9.5流体压强与流速的关系
基础过关全练
知识点 1 流体压强与流速的关系
1.教材图片变式为了探究气体流动时压强大小的特点,小王将两纸片靠拢,纸片下端自然下垂,如图(a)所示。然后他向两纸片间慢速吹气,实验现象如图(b)所示,接着他快速吹气,实验现象如图(c)所示。
(1)分析比较图 可知:气体流动时,压强会变小。
(2)分析比较图(b)和(c)可知: 。
2.跨学科·物理学与日常生活(2024 福建安溪期中)如图所示为小华家的洗衣槽。小华发现洗完衣服,取下盖子排水时,洗衣槽的排水孔处产生漩涡,水快速排出。请你用所学的物理知识解释水能快速排出的原理。
知识点2 飞机的升力
3.新课标·模型建构(2024 湖南张家界永定期中)如图所示,两个完全相同的机翼模型a和b都只能在风的作用下沿竖直方向上下自由运动,A、B 两弹簧测力计的示数分别为 F。、Fb,下列说法正确的是 ( )
A.当风向变为相反时,模型a将下降
B.当风突然停止时,模型b将下降
C.当风以相同的速度吹向模型时,,F。< Fb
D.当风以相同的速度吹向模型时,
4.新课标·国家安全 如图甲所示,歼-20战斗机是一款具备高隐身性、高态势感知、高机动性等能力的隐形第五代制空战斗机,该机将担负我国空军未来对空、对海的主权维护任务。歼-20战斗机机翼的横截面设计成如图乙所示的形状,这利用了在气体中流速越大的位置压强 (选填“越大”“不变”或“越小”)的原理。当飞机在跑道上高速滑行时,机翼上方受到的空气压力 F (选填“大于”“小于”或“等于”)下方受到的空气压力 F ,此时飞机对跑道的压强 (选填“大于”“小于”或“等于”)飞机静止时对跑道的压强。
能力提升全练 实战演练 能力检验答案P149
5.(2024四川自贡中考,15,★☆)下列选项能够用流体压强与流速关系说明的是 ( )
6.新课标·安全与健康(2024 安徽来安二模,5,★☆)夏季为溺水高发期,大约有90%的海边溺水事故是海滩附近的离岸流造成的。如图所示,由于离岸流的流速较大,海浪附近压强较 ,海滩玩耍的人很容易被吸入海浪,引发溺水事故。
7.(2024广东连州二模,9节选,★☆)如图,室内的窗户上悬挂有窗帘,大风沿着水平方向吹过,当窗户处于打开状态时,窗帘 (选填“飘向室内”或“飘向室外”),这是因为窗户外空气流速大,压强 。
8.新课标·科学推理 (2024 山东淄博张店二模,18, )如图所示,物理小组的同学首先向水槽里倒入适量的水,然后松开铁夹,水流入a、b两管,稳定后,a管中水面的高度为h ,b管中水面的高度为h ,则h h ;如果再打开软木塞,在水流动的过程中,h h 。(以上两空均选填“>”“<”或“=”)
素养探究全练
9.新中考·设计实验(2024福建连江期中)飞机在空中飞行时都有一定的迎角(机翼轴线与水平气流的夹角)。飞机飞行时的升力除了与机翼形状有关外,是否还与迎角大小有关 为了探究这一问题,小明利用电风扇、升力测力计、飞机模型,按图甲方式进行如下实验。
步骤1:使飞机模型的迎角为0°,闭合电风扇的开关,记录升力测力计的示数;
步骤2:改变迎角大小,使其分别为5°、10°、15°、20°等,重复步骤1;
步骤3:如图乙所示,通过测得的数据作图得到飞机模型受到的升力与迎角的关系图像。
(1)如果没有升力测力计,为了测量升力大小, 使用电子台秤代替, 使用弹簧测力计代替;(以上两空均选填“能”或“不能”)
(2)本实验得出的结论是 ;
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(3)小明要进一步研究“飞机的升力与其飞行速度的关系”,利用现有器材,如何操作可以达到实验目的
第5节 流体压强与流速的关系
基础过关全练
①答案 (1)(a)、(b)[或(a)、(c)] (2)气体流动时,流速越大,压强越小;流速越小,压强越大
解析 (1)(a)图,未吹气时,两纸片内外侧气体流速相同,压强相等,纸片自然下垂;(b)和(c)图,当向中间吹气时,中间的空气流动速度增大,压强减小,纸片外侧的压强不变,纸片受到向内的压强大于向外的压强,受到向内的压力大于向外的压力,纸片在压力差的作用下向中间靠拢,说明气体流动时,压强变小;(2)(c)图比(b)图气体流速更快,纸片靠拢得更近,说明气体流动时,流速越大,压强越小;流速越小,压强越大。
②解析 洗衣槽排水时,排水孔处产生旋涡,漩涡内侧的水流速度大,压强小,而漩涡外侧的水流速度小,压强大,产生了向漩涡内侧的压强差,从而产生了向漩涡内侧的压力差,在压力差的作用下更有利于水的快速排出。
③C当风吹向模型a时,模型a上表面的空气流速较快,压强较小,下表面的空气流速较慢,压强较大,模型a受到向上的压力大于向下的压力,模型a将在压力差的作用下上升,弹簧测力计A 的示数小于模型a所受的重力;当风向变为相反时,模型a上表面的空气流速仍比下表面的空气流速快,模型a仍会上升;当风吹向模型b时,模型b上表面的空气流速较慢,压强较大,下表面的空气流速较快,压强较小,模型b受到向上的压力小于向下的压力,模型b将在压力差的作用下下降,弹簧测力计 B 的示数大于模型b所受的重力;当风突然停止时,模型b受到的压力差消失,模型b将上升;模型a与模型b完全相同,则 故A、B、D错误,C正确。
④ 答案 越小 小于 小于
解析 在气体中,流速越大的位置,压强越小。当飞机在跑道上高速滑行时,机翼上方的空气流速快,压强较小,机翼下方的空气流速慢,压强较大,所以机翼上方受到向下的压力 F 小于机翼下方受到向上的压力 F ,飞机受到向上的升力,则此时飞机对跑道的压力小于飞机静止时对跑道的压力,飞机在跑道上高速滑行时与静止在跑道上时与地面的接触面积不变,由 可知此时飞机对跑道的压强小于飞机静止时对跑道的压强。
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⑤B液体内部压强随着液体深度的增加而增大,所以拦河坝设计成下宽上窄,故A 不符合题意;用漏斗向下吹气,乒乓球上方的空气流速快,压强小,乒乓球下方的空气流速慢,压强大,乒乓球受到的向上的压力大于向下的压力,乒乓球不下落,故B符合题意;用吸盘搬运玻璃、用吸管喝饮料均利用了大气压强,故C、D不符合题意。
⑥答案 小
解析 在流体中流速越大的位置压强越小,离岸流的流速较大,附近的压强较小,海滩边玩耍的人受到压力差的作用很容易被吸进海浪,引发溺水事故。
⑦答案 飘向室外 小
解析 当窗户处于打开状态时,窗户外的空气流速大,压强小,室内的空气流速小,压强大;窗帘受到向外的压力大于向内的压力,在压力差的作用下将飘向室外。
⑧答案 = >
解析 由图可知,a管和b管上端开口,底端连通,构成了连通器,连通器内装有相同液体且液体不流动时,连通器中各部分的液面高度总是相同的,即 打开右端的软木塞后,水会向外涌出,a管底部较粗,水的流速较慢,产生的压强较大,b管底部较细,水的流速较快,产生的压强较小,所以b管水面比a管水面低,即
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9答案 (1)能 能 (2)当风速一定,迎角在0~20°的范围内时,随着迎角的增大,飞机模型所受的升力先增大后减小,迎角为15°左右时飞机模型所受的升力达到最大 (3)见解析
解析 (1)飞机模型在实验中受到重力和升力的作用,如果没有升力测力计,可以使用弹簧测力计测量飞机模型的重力,然后打开电风扇,通过弹簧测力计示数的变化来测量升力的大小,同理使用电子台秤也可以达到测量升力大小的目的;(2)由图乙可知,当电风扇吹出的风速度一定,且飞机模型的迎角在0~20°的范围内时,随着迎角的增大,飞机模型所受的升力先增大后减小,迎角为15°左右时飞机模型所受的升力达到最大;(3)小明若要进一步研究“飞机的升力与其飞行速度的关系”,需要控制飞机模型的迎角不变,通过改变电风扇的挡位(改变风速大小)来达到实验目的。