4 流体的压强与流速的关系
知识点
1 探究流体的压强与流速的关系
1.如图所示,将一张明信片沿着其长边弯成弧形放在玻璃台面上,形成一座“纸桥”。当你对着“纸桥”下表面按图示方式用力吹气时,你会发现( )
A.“纸桥”被吹开较长的距离
B.“纸桥”被吹开较短的距离
C.“纸桥”被吹得向上翻起
D.“纸桥”贴向桌面
2.如图所示将一个普通的乒乓球轻轻放入漏斗中,用电吹风从管口向上吹,那么以下分析正确的是( )
A.球被向上吹起,因为其下方气体流速大,压强大
B.球被向上吹起,因为其下方气体流速大,压强小
C.球不会被向上吹起,因为其下方气体流速大,压强大
D.球不会被向上吹起,因为其下方气体流速大,压强小
3.家用水龙头在水流较小且稳定流动时,水流的形状应该是图中的( )
A.
B.
C.
D.
4.如图所示是一种喷雾器。当把活塞往圆筒里压入时,圆筒末端的小孔A处空气的流速 ,因此,小孔A处的压强 大气压强。于是,容器E里液体表面上方的
就迫使液体沿小孔下方的细管B上升,到达小孔A附近时,被气流冲击,分散成雾状。?
知识点
2 流体的压强与流速的关系
5.下图中四种动物的运动方式能用压强与流速关系来解释的是( )
6.2018年5月,一架正在高空中飞行的飞机,挡风玻璃突然爆裂,此时副驾驶整个上半身被“吸”出舱外,导致这一现象发生的原因是( )
A.副驾驶受到的重力突然减小
B.舱内气压变大,舱外气压变小
C.舱内空气流速小、压强大,舱外空气流速大、压强小
D.舱内温度降低,压强突然增大
7.如图所示,“豪克号”与“奥林匹克号”相撞的原因是( )
A.甲处流速比乙、丙处小,压强比乙、丙处大
B.甲处流速比乙、丙处小,压强比乙、丙处小
C.甲处流速比乙、丙处大,压强比乙、丙处小
D.甲处流速比乙、丙处大,压强比乙、丙处大
8.高速列车运行速度可达380
km/h。为避免候车乘客被“吸”向列车的事故发生,站台上设有安全线,如图所示。这是因为列车进站时车体附近( )
A.气体流速大、压强小
B.气体流速大、压强大
C.气体流速小、压强小
D.气体流速小、压强大
9.如图所示,关于“气体压强与流速关系”的现象中,压强p1、p2大小关系正确的是( )
10.下列情景都与气压有关,其中有一种情景与其他三种的原理有所不同,这种情景是( )
A.刮大风时会有房屋顶部被大风掀起的情况
B.打开的窗户外有平行于墙壁的风吹过时,窗帘会飘出窗外
C.等候列车的乘客应站在安全线以外,否则会被“吸”向列车
D.将吸盘按在光洁的瓷砖表面,放手后吸盘会被“吸”在瓷砖上
11.我国自主研制的国产大飞机C919在轨道上高速滑行时,其机翼上方的空气流速比下方的空气流速
(选填“快”或“慢”)。如图为机翼的模型图,机翼上方受到空气的压力F1
下方受到空气的压力F2,飞机对地面的压力
飞机受到的重力(后两空选填“大于”、“小于”或“等于”)
12.如图所示的装置可以用来研究液体压强与流速的关系。当阀门K关闭时,A、B两竖直细玻璃管中的液面关系是
;打开阀门K,待水流稳定后,A、B两玻璃管中的液面关系是
。(均选填“A管高”“B管高”或“相平的”)
13.如图所示,将自然下垂的小纸条靠近水龙头流下的水流时,小纸条将
(选
填“偏向”或“偏离”)水流,你对这一现象的解释是
。
能力提升
14.为解决地下“工”字形过道的通风问题,小明设计了如下四种方案。图中黑色部分为墙体凸出部分,为安装在过道顶的换气扇。下列方案中既有效又节能的是( )
A.
B.
C.
D.
15.为改善地铁地下车站的通风状况,小明设计了抽气管道,利用地面横风实现自动抽气。为提高抽气效果,管道上方遮雨盖的形状应设计成图中的( )
16.弧圈球是一种攻击力强、威力大的乒乓球进攻技术。如图所示为某人某次拉出的弧圈球在空中高速旋转前进的示意图,此时球上方气体相对球上部流速小于下方气体相对球下部流速,以下说法正确的是( )
A.球在空中继续前进是受到惯性力的作用
B.球在空中前进时受平衡力作用
C.球高速旋转前进比不旋转前进下落得慢
D.球高速旋转前进比不旋转前进下落得快
17.如图所示,从左向右往玻璃管中吹风,U形管A管中的液面会 (填“上升”或“下降”),此时在A、B两个管口处流体压强分别为pA和pB,则pA (填“>”“<”或“=”)pB,说明对于流动的气体,在流速大的地方压强 (填“大”或“小”)。?
18.如图所示为一只灰鹅在突遇强风时,身体猛然转过180°,而头部却保持正常姿态的情形。使用这种“超级扭曲”的方式能使翅膀下方空气流速 (填“大于”或“小于”)上方空气流速,从而使灰鹅受到一个向 的压力差,能迅速降低飞行高度,使飞行更安全。?
19.如图所示是非洲草原犬鼠洞穴的横截面示意图,这是一个空调系统。
(1)当草原上的风由图示方向吹过时,请判断A、B、C三点的空气流动方向,依据是什么?
(2)犬鼠洞穴内是“冬暖夏凉”的,现在犬鼠待在右边的窝里,请分析现在是冬天还是夏天?
20.如图甲所示,用吸管吸饮料,能够使吸管中的液面上升;图乙中往水平吸管中吹气,也能使竖直吸管中的液面上升,这两种使液面上升方法的道理是否相同?并简述理由。
21.如图,在桌面上放一枚硬币,在硬币前放置一个条形木块。在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气,硬币就可能跳越木块,落在木块的另一侧。请解释硬币向上“跳”起,并“越”过木块的原因。
22.如图所示是有关流体压强和流速的关系应用在生活中的实例,请运用学过的知识解答这些物理现象。
(1)如图甲所示是飞机机翼截面图,飞机前进时,机翼把气流分为上、下两部分,机翼上方气流速度大于机翼下方气流速度,原因是
?
。
在气流的作用下机翼受到向上的升力的原因是
。?
(2)如图乙所示,小汽车的外形类似于飞机机翼,当一辆小汽车在平直的公路上匀速行驶时,请回答:
①小汽车在水平方向上受到的阻力 (填“大于”“小于”或“等于”)它受到的牵引力。?
②小汽车对地面的压力 (填“大于”“小于”或“等于”)它的重力。?
23.科学课上,王老师利用传感器为同学们做“探究流体压强与流速关系”的演示实验,装置如图甲所示。
(1)装置中A、B、C三节直径不同的塑料管连接在一起,右端与吹风机的尾部相连,当用吹风机抽气时,在相同时间内,通过每个管子的气体总量相同,则细管内气体流速比粗管内气体流速?
(填“大”或“小”)。
(2)将三个气体压强传感器探头分别插入三节管中,传感器与电脑相连,打开吹风机抽气时,电脑屏幕如图乙所示,已知①②③三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,平稳流动的气体,流速大的位置压强 ,图线③反映的是装置中 (填“A”“B”或“C”)塑料管内的气体压强随时间变化的情况。?
(3)当王老师将抽气的吹风机调换挡位后,图像中①②③三条图线出现了下移,由此可以判断三节管中气体的流速 (填“增大”或“减小”)。
教师详解详析
1.D [解析]
当向“纸桥”吹气时,由于“桥”下空气流速增大,压强减小。此时“纸桥”上方大气压不变,所以对其产生向下的压力差,会使“纸桥”紧贴向桌面。
2.D.
3.A。
4.增大 小于 大气压
5.C
6.C [解析]
正在高空中飞行的飞机,挡风玻璃突然爆裂,舱内空气流速小、压强大,舱外空气流速大、压强小,故形成向外的压强差,因此副驾驶整个上半身被“吸”出舱外。
7.C 8.A 9.A
10.D [解析]
风刮过屋顶,屋顶上方的空气流动速度大,压强小,屋内空气流动速度小,压强大,屋顶受到向上的压强大于向下的压强,受到向上的压力大于向下的压力,产生一个向上的压力差,把屋顶掀开,其原理是流体压强和流速的关系。刮大风时,风沿着外墙吹过,窗帘外侧空气流速大,压强小,内侧空气流速小,压强大,窗帘受到向外的压强大于向内的压强,把窗帘压向窗户外面,其原理是流体压强和流速的关系。当列车驶进站台时,会使人和车之间的空气流动速度变大,此时人外侧的空气流动速度小,压强大,而内侧空气流速大,压强小,会产生一个向内侧的压强差,故乘客被“吸”向列车,其原理是流体压强和流速的关系。将吸盘按在光洁的瓷砖表面,放手后吸盘会被“吸”在瓷砖上,利用的是大气压。
11.快;小于;小于。
12.相平的;B管高。
13.故答案为:偏向;水流带动周围空气流动,使水流与纸条间的空气流动速度变大,压强变小;外侧的压强不变,小纸条在压强差的作用下,被压向水流。
14.D。
15.C [解析]
只有当管道口上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大时,才有可能实现自动抽气,因此,遮雨盖的形状应符合靠近管道口的一面向外凸起,使空气流过时速度变大,压强变小。
16.D [解析]
由题中给出的提示,球上方气体流速小于球下方气体流速,则球上方产生的压强大于球下方产生的压强,产生一个向下的压力差,使球加速下落。
17.上升 < 小
[解析]
流动的液体和气体称为流体,流体流动时产生的压强叫作流体的压强,流体的流速越大,压强越小。由题意可知,当从玻璃管左端吹气时,A的上方空气流速大,压强小,B的上方空气流速小,压强大,所以pA小于pB,故在气压差的作用下A管中的液面会上升。
18.大于 下
[解析]
使用这种“超级扭曲”的方式能使翅膀下方空气流速大于上方空气流速,此时翅膀下方的压强小于上方的压强,从而使灰鹅受到一个向下的压力差,能迅速降低飞行高度,使飞行更安全。
19.答:(1)当草原上的风吹过时,洞口A的流速大压强小,洞口C的流速小压强大,所以A、B、C三点的空气流动方向是C→B→A。
(2)现在犬鼠待在右边的窝里,犬鼠的体温使得周围空气温度升高,使空气加快上升流动,加快了犬鼠的体液蒸发,更加凉爽,所以是夏天。
20.
答案为:不相同;甲图用吸管吸饮料时,嘴吸走管中的空气,使吸管内的气体压强小于液面上方的大气压强,饮料在大气压的作用下使吸管中的液面上升;图乙嘴吹气时,吸管上方的空气流速加快,压强变小,小于水面上方的大气压,使吸管中的液面上升。
21.答:由图示现象可知,当向硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹气时,由于硬币凸出,造成硬币上方空气流动速度加快,压强减小,硬币会跳过木块,由此证明气体流速越大的位置压强越小。
22.(1)在相同时间内,机翼上方气流通过的路程较长
流体流速越大的位置压强越小,下方气流对机翼向上的压力大于上方气流对机翼向下的压力
(2)①等于 ②小于
23.(1)大
(2)小 C
(3)增大
[解析]
(1)在图甲的装置中,当用吹风机抽气时,在相同时间内,通过每个管子的气体总量相同,则细管内气体流速比粗管内气体流速大。(2)如图乙所示,①②③三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,平稳流动的气体,流速大的位置压强小。
图线③表示的压强最大,气流速度最小,所以它反映的是装置中C塑料管内的气体压强随时间变化的情况。
(3)当将抽气的吹风机调换挡位后,图像中①②③三条图线出现了下移,即压强都变小了,根据流体流速越大压强越小,可以判断三节管中气体的流速增大了。
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