述和解释生活中的相关现象，这是物理核心素养的物理概念的体现。 考点二：生活中的流体压强现象 【典例8】（2022·湖南岳阳）下列实例中，应用了“流体压强与流速的关系”的是 （ ）。 用吸管吸饮料 B 用高压锅煮食物 茶壶的壶盖留有小孔 D 火车站台设置安全线 中考考题要求同学们知道流体压强与流速有关，并能运用流体压强与流 速关系正确描述和解释生活中的相关现象，这是物理核心素养的科学探究的体现。 【作业帮】 一、基础练（知识巩固） 1．下列说法中正确的是（ ）。 ．人潜入较深的水中时，必须穿潜水服，因为液体压强随深度增加而增大； B．铲车宽大的轮子可以增大受力面积，增大对地面的压强； ．用吸管吸饮料时，是利用了嘴对饮料的作用力将饮料吸入口中； D．飞机升力的产生是由于机翼上方的空气流速小于下方的空气流速，形成向上压强 差 2．对下列实验的解释错误的是（ ）。 ．甲图表明压力相同时，受力面积越小，压力作用效果越明显； B．乙图中的盆景自动供水装置利用了连通器原理； ．丙图吹硬币使硬币翻越木条，是利用流体在流速大的地方压强小的原理； D．丁图自制气压计从山脚拿到山顶，液柱会上升 3．球类比赛中的旋转球具有很大的威力，旋转球和不旋转球的飞行轨迹不同，是因 为球周围空气流动情况不同，如图所示，是乒乓球运动员拉出的弧圆球在空中高速旋转这 向左前进的示意图，此时相对于球来说，上方空气流速小于下方空气流速。下列关于乒乓 球的说法中，正确的是（ ）。 . ．球在空中能继续前进，是受到了惯性力的作用； B．球在空中前进时，受到了平衡力的作用； ．球高速旋转前进时，比不旋转前进时下落得慢； D．球高速旋转前进时，比不旋转前进时下落得快 4．如图所示实验中得出的结论不正确的是（ ）。 ．甲图：用力推另一只船，自己的船也动起来，说明力的作用是相互的； B．乙图：物体在力的作用下做圆周运动，说明物体运动需要力来维持； ．丙图：探头在水中越深，U 形管两侧液面的高度差越大，说明液体内部压强越大； D．丁图：沿纸条上方吹气，纸条会飘起来，说明流速大的地方压强小 5．夏季临近，交警部门加大对电动车安装遮阳伞的检查拆除力度，如图所示遮阳伞 虽能遮挡阳光，但是当电动车快速行驶时，伞面被向上吸，存在较大的安全隐患。如图四 种情景与其原理不同的是（ ）。 ． 人站在高铁站的安全线以外候车； B． 用手动抽水机抽出地下水； ． 飞机的机翼设计成流线型； D． 赛车尾部安装的气流偏导器 6．在火车站离站台边缘一定距离的地方标有一条安全线，人必须站在安全线以外的 区域候车。这是因为当列车驶过时，在安全线以内空气流速_______，压强_______，从而 产生压强差，将人推向火车发生危险。 7．下面四幅图中，与飞机获得升力相同的科学原理是______图。台风过境时，屋顶 会被______（选填“压塌”或“卷走”）。而在“新冠疫情”中出现的“生命摆渡船”— —负压救护车和负压病房则是内部气压______外部大气压（选填“<”、“=”、“>”）， 从而使病房内气体只进不出。 二、综合练（能力提升） 8（2022·四川南充）我国高铁技术处于世界领先地位，高铁线路总长度居世界第一， 为了提高高铁的安全性和舒适性，下列相关描述中不正确的是（ ）。 图甲，铁轨下铺设枕木是为了减小压强； B 图乙，高铁车厢内的破窗锤两端制成锥形，便于增大压强； 图丙，站台处设置安全线，是由于乘客靠近运行高铁的一侧空气流速大压强小的缘故； D 图丁，车厢座椅用软质材料包裹， 为了增大压强 是 9（2022·四川内江）下列关于压强的说法正确的是（ ）。 图甲中，剪刀有锋利的刃是为了减小压强； B 图乙中，将玻璃管竖直下压，下端管口橡皮膜受到的压强变小； 图丙中，墨水会被吸进钢笔，是利用了大气压强； D 图丁中，从纸条上方沿纸条吹气，此时纸条上方的气压大于下方的气压 10（2022·四川自贡） 生活处处有物理，留心观察皆学问，下列生活中的现象及其 解释正确的是（ ）。 打开高速行驶的大巴车车窗时，窗帘往外飘，是因为车外空气流速大，压强小； B 啄木鸟的嘴很尖细，可以减小压强，从而凿开树干，捉到躲藏在深处的虫子； 水坝修建为上窄下宽是因为液体压强随深度增加而减小； D 珠穆朗玛峰顶的大气压强比兰州市地面的大气压强大 11（2022·湖北随州） 2022 年5 月14 日国产大飞机919 首飞试验成功（如图）。 有友兴奋地说，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919 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（ ）。 919 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 919 起飞原理是利用了流体压强与流速的关系； 919 在高空水平飞行时机翼下方空气的流速远大于机翼上方空气的流速； D 919 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 12（2022·福建）如图，小华利用自制喷雾器浇花。推动注射器的活塞时吸管内水面 上升，这是因为吸管上方空气（ ）。 流速大，压强大 B 流速大，压强小 流速小，压强大 D 流速小，压强小 13（2022·河北）下图所示的四幅图中，不能利用流体压强与流速的关系解释的是（ ）。 用吸管将饮料吸到嘴里； B 热气球腾空而起； 向烧瓶浇冷水，停止沸腾的水又沸腾了； D 往b 管中吹气，管中的水面上升 14（2022·贵州黔东南）如图所示，“歼31”是我国自主研发具有隐形功能的一种四 代战机。飞行时，以__________（填“地面”或“飞机”）为参照物，飞行员是静止的； 飞机能够升空，是因为机翼上方的空气流速比下方的__________（填“快”或“慢”）， 从而产生了较大的升力。 三、培优练（挑战自我） 15（2022·广东广州）如图1，连通器中的水静止，此时水面上方、b 处的气压为 p0、pb0。在b 上方持续水平吹气，水面稳定后如图2 所示，此时、b 处的气压为p、pb。 水面下、d 处水的压强为p、pd，若大气压保持不变，则（ ）。 p> pd B p> pb p0>p D pb0=pb 16（2022·江苏苏州）屋顶风帽是利用自然风使风帽旋转实现室内换气的装置，如图 所示。它不用电，无噪声，节能环保。只要速度为02m/s 的微风即可让其轻盈运转。风帽 . 转动时其内部空气流速变大、压强变___________，室内的污浊气体在___________作用下 被排出。水平方向的风，从不同方位吹来，风帽的转动方向___________。 17（2022·四川凉山州）某同学在小瓶里装一些带颜色的水，再取一根两端开口的细 玻璃管，在它上面画上刻度，使玻璃管穿过橡皮塞插入水中，从管子上端吹人少量气体， 就制成了一个简易的气压计（如图甲所示）。周末他带若简易气压计乘坐爸爸的轿车外出， 轿车外形如图乙所示，当轿车在水平平直公路上高速行驶时，轿车对地面的压力_________ ___（选填“大于”“等于”或“小于”）轿车的重力：当轿车从山脚开到山顶时，不考虑 温度改变，简易气压计玻璃管内水柱的高度会____________（选填“上升”“下降”或 “不变”）。 18（2022·湖北十堰）如图是抗击“新冠”疫情使用的负压救护车，车内空间为负压 舱，它能有效防护病毒再传播，负压装置的主要部分是一个抽气机，将经消毒、杀菌处理 后的被污染空气 _____（选填“从车内抽出”或“抽入至车内”），使车内气压 _____ （选填“高于”、“低于”或“等于”）车外大气压，在 _____作用下，清洁的空气只能 由车外流向车内。