9.4 流体压强与流速的关系
作业目标 对应题号 答错题号 自我评价
1.通过实验,能总结出流体压强与流速的关系 1、2、6 很棒□ 及格□ 加油□
2.能利用流体压强与流速的关系解释升力产生的原因 10~12
3.能利用流体压强与流速的关系解释生活中的有关现象 3~5、7~9、13~23
【练基础】
必备知识1 流体压强与流速的关系
1.如图所示,在两支铅笔并排做成的水平轨道上放两个乒乓球,用一支吸管对着两个乒乓球中间吹气,会观察到两个乒乓球 (选填“远离”或“靠近”),这是因为流体流速越大压强 (选填“越大”或“越小”)。
2.地铁作为现代地下交通工具,大大减轻了地面交通压力。地铁进站前,乘客必须站在站台安全线以外。这是因为地铁进站时,车体与人体之间空气流速 ,压强 ,容易造成安全隐患。(均选填“增大”或“减小”)
3.如图所示,龙卷风的风力极大。在龙卷风中心附近,水平风速每秒可达50~119 m,极端情况每秒可达120 m(而12级风的风速只相当于每秒30多米),这时龙卷风的中心气压极度 (选填“减小”或“增大”),地面附近的物体会被“吸”入气流旋涡中,造成异常惊人的破坏。
4.紧闭车窗的汽车行驶在无风的雪天,如果打开一侧的车窗,汽车外面的雪不会往车里进,这是因为汽车在行驶过程中,车窗外空气流速大于车内空气的流速,车窗外空气的压强 (选填“大于”“等于”或“小于”)车内空气的压强。
5.轿车在水平平直公路上高速行驶,如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.轿车上表面空气流速小、压强大
B.轿车上表面空气流速大、压强小
C.轿车上表面空气流速大、压强大
D.轿车对地面的压力等于重力
6.如图所示,“奥林匹克号”在海上全速前进,比它小得多的“豪克号”沿着与它的航线几乎平行的方向疾驰,结果两船剧烈相撞,造成此事故的原因是 ( )
A.甲处流速比乙、丙处大,压强比乙、丙处大
B.甲处流速比乙、丙处大,压强比乙、丙处小
C.甲处流速比乙、丙处小,压强比乙、丙处大
D.甲处流速比乙、丙处小,压强比乙、丙处小
7.如图所示,一把太阳伞固定在地面上,一阵大风吹来,伞面被“吸”,严重变形。下列有关这一现象及其解释,正确的是 ( )
A.伞面被向下“吸”,伞上方的空气流速大于下方
B.伞面被向上“吸”,伞上方的空气流速大于下方
C.伞面被向下“吸”,伞上方的空气流速小于下方
D.伞面被向上“吸”,伞上方的空气流速小于下方
8.以下选项中,不能用“流体压强与流速关系”解释的是 ( )
A.乒乓球运动员拉出的“弧圈球”
B.壁虎靠脚上的“吸盘”在墙上爬行
C.正在空中“滑翔”的雄鹰
D.飞机机翼设计成流线型
9.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 ( )
A.流速大,压强大
B.流速大,压强小
C.流速小,压强大
D.流速小,压强小
必备知识2 飞机的升力
10.飞机飞行时,机翼的形状决定了机翼上、下表面流动的空气速度是 的。图为机翼周围空气的流向,机翼上方空气流动比下方快,所以机翼 的压强较大,这一压强差使飞机获得向上的升力。
11.地效翼船是一种经济、安全的飞行器,其工作原理是:在贴近水面或地面飞行时,离地表很近带有翼刀或隔断端板的机翼下方,就会形成气流堵塞,导致空气流速减小,压强 ,使机翼上下表面间形成压力差,从而产生一个 (选填“向上”或“向下”)的升力。
12.在某科技馆内,有一个风洞实验室,一架模型飞机固定在托盘测力计上(如图所示)。无风时,托盘测力计示数为15 N;当迎面吹着飞机的风速达到20 m/s时,托盘测力计的示数为7 N,可以判定飞机受到了一个新的力。根据你的分析,飞机受到该力的大小为 N,方向 。
【练能力】
关键能力 利用流体压强与流速的关系解释现象
13.2022年5月21日,我国海军辽宁舰航母编队圆满完成演习任务,从太平洋返回东海。如图所示,各舰船同速前行时,相邻舰船相对 (选填“运动”或“静止”);且各舰船之间需保持一定距离,以防止相邻舰船间水的流速大,压强 (选填“大”或“小”)而出现碰撞。
14.如图,这是自制发球机示意图,当吹风机向水平管吹风时,乒乓球上方的气体压强变 。已知球的质量为2.5 g,竖直方向受大气压作用的等效面积为12.5 cm2,若不计管壁摩擦,当球下方和上方气压差为 Pa时,球恰能上升;若考虑管壁摩擦,则需要 乒乓球上方的风速。(g取10 N/kg)
15.为了解决“H”形地下通道中过道的通风问题,有人设计了如图所示的方案。图中黑色部分为墙面凸出部分,当有风沿箭头方向从外面吹向地下通道时,过道中的空气流动方向是 (选填“由左向右”或“由右向左”)。
16.如图所示,这是一种水翼船,船体下安装了水翼。当船在高速航行时,水面下的水翼会使船身整体抬高离开水面,从而减小水对船的阻力。则水翼安装正确的是 ( )
A B
C D
17.好风凭借力,送我上青云。C919飞机是中国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机,2023年8月2日,第二架C919执行商业飞行。关于C919飞机在空中飞行时,下列说法正确的是 ( )
A.机翼上表面空气流速度更大、压强更大
B.机翼上表面空气流速度更大、压强更小
C.机翼下表面空气流速度更大、压强更小
D.机翼下表面空气流速度更小、压强更小
18.如图所示的装置上方为一个粗细不均匀的两头开口玻璃管,台下连通一个装有红墨水的U形管AB,当用吹风机向玻璃管中吹风时,出现的现象是 ( )
A.A管上方空气流速大
B.A管液面比B管液面低
C.B管上方空气流速小
D.A管液面比B管液面高
【练素养】
19.学校禁止中小学生私自下河游泳。有些看似平静的水面下往往暗藏旋涡,若被卷入其中可能会出现危险,因为旋涡中心 ( )
A.水流速度大,压强大
B.水流速度小,压强小
C.水流速度大,压强小
D.水流速度小,压强大
20.下列实例中,应用了“流体压强与流速的关系”的是 ( )
A.用吸管吸饮料 B.用高压锅煮食物
C.茶壶的壶盖留有小孔 D.火车站台设置安全线
21.出色的足球运动员常会利用“香蕉球”破门得分。“香蕉球”在空中划出一道优美的弧线,如图所示。下列相关说法正确的是 ( )
A.足球在飞行过程中没有受到力的作用
B.足球在飞行过程中受惯性作用不断向内侧偏转
C.足球向内侧偏转是因为内侧空气流速大,外侧空气流速小
D.足球向内侧偏转是因为内侧空气流速小,外侧空气流速大
22.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0.2 m/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 。
23.建湖高铁站站台上标有一条安全线。乘客必须站在安全线之外候车,目的是避免乘客被吸向列车的事故发生。因为列车进站时车体附近 ( )
A.空气流速小,压强小
B.空气流速大,压强大
C.空气流速小,压强大
D.空气流速大,压强小
参考答案
9.4 流体压强与流速的关系
练基础
1.靠近 越小
【解析】在两支铅笔并排做成的水平轨道上放两个乒乓球,用一支吸管对着两个乒乓球中间吹气,会观察到两个乒乓球靠近,这是因为流体流速大的地方压强小,乒乓球中间的压强小于两侧的压强,在内外气压差的作用下靠近。
2.增大 减小
3.减小
4.小于
5.B
6.B 【解析】由流体压强和流速的关系:流速大的地方压强小,流速小的地方压强大可知,两船靠得比较近且并排前进,两船之间的水流通道变窄,船体内侧甲处水流速度大于船体外侧乙、丙处水流速度,船体外侧压强小于船体内部压强,船被水挤压相互靠近,发生剧烈相撞。故选B。
7.B 8.B
9.B 【解析】在吸管的上方推动注射器的活塞时,吸管上方空气的流动速度较大,压强较小,在瓶内气压作用下水面上升。
10.不同 下方
11.增大(变大) 向上
12.8 竖直向上(或向上)
【解析】无风时,托盘测力计示数为15 N说明飞机受到的重力为15 N。对飞机吹风时托盘测力计的示数变为7 N,示数减小,说明飞机受到了一个向上的升力,升力的大小为F'=G-F=15 N-7 N=8 N。
练能力
13.静止 小
【解析】各舰船运动方向相同,速度相同,它们之间的相对位置没变,所以说它们之间是相对静止的。各舰船之间需保持一定距离,以防止相邻舰船间水的流速大,压强小而出现碰撞。
14.小 20 增大
【解析】当吹风机向水平管吹风时,乒乓球上方的气体流速大,压强小,小于下端管口气体压强,原本静止的乒乓球沿管上升;球的质量G=mg=2.5×1 kg×10 N/kg=2.5×1 N,球下方受到的压力F=G=2.5×1 N,受力面积S=12.5 cm2=12.5×1 m2,球下方和上方气压差p===20 Pa;若考虑管壁摩擦,则需要增大乒乓球上方的风速,使球下方和上方气压差增大,从而使球沿竖直管上升。
15.由左向右
16.D
17.B 【解析】飞机采用上表面凸起、下表面扁平的固定机翼,空气流过机翼时,上表面的速度大,下表面的流速小,所以上表面空气产生的压强小,下表面产生的压强大,从而对机翼产生向上的升力,故B正确。故选B。
18.B
练素养
19.C 【解析】旋涡外的水流速小,压强大,旋涡内的水流速大,压强小,在压强差的作用下,容易将附近的人“吸”进旋涡,造成危险。
20.D 【解析】用吸管吸饮料时,嘴内的气压小于外界大气压,饮料在大气压力作用下被压入嘴中,利用了大气压,故A不符合题意;高压锅煮食物熟得快,是因为锅内气压高、液体沸点高,故B不符合题意;茶壶的盖上留一小孔,使内外气压相等,水才容易倒出来,利用了大气压,故C不符合题意;火车站台上,靠近火车的一侧,空气流速大,压强小,另一侧空气流速小,压强大,会产生向内的压强差,容易发生危险,所以要设置安全线,故D符合题意。
21.C 【解析】足球在飞行过程中受到竖直向下的重力、空气的阻力的作用,故A错误;惯性是一种性质,不能说物体受到惯性的作用,故B错误;足球向内侧偏转,这说明外侧空气的压强大、内侧空气的压强小,则内侧的流速大、外侧的流速小,故C正确、D错误。
22.小 大气压 相同
【解析】风帽转动时其内部空气流速变大、压强变小,所以室内的污浊气体在大气压的作用下被排出;由图示叶轮方向可知,当水平方向的风从不同方位吹来,风帽的转动方向都是顺时针,故风帽的转动方向相同。
23.D
2