人教版八年级下册物理第九章第四节 流体压强与流速的关系 课后练习及答案详解

流体压强与流速的关系
当火车驶进车站时，如果车站上的乘客站在安全线和火车之间，则乘客与火车之间的空气流速将____________，空气压强将__________，容易引发危险。（都选填“变大”“不变”或“变小”）
如图所示，双手轻轻捏住一张薄纸，将一端按在嘴唇的下方，向前吹气，会看到纸条向_____（选填“上”或“下”）飘动，这是因为纸片上表面气体流速比下表面的要_______（选填“大”或“小”），纸片上表面气体压强比下表面的要________（选填“大”或“小”）。
下列能够说明流体压强与流速关系的是（　　）
A．拦河坝设计成下宽上窄
B．玻璃厂用吸盘搬运玻璃
C．高压锅容易把食物煮熟
D．风沿着窗外的墙面吹过时，窗口悬挂的窗帘会飘向窗外
以下事例中不是关于流体压强与流速的关系的是（　　）
A．运动员们常打出的香蕉球
B．飞机的机翼形状，使得它可以飞上天
C．火车站站台画有1米安全线
D．坐车时为了安全，最好系安全带
2013年5月20日，美国南部地区遭遇巨型龙卷风侵袭。龙卷风的实质是高速旋转的气流，它能“吸入”物体是由于龙卷风内部空气流速大于外部空气流速，所以龙卷风内部的压强_________（填“大于”或“小于”）外部压强；物体被“卷向”空中是由于受到一个向__________（填“上”或“下”）的合力。
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
在玻璃瓶里装一些红色的水，取一根两端开口的细玻璃管，让玻璃管穿过橡皮塞插入水中，并从管子上端吹入少量气体，这样小明就制成了一个简易的多功能物理实验演示器。当把此装置从山脚带到山顶时，发现玻璃管内液面升高，这说明______________；取一吸管，靠近玻璃管口，通过吸管向右吹气，如图所示，发现玻璃管内液面上升，这说明______________________；将瓶内灌满水，塞紧塞子，用力挤压瓶子，发现玻璃管内液面上升，这说明___________________________。
化学实验室里常用的水流抽气机的结构如图所示。使用时让自来水流入具有内置喷口的T型玻璃管内。由于水流的作用，喷口A处气流的速度将_________（选填“减小”“增大”或“不变”），A处气体的压强将_________（选填“减小”“增大”或“不变”），从而使喷口A处的气体和抽气容器内的气体之间产生压力差，以达到抽气的目的。
如图所示，两个完全相同的机翼模型a和b被固定在竖直方向，只能上下自由运动，A、B两弹簧测力计的示数分别为FA、FB，当相同的风速吹向飞机模型时，FA______FB（填“＞”“＜”或“＝”）。当风突然停止时，模型_________（填“a”或“b”）将上升。
　
有些轿车的尾部安装了导流板，如图所示。它的作用主要是在轿车高速行驶时，增加对地面的压力，提高车轮的抓地性能。则导流板横截面的形状是__________。
如图是北美草原犬鼠洞穴的橫截面示意图。它有两个出口，洞口A表面隆起，洞口B表面平坦。则下列分析正确的是（　　）
A．洞口A表面空气流速小，压强大
B．风总是A口吹入，B口吹出
C．洞口B表面空气流速大，压强小
D．风总是B口吹入，A口吹出
为改善地铁地下车站的通风状况，小明设计了一种抽气管道，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下列图中的（　　）

A B C D
物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。当流体处于流动状态时，其内部各处的压强有什么规律呢？
小李同学将粗细不同的玻璃管装置接到水流稳定的自来水管上，当水在玻璃管中流动时，可以看到两个竖直管中水面的高度并不相同，实验现象如图a所示。接着，小李同学又自制了一个飞机机翼模型，将其固定在托盘测力计上，观察测力计示数，如图b所示，在机翼模型正前方用电扇迎面吹风来模拟飞机飞行时的气流，观察到测力计的示数变小了。
（1）由图a所示的实验现象，可得出流体压强与流速之间的关系的初步结论是：__________________________。
（2）在图b所示的实验中，电扇转动后，托盘测力计的示数变小了，原因是：机翼上凸下平，相同时间内，上方气流通过机翼的路程__________下方气流通过机翼的路程，上方气流速度___________下方气流速度，造成机翼上方压强____________下方压强，所以机翼获得向上的升力，使测力计读数变小。（选填“大于”或“小于”）
（3）在下列情形中，能够运用上述结论进行解释的是______________。（选填序号）
A．将氢气球放手后，它会飘向空中
B．大风吹过，未插住插销的窗户向外推开
C．直升飞机能够停在空中一定高度处
D．地铁站台上，人必须在警戒线外候车
E．船舶航行时应避免两艘靠近的船并排前进
我们已经知道静止液体内部压强规律，那么，流动着的液体的压强大小又有什么规律呢？我们可以通过下面的实验来研究这个问题。
打开水龙头，使自来水流过图1所示的玻璃管，可以看到A、B处竖直玻璃管中的液面高度不同，这说明A、B处的压强不同，是什么原因引起的A、B处的压强不同的呢？
（1）根据上面的实验现象，请你分析，A、B两处哪处的压强小？其物理依据是什么？
（2）请你总结出流动液体压强大小的规律；
（3）根据你得的规律解释下面的现象。
如图2所示的是两艘并排的船，它们在航行时，常常会不由自主地碰在一起，这是为什么？
流体压强与流速的关系
课后练习参考答案
变大 变小
详解：当火车驶过车站时，安全线以内的地方空气流速增大，空气压强减小；人外侧受到的压强大于内侧受到的压强，人被压向列车，引发危险。
上 大 小
详解：如图，当用嘴沿纸片吹气时，纸的上方空气流速大，压强小，下方空气流速慢，压强大，于是产生一个向上的压力差，使纸片向上飘动。
D
详解：拦河坝设计成下宽上窄的原因是：液体内部压强随着深度的增加而增大，故A错误；玻璃厂用吸盘搬运玻璃是利用大气压强，故B错误；高压锅容易把食物煮熟，这是利用气压大、沸点高的特点，故C错误；风沿着外墙吹过时，窗帘外侧空气流速大，压强小，内侧空气流速慢，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，故D正确；故选D。
D
详解：运动员们常打出的香蕉球，就是利用了气体流速和压强的关系，A不符合题意；飞机机翼上部凸起，在机翼上方的空气流速快压强小，在机翼下方的空气流速慢压强大，便形成向上的升力，B不符合题意；人离列车太近时，高速列车行驶过程中，使人和列车之间的空气流动速度很大，压强很小，人外侧的压强不变，人在内外压强差的作用下，被压向列车出现事故，C不符合题意；坐车时为了安全，最好系安全带，是为了防止汽车紧急刹车时由于惯性造成危害，与流体压强与流速的关系无关，D符合题意。故选D。
小于 上
详解：龙卷风内部空气流速大于外部空气流速，所以龙卷风内部的压强小于外部压强；
物体靠近龙卷风的方向，空气流速大，压强小，远离龙卷风的方向，空气流速小，压强大，物体在压强差的作用下，受到向上压力差，被吸入龙卷风。
A
详解：人离高速列车比较近时，高速列车的速度很大，人和高速列车的之间的空气流动速度很大，压强小，人外侧的压强不变，人受到外侧压强大于人内侧受到的压强，人在较大的压强差作用下很容易被压向列车，发生交通事故。故选A。
高度越高，大气压越小；流速越大的地方，压强越小；力可以使物体发生形变。
详解：把此装置从山脚带到山顶，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，因此管内水柱的高度会增大；往管上方吹气，管上方空气的流速增大，压强减小，管中液体受到向上的压强大于向下的压强，液面上升；用力挤压瓶子，发现玻璃管内液面上升，这说明力可以使物体发生形变。
增大 减小
详解：水向下流动时，流速增大，从而带动水流周围的气体流速增大，根据流体的压强与流速的关系可知，此时A处的气体压强减小，从而使喷口A处的气体和抽气容器内的气体之间产生压力差，以达到抽气的目的。
＜ b
详解：如图所示，a的形状类似于机翼，气流流过时，上方空气流速大、压强小，下方空气流速小、压强大，会产生向上的升力，所以弹簧测力计A的示数变小；图中b的形状是装反了的机翼，气流流过时，下方空气流速大、压强小，上方空气流速小、压强大，会产生向下的力，所以弹簧测力计B的示数变大；所以FA＜FB；当风突然停止时，模型b受到的向下的力减小，所以将上升。
C
详解：流体压强的特点是：流速越大，压强越小。要想增加对地面的压力，提高车轮的抓地性能，则导流板应受到一个向下的压强差，也就是必须使导流板下方的空气流速大，压强小，因此导流板的下方必须凸起且上方平直。由上述可知选项A、B、D中的导流板形状都不符合要求。
故选C。
D
详解：等质量的空气在相同的时间内通过出口的上表面，由于B出口平直，A出口向上突起，所以空气通过B出口上表面的流速小，压强大；通过A出口上表面的流速大，压强小，在两个出口间形成一个向右的压强差，因此，地面上的风总是B口吹入A口吹出。故选D。
B
详解：分析题意可知，这里是想利用地面横风实现自动抽气，结合图中的设计图可以看出，主要是利用了流体压强与流速的关系。只有当管道口上方空气流速快、压强小，下方空气流速慢、压强大时，会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快，压强变小，对照选项中的图片可知，图B符合要求。故选B。
（1）流速越大的位置压强越小 （2）大于 大于 小于 （3）BDE
详解：（1）图a中，左端管比较粗，右端管较细。在流量一定时，管子越细，水的流速就越大。由图可知，左端管上方液柱高说明压强大，由此得出流体压强与流速的关系：流速越大的位置压强越小。
（2）电扇转动后，气流会流经飞机机翼模型，机翼模型上方凸空气通过的路程长，流速大，向下的压强小；机翼模型下方平空气通过的路程短，流速小，向上的压强大，从而形成了一个向上的压强差，使托盘测力计的示数减小。
（3）氢气球升空是受到浮力，与流体压强无关。故A错误；大风吹过，未插住插销的窗户向外推开，是因为室外空气流速加快，压强减小，室内气压大于室外造成的，故B正确；直升飞机的螺旋桨的桨面是斜面，它高速旋转，下表面给空气一个向下的力，物体间力的作用是相互的，空气也给螺旋桨一个向上的力，这个力使直升飞机停在空中。故C错误；地铁站台上，人必须在警戒线外候车，是为了防止列车速度快，造成周围空气流速加快，压强减小，在大气压的作用下，容易把人压入车底。故D正确；两船并排快速前行，可导致中间水流速变大，压强变小。水压着船向中间靠近，造成事故。所以船舶航行时应避免两艘靠近的船并排前进。故E正确。
（1）B处的压强小。物理依据：A、B两处水的压强等于它所支撑的水柱产生的压强。由题意知，B处水柱的高度低于A处，根据液体压强的计算公式p＝ρgh可知，B处的压强小于A处的压强。
（2）在流体中，流速越大的位置，压强越小。
（3）两船内侧的水流速度大，外侧的水流速小，根据流体压强与流速的关系可知：两船内侧的水的压强小于两船外侧水的压强，在这个压强差的作用下，两船会向中间靠拢，出现相撞的情形。
详解：（1）（3）同答案。
（2）由于A、B两处是在同一水管中，在相同的时间内流过的水量相同，由于B处水管最细，所以B处的水流速最大。再结合B处的压强小于A处的压强。由此可得结论：在流体中，流速越大的位置，压强越小。