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第四节 流体的压强与流速的关系
INCLUDEPICTURE "D:\\常先平\\常先平\\2016\\同步\\步步高\\生物\\生物浙科必修1\\步步高 生物浙科必修1\\《课时作业与单元检测》Word版文档\\知识清单.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\常先平\\常先平\\2016\\同步\\步步高\\生物\\生物浙科必修1\\步步高 生物浙科必修1\\《课时作业与单元检测》Word版文档\\知识清单.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\常先平\\常先平\\2016\\同步\\步步高\\生物\\生物浙科必修1\\步步高%2520%2520生物浙科必修1\\《课时作业与单元检测》Word版文档\\知识清单.TIF" \* MERGEFORMATINET
知识点1:流体压强与流速的关系
1.流体压强和流速的关系:流体流动时,流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大。
2.生活中的应用:等车的时候人要站在安全线以外;汽车的整体形状类似飞机机翼,有助于减小汽车对地面的压力;鼠洞的通风系统;乒乓球的上旋和下旋等。又如航海规定两艘轮船不能同向航行时靠得太近,否则容易造成事故。
3.飞机的升力
(1)机翼的形状:飞机的机翼一般做成上凸下平的形状,机翼的形状决定机翼上下表面空气流动的速度,从机翼横截面的形状可知,其上方弯曲,下方近似于直线、飞机飞行时,空气与机翼发生相对运动,由于机翼上方的空气要比下方的空气运行的路程长,所以机翼上方的空气流动比下方要快。
(2)升力产生的原因
从机翼上方流流通过的路程长,速度大,它对机翼上表面的压强较小;机翼下方气流通过的路程较短,速度小,它对机翼下表面的压强较大。这样,机翼上、下表面就存在着压强差,因而有压力差,这就是产生升力的原因。
★例1 如图,F1赛车尾部有后翘的合金板,它的作用是( )
A.为了让赛车更坚固 B.减小空气对车的阻力
C.增大车对地面的压力而增大摩擦 D.使赛车更加美观
易错点拨
易错点1:流体压强和流速的关系应用
例题2如图所示,教室里的天花板下面装有多档位吊扇,当吊扇正常工作时,关于吊扇对天花板的拉力与其重力大小的判断正确的是( )
A.吊扇在高档位工作时,拉力等于重力
B.吊扇在低档位工作时,拉力大于重力
C.吊扇在任意档位工作时,拉力等于重力
D.吊扇在任意档位工作时,拉力小于重力
综合应用
例题3探究“硬币起飞”的条件。
(一)查寻规律:在地面附近同一高度或高度差不显著的情况下空气流速v与压强P的关系可表示为+p=C,式中C是常量,ρ表示空气密度。根据上述关系式可知
(1)常量C表示空气流速为0时的 。
(二)设计实验:本研究需要知道硬币的质量m(或重力G)和硬币上(或下)表面面积S。
(2)某同学采用图1所示的方法测定硬币上(或下)表面面积。
1 得硬币的直径D= 厘米。
②根据数学公式S=即可算出硬币上(或下)表面面积。
(3)请你设计一个测定硬币质量(或重力)的实验方案。 。
(三)探究条件:如图2所示,在水平桌面上放置一个硬币并沿箭头所示方向吹气,气流通过硬币上部,由于硬币下面没有气流通过,从而产生压力差,给硬币一个向上的动力。
(4)根据上述流速与压强的关系式可知,硬币下方空气压强p下= 。
(5)刚好将硬币吹起时,硬币上、下表面的压力差△F= 。
(四)得出结论:
(6)请写出刚好将硬币吹起时吹气速度v的表达式 (用ρ、S、m或G表示)。
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一.选择题(共10小题)
1.(2018?怀化)高铁站台的安全线到站台边缘的距离比普通火车站台的安全线到站台边缘的距离更远,这是因为高铁列车经过站台时车身附近的空气( )
A.流速更快,压强更小 B.流速更快,压强更大
C.流速更慢,压强更小 D.流速更慢,压强更大
2.(2018?江西)2018年5月,一架正在高空中飞行的飞机,风挡玻璃突然爆裂,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
3.(2018?河南)与头发摩擦过的塑料尺能“吸”起纸屑。下列现象中”吸”的物理原理与其相同的是( )
A.挤压后的塑料吸盘“吸”在瓷砖上 B.削平的铅柱挤压后会“吸”在一起
C.干手搓开的新塑料袋“吸”在手上 D.行驶的汽车的窗帘被“吸”出窗外
4.(2018?钦州)如图所示,把饮料吸管A插入盛水的杯中,另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端。往B管中吹气,可以看到A管中的水面上升,这是因为( )
A.A管上端口附近气压变小 B.B管左端口附近气压变大
C.杯中水面上的大气压变大 D.杯中的水产生的压强变小
5.(2018?昆明)据报道,今年4月17日早上10时许,美国一架正在空中飞行的客机,引擎疑起火爆炸,之后有碎片打穿玻璃窗,导致一名妇女半个身体被“吸出了”窗外。无独有偶,5月14日下午,四川航空一架正在空中飞行的客机驾驶舱内,挡风玻璃突然爆裂,副驾驶半个身体也被“吸出了”窗外。这两起事故说明空中正常飞行的客机,机舱内的气压p1与舱外大气的压强p2相比较是( )
A.p1=p2 B.p1<p2 C.p1>p2 D.无法确定
6.(2018?湖州)下列4幅图所呈现的情景中,主要利用了流体力学中“流速越大,压强越小”这一原理的是( )
A.德清一号卫星升空 B.C919客机升空
C.复兴号列车高速行驶 D.蛟龙号深潜器下潜
7.(2018?衡阳)有关物理知识的应用,说法正确的是( )
A.飞机的机翼能获得升力,是用流体中流速大的地方压强越大的原理
B.人用吸管吸食饮料是靠大气压强把饮料“压”进了嘴里
C.体操运动员上杠前给手涂防滑粉是为了减小摩擦力
D.超导材料可应用于电饭锅和远距离输电线
8.(2014?衡阳)如图所示的四种飞行器,在飞行时利用流体压强与流速关系获升力的是( )
A.热气球 B.飞艇 C.飞机 D.火箭
9.(2013?成都)2012年9月,我国第一艘航空母舰“辽宁舰”正式交付海军。如图所示,歼﹣15飞机在辽宁舰进行起降飞行训练。下列说法正确的是( )
A.歼﹣15能升空是因为它的密度小于空气密度
B.歼﹣15能降落是因为它改变了自身重力
C.随着歼﹣15上升高度增加,机舱外大气压增大
D.歼﹣15上升高度增加,机舱外大气压减小
10.(2006?黄冈)在五一游艺晚会上,陈思同学演示了如图所示的实验,排在一条线上的三个碗,中间碗内放一个乒乓球,当用小管向球斜上方吹气,乒乓球将( )
A.仍静止 B.运动到左碗 C.运动到右碗 D.无法确定
二.填空题(共5小题)
11.(2011?柳州)如图,用手握着两张纸,让纸自由下垂。在两张纸的中间向下吹气,这两张纸会向 运动(选填“中间”或“两边”),这个现象说明,气体流动时,流速 的地方压强小。
12.(2018?东营)如图所示,某型号飞机模型机翼上表面凸起,下表面较平。在飞行过程中由于上表面的空气流速 (选填“大”或“小”),压强 (选填“大”或“小”),从而能获得向上的升力。
13.(2017?贵港)2017年5月5日,中国自己的大飞机C919首飞成功,举国欢庆。世界上多了一款属于中国的完全按照世界先进标准研制的大型客机。飞机的机翼通常都做成上表面 ,下表面平直的形状。当飞机在空中飞行时,流过机翼上方的空气速度比流过机翼下方的空气速度 。
14.(2018?自贡)高速行驶的列车车厢两侧的窗口打开后,窗帘没有飘向窗内,反而会飘向窗外。这是因为车外空气的 。列车进站前提前关闭动力,列车由于 ,仍能前进一段路程,到达停车位置。
15.(2017?锦州)如图所示,机翼上方的形状为曲线,下方形状近似于直线,则在相同时间内,机翼上方的气流通过的路程比下方气流通过的路程长,因而机翼上方空气流动速度比下方流动速度快,机翼上方受到的压强比机翼下方受到的压强 ,形成的压强差使飞机获得竖直向 的升力。
三.实验探究题(共1小题)
16.(2018?温州)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?为了研究这一问题,在老师的帮助下,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。
①闭合电风扇的开关,调节档位使其风速最大,并使飞机模型的迎角为0°,记录测力计的示数。重复5次实验并计算升力平均值。
②改变迎角大小,使其分别为5°、10°、15°、20°,重复步骤①。
③处理相关数据得到“升力与迎角的关系”如图乙。
(1)本实验得出的结论是: 。
(2)小明若要进一步研究“飞机的升力与其飞行速度的关系”。利用现有器材,如何操作可以模拟飞机不同的飞行速度? 。
(3)资料显示:本实验结论与实际相符,且飞机迎角一定时,飞行速度越大升力也越大。若某飞机以500千米/时做水平匀速直线飞行时的迎角为θ1,而以800千米/时做水平匀速直线飞行时的迎角为θ2(θ1、θ2均小于15°)。请比较θ1、θ2的大小关系: 。
四.解答题(共1小题)
17.(2018?宁波)取一根吸管,在离吸管末端三分之一处,剪一水平切口P,从切口处折弯吸管,把吸管放进水里,让切口离水面约2﹣3cm,用力吹气,如图所示,发现切口处有水沿水平方向喷出。请你运用科学知识解释此现象形成的原因。
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一.选择题(共10小题)
1.(2018?方城县一模)美国被称为“龙卷风之乡”,平均每天就有5个,不仅数量多,而且强度大。龙卷风实质是高速旋转的气流,它能把地面上的物体或人“吸”起卷入空中,如图所示。龙卷风能“吸”起物体的主要原因是( )
A.龙卷风增大了空气对物体的浮力
B.龙卷风使物体受到的重力减小
C.龙卷风中心区域的气压远小于外部的气压
D.龙卷风产生了强大的静电,将物体吸上天空
2.(2018?罗庄区校级模拟)下列现象中,能利用气体或液体压强与流速关系是( )
①地铁或火车站等车时,要求乘客离开站台1m以上,
②汽车做成流线型,
③龙卷风内部的压强远小于外部压强,
④大型客机升空前要加速滑行。
A.②④ B.①③④ C.①④ D.②③
3.(2018?根河市模拟)当动车组列车以200km/h的速度行驶时,铁路两侧各3m范围内会产生8级风力,即使只是在路边,也可能将人卷到铁轨上,所以千万不要太靠近高速行驶的列车。这是因为高速行驶的列车与路边行人之间的( )
A.空气流速减小,压强增大 B.空气流速减小,压强减小
C.空气流速增大,压强减小 D.空气流速增大,压强增大
4.(2018?唐河县三模)如图中各现象与飞机机翼获得升力的原理相同的是( )
A.液压机 B.简易喷雾器 C.钢笔吸墨水 D.升空的热气球
5.(2018?鼓楼区校级模拟)我国的航母正按计划进行各项科研试验和训练。如图所示是中国航母“瓦良格”号训练时的图片。下列说法中正确的是( )
A.舰载飞机起飞,是通过发射和接收电磁波与航母传递信息的
B.飞机在降落过程中,关闭发动机时仍能滑翔,是飞机惯性作用的缘故
C.舰载飞机飞离航母前后,航母始终漂浮,所受浮力的大小不变
D.飞机飞行时能获得向上的升力,是因为机翼上方空气流速小于机翼下方空气流速
6.(2017?贺兰县校级模拟)关于飞机的升力,以下说法正确是( )
A.飞机的升力是因为飞机高速运动产生的,任何一个物体,只要在空气中高速运动都会受到这样的升力
B.飞机的升力如同气球在空气中受到向上的力,是空气对它的浮力
C.飞机的升力是因为机翼上下方气流速度不同,使机翼上下表面产生的压强不同而产生
D.太空中杨利伟乘坐的“神舟”五号飞船,也同样受到升力作用
7.(2015?孝义市一模)如图所示实例所运用的物理知识与飞机起飞原理相同是( )
A.抽水机 B.U型“反水弯” C.简易喷雾器 D.滑雪板
8.(2015?黄冈模拟)在学习了物理知识以后,小勇同学发现物体可以因为不同的原因飞起来,下面是小勇同学的四种分析,其中错误的是( )
A.直升飞机能飞离地面是因为物体之间力的作用是相互的
B.武汉飞往北京的飞机能飞离地面是因为受到了空气的浮力
C.小时候玩的纸飞机扔出去后仍能向前飞行是因为纸飞机具有惯性
D.风筝在空中的姿态必须是倾斜的才能利用风的压力飞起来
9.(2012?硚口区模拟)下列物理现象解释错误的是( )
A.向两张纸中间吹气,纸会靠拢是因为空气流速越快压强越大
B.向右推墙时,墙对人有相反方向的作用力,使人向左运动
C.利用惯性使锤头套紧
D.塑料挂钩的吸盘贴在光滑的墙面上,能承受一定的拉力而不脱落,是由于大气压强的作用把它压在光滑的墙面上
10.(2014?罗田县一模)如图所示,是一种装咖啡的壶。咖啡壶的侧面装有一个透明的长直玻璃管,它和咖啡壶构成了一个连通器,用以显示壶中液面的高度。当阀门(俗称龙头)打开后,就会有咖啡流出,阀门关闭时,咖啡立即停止流出,那么玻璃管中的咖啡液面的变化情况是( )
A.无论阀门打开还是关闭,都始终和壶中的液面等高
B.阀门打开时和壶中的液面等高,阀门关闭时先上升到比壶中液面稍高处,然后再降到和 壶中液面等高处
C.阀门打开时会突然上升一小段高度,阀门关闭时先下降到比壶中液面稍低处,然后再升到和壶中液面等高处
D.阀门打开时会突然下降一小段高度,阀门关闭时先上升到比壶中液面稍高处,然后再降到和壶中液面等高处
二.填空题(共5小题)
11.(2018?安徽模拟)某物理课外小组制作了如图所示的实验装置,打开A阀门,水流入管道,当水稳定后,a管液面高度 于b管液面高度;再打开B阀门,在水向外流的过程中,a管液面高度 于b管液面高度。
12.(2018?邵阳一模)如图是小丽家购买的一辆小轿车,她发现轿车的外形类似于飞机的机翼,则轿车在快速行驶过程中,车子上方空气的流速 车子下方空气的流速,因此车子上方气体的压强 车子下方气体的压强,从而使得轿车对地面的压力 车的重力。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
13.(2018?泌阳县一模)我们经常看到这样的现象:在无风的天气,汽车在马路上快速驶过以后,马路两边的树叶会随风飘动,如图所示,汽车向左行驶,马路两边的树叶会沿着A、B、C哪一个方向飘动 ,理由是: 。
14.(2018?房山区一模)如图所示,将两个相同的空易拉罐平行放置在水平桌面上,用吸管按图中箭头所示的方向用力吹气,会看到两易拉罐之间的距离 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
15.(2018?江都区二模)粗细均匀的U形玻璃管装着红墨水,它的两个管口非常接近表面粗糙、正在逆时针快速转动的圆球(穿在光滑直杆上的)两侧,管口到球面的距离相等,如图所示,在圆球的正上方有一股强劲的风均匀竖直往下吹,由于U形管左侧气体流速大,压强 ,故U形管中液面稳定后, 边液面高(选填“左”或“右”)。
三.实验探究题(共1小题)
16.(2017?西城区一模)如图所示是中国科技馆一个叫做“球吸”的展品,展品由两只悬挂的空心球和一个出风口组成。当按下出风按钮后,会有气流从两只小球中间的缝隙通过,这时发现,两只小球不但没有向外分开,而是向中间运动并碰撞到一起。这一现象被称为“伯努利效应”。
请你回答:
(1)两只小球向中间运动的原理是流体流速大处 。
(2)请列举一个生活中与“伯努利效应”相关的实例: 。
四.解答题(共1小题)
17.(2018?山西模拟)阅读下面的新闻报道,回答下列问题。
全国高空无动力飞行第一人
无动力飞行大师杨龙飞用两分钟的时间,依靠无动力三角翼从湘江东岸滑翔至西岸。杨龙飞的起飞点在湘江边某高楼 50层楼楼顶,只见杨龙飞带着一副无动力三角翼,通过一阵急促的助跑动作后,从起飞平台一跃而起,于是他整个人向前跨出楼顶平台。刚开始,我们看到杨龙飞在空中快速下坠,好惊险!说时迟,那时快,只见杨龙飞迅速调整姿态和角度,3秒后,就像鸟儿一样在天空滑翔起来,他感觉风呼呼的从脸庞刮过,倍感凉爽,美丽的城市景色从眼下快速掠过,人们一片欢呼,挑战成功!
专家分析,三角翼主要是依靠大面积机翼,利用迎角和上升气流产生的升力而向上飞行,迎角又称攻角,是翼弦与迎面来气流的夹角。翼型的弧度只起到辅助升力作用。如果挑战者不能快速精准寻找气流支撑,以保持一定高度滑翔,就极有可能一头栽下直至坠毁。
(1)杨龙飞需通过助跑,才从起飞平台一跃而起,请你用所学过的物理知识解释他需要助跑的原因,并举一个生活中利用这个道理的实例;
(2)通过阅读,请你分析说明无动力三角翼机翼产生升力与飞机机翼产生升力原理的不同;
(3)请根据文中所给信息摘录一个现象,并指出其对应的物理知识。
参考答案与试题解析
例题1:【解答】解:A、F1赛车尾部有后翘的合金板,在牢固赛车车身上没有作用。不符合题意。
B、在赛车的尾部增加后翘的合金板,只能增大和空气的摩擦阻力,不会减小摩擦阻力。不符合题意。
C、F1赛车尾部有后翘的合金板,它的形状和作用与飞机机翼相反,上方是平面,下方是凸面,相同时间内,空气经过下方的路程长,速度大,压强小,空气经过上方的路程短,速度小,压强大,产生向下的压力,摩擦力跟压力和接触面的粗糙程度有关,增大压力,增大了赛车和地面的摩擦力。符合题意。
D、赛车的目的是赛出速度,美观是个次要因素。不符合题意。
【答案】C。
例题2【解答】解:电风扇静止时受到的重力和固定杆对它的拉力是一对平衡力,即拉力T1=重力;
电风扇转动时,风扇叶对空气施加了一个向下的力,由于物体间力的作用是相互的,空气对风扇叶施加了一个向上的反作用力;此时风扇叶受到了三个力的作用,重力G、固定杆对扇叶的拉力T2、空气对扇叶施加的力T′,风扇在这三个力的作用下在竖直方向上静止,所以G=T2+T′,所以T2<G。
【答案】D。
例题3【解答】解:
(一)(1)根据关系式为+p=C可知,常量C表示空气流速为0时的压强或p。
(二)设计实验:
①由图可知刻度尺上共测量了四个直径,四个直径的总长度为:7.40cm,
则每个硬币的直径为:7.40cm÷4=1.85cm。
(3)测定硬币质量(或重力)的实验方案。
方案一:先利用天平称出多个硬币的总质量,然后计算出单个硬币的质量。
方案二:先利用弹簧测力计称出多个硬币的总重力),然后计算出单个硬币的重力。
(三)探究条件:
(4)在吹硬币时,硬币下方的空气流速为0,代入公式ρv2+p=C中,可得ρ×0+p下=C,即:硬币下方空气压强p下=C。
(5)吹硬币时,硬币受到三个力的共同作用:硬币上表面的压力F上、下表面的压力F下、硬币的自重G;
那么刚好被吹起时,F下=F上+G,即:硬币上、下表面的压力差为△F=G。
(四)得出结论:
(6)刚好吹起硬币时可看作硬币受到平衡力的作用,即△F=G。
此时硬币上方的压强为:p上=C﹣ρv2;
硬币下方的压强为:p下=C(空气流速为0);
那么硬币上下方的压强差为:p下﹣p上=△p=ρv2;
由△F=△p?S得ρv2?S=G,即:v==;
【答案】(1)压强;(2)①1.85;(3)先利用天平称出多个硬币的总质量,然后计算出单个硬币的质量;(4)C;(5)G;(6)v=或v=。
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一.选择题(共10小题)
1.【解答】解:当高铁列车经过站台时,会带动人和车之间的空气流动速度加快,压强更小,此时人外侧的空气流动速度慢,压强较大,根据流体压强与流速的关系可知:人外侧空气流速慢压强大,而内侧流速快压强小,会产生一个向内侧的压强差,将人推向火车,易出现危险。所以高铁站台的安全线到站台边缘的距离比普通火车站台的安全线到站台边缘的距离更远。
【答案】A。
2.【解答】解: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,故C正确,ABD错误;
【答案】C。
3.【解答】解:用丝绸摩擦过的玻璃棒能够吸引碎纸屑,这是因为带电的玻璃棒可以吸引轻小物体;
A、光滑瓷砖上的吸盘式挂钩,挂衣钩里面的空气被挤出,在外界大气压的作用下,将挂钩压在瓷砖上,故A错误;
B、削平的铅柱压紧后能“粘”在一起,因为分子间有引力,故B错误;
C、干手搓开的新塑料袋“吸”在手上,因为摩擦起电后带静电,会吸引轻小物体,故C正确;
D、行驶的汽车,车外的空气流速快,压强小,车内的空气流速小、压强大,压强差就把窗帘压向窗外,故D错误。
【答案】C。
4【解答】答:当用B管用力吹气时,A管上端空气流速变大,因为流速大的地方压强小,所以A管上端压强变小,下端大气压没有变化,从而形成了向上的压强差,因此A管中的水面会上升。
【答案】A。
5.【解答】解:根据流体压强和流速的关系可知,流体的流速越大,压强越小。空中正常飞行的客机,玻璃突然破裂后,舱外空气流速度大,压强小,舱内空气流速小,压强大,所以驾驶员和乘客在巨大的内外压强差的作用下被“吸出了”窗外。故机舱内的气压大于舱外大气的压强,即p1>p2。
【答案】C。
6.【解答】解:A、德清一号卫星升空,是利用了力的作用的相互性,与流体压强与流速的关系无关。故A不合题意;
B、客机升空利用了“空气流速大的地方,压强小”的原理,故B符合题意;
C、复兴号列车高速行驶,利用使接触面脱离的方法减小了摩擦,与流体压强与流速的关系无关。故C不合题意;
D、蛟龙号深潜器通过改变自身重力实现下潜和上浮,利用物体浮沉条件,故D不合题意。
【答案】B。
7.【解答】解:A、机的机翼能获得向上的升力,是应用了流速越大流体的压强越小的原理,故A错误;
B、用吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,管内气压减小,在外界大气压的作用下,饮料被压进吸管里,利用大气压,故B正确;
C、体操运动员上杠前给手凃防滑粉,是采用增大接触面的粗糙程度,增大了摩擦,故C错误;
D、超导体的电阻为零,不会放热,所以电能无法转化为内能,所有利用电流热效应工作的电器设备都不能用超导材料制作。故超导材料可用于远距离输电线,但不能应用于电饭锅,故D错误。
【答案】B。
8.【解答】解:A、热气球上升时,热气球受到的浮力大于重力。不符合题意。
B、飞艇是由于受到的浮力大于重力而上升的。不符合题意。
C、飞机飞行时,飞机的机翼上方突起,机翼上方空气流速大于下方空气流速,根据流体流速越大压强越小,机翼上方空气压强小于下方压强,飞机受到向上的升力作用。符合题意。
D、火箭喷出燃气,火箭给燃气一个向下的力,物体间力的作用是相互的,燃气给火箭一个向上的力,推动火箭上升。不符合题意。
【答案】C。
9.【解答】解:A、飞机的机翼做成流线型,在相同时间内,空气经过上方的路程长、速度大;经过下方的路程短、速度小。上方空气流速越大,压强越小;下方空气流速越小,压强越大。所以机翼下方的气压大于上方的气压,便形成向上的升力,所以能升空。飞机的密度比空气的密度大的多。故A选项错误。
B、飞机降落时,升力应有所减小,但其重力是不变的。故B选项错误。
C、随着歼﹣15上升高度增加,机舱外大气压减小。故C选项错误。
D、随着歼﹣15上升高度增加,机舱外大气压减小。故D选项正确。
【答案】D。
10.【解答】解:当用小管向乒乓球斜上方吹气时,上方气体流速大,压强小,乒乓球受到一个向上的压力差,所以会上升。
当乒乓球上升后,其右侧空气流速大、压强小,左侧空气流速小、压强大,所以乒乓球会运动到右侧(只有斜向上吹气时才会如此)。
由上述可知选项A、B、D的说法都不正确。
【答案】C。
二.填空题(共5小题)
11.【解答】解:当向中间吹气时,中间的空气流动速度增大,压强减小。纸外侧的压强不变,纸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,纸在压力差的作用下向中间靠拢,说明气体流速越大的地方压强越小。
【答案】中间,快(大)。
12.【解答】解:飞机在飞行时,机翼上方气流比下方气流的流速大,压强小,则下方空气的压强大于上方空气的压强,产生向上的压强差、压力差,形成升力。
【答案】大;小。
13.【解答】解:机翼的下表面平直,上表面呈弧形凸起。当飞机起飞时,飞机上方的空气流速大、压强小,下方流速小、压强大,就会产生一个向上的压力差,这就是飞机升力的产生原因。
【答案】呈弧形凸起;大。
14.【解答】解:因为汽车行驶时,车外的空气流速大、压强小;车内的空气流速小、压强大。车内的气压大于车外的气压,压强差就把窗帘压向车外。
列车进站前提前关闭动力,列车由于惯性,仍能前进一段路程,到达停车位置。
【答案】流速大,压强小;惯性。
15.【解答】解:相等的时间内,空气经过机翼上面的路程大于下面的路程,机翼上面的空气流速大于下面的流速,机翼上面的压强小于下面的压强,出现压强差,出现了压力差,这个压力差就是机翼向上的升力。
【答案】小;上。
三.实验探究题(共1小题)
16.【解答】解:(1)由图乙可以看出:飞机以一定的速度飞行时,迎角从0°到20°,随着迎角的增大,飞机所受升力先增大后减小,15°附近时达到最大;
(2)小明若要进一步研究“飞机的升力与其飞行速度的关系”需要控制仰角相同,改变飞行速度,实验中通过改变电风扇的档位来改变风速大小;
(3)飞机在水平匀速直线飞行时升力一定,根据“飞机迎角一定时,飞行速度越大升力也越大”知飞行时升力一定,速度越大,仰角越小,所以θ1>θ2。
【答案】(1)飞机以一定的速度飞行时,迎角从0°到20°,随着迎角的增大,飞机所受升力先增大后减小,15°附近时达到最大;(2)改变电风扇的档位来改变风速大小;(3)θ1>θ2。
四.解答题(共1小题)
17.【解答】答:往管中吹气,切口P处气体流速增大,压强减小,杯中的水在外界大气压强作用下沿吸管上升到切口P处,上升的水在长管气流的作用下,沿水平方向喷出。
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一.选择题(共10小题)
1.【解答】解:龙卷风内部空气流速快外部流速慢,造成龙卷风内部的压强远小于外部的压强,这样内外就会形成一个很大的压力差,在压力差的作用下,地面上的物体或人畜被“吸”起卷入空中。
【答案】C。
2.【解答】解:①地铁或火车站等车时,要求乘客离开站台1m以上,为了防止火车速度过快,造成空气的流速加快,压强减小,很容易把人压进去,造成危险;
②汽车做成流线型,是为了减小阻力;
③龙卷风内部的压强远小于外部压强,是因为内部空气流速快;
④大型客机升空前要加速滑行,是为了增大空气流速,减小飞机上表面的压强,从而增大升空的动力。
综上分析可知,利用气体或液体压强与流速关系的是①③④,没有利用气体或液体压强与流速关系的是②。
【答案】B。
3.【解答】解: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。
【答案】C。
4.【解答】解:飞机的机翼能获得向上的升力,是应用了流速越大流体的压强越小的原理;
A、液压机利用的是液体能传递压力,故A错误;
B、用嘴吹气,管上方的流速大,压强小,液体在压力差的作用下被压出,故B正确;
C、钢笔吸墨水利用的是大气压,故C错误;
D、热气球升空利用的是物体的浮沉条件,故D错误。
【答案】B。
5.【解答】解:A、舰载飞机飞离航母后,通过发射和接收电磁波与地面取得联系,故A正确;
B、飞机降落时,由于惯性,会向前滑行一段距离,但不能说受到惯性的作用,因为惯性不是力,故B错误;
C、航载飞机飞离航母后,航母的总重力减小,航母始终漂浮,浮力等于重力,所以浮力会减小,故C错误;
D、舰载飞机能够起飞,是由于飞机机翼上部流速大压强小,下部流速小压强大,从而产生向上的升力,故D错误;
【答案】A。
6.【解答】解:因为飞机机翼截面形状是:上方凸起、下方较平;所以,飞机前进时,机翼与周围空气发生相对运动,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,它对机翼的压强较小;下方气流通过的路程较短,因而速度较小,它对机翼的压强较大。因此在机翼上下表面产生了压强差,这就产生了向上的升力。
【答案】C。
7.【解答】解:A、抽水机是利用大气压的作用将水从低处压到高处的,不合题意;
B、U型“反水弯”利用了连通器的原理,不合题意;
C、简易喷雾器工作时,通过气流带动水流,利用了流体压强与流速的关系,与飞机起飞的原理相同,符合题意;
D、滑雪板做的比较宽大,是利用增大受力面积来减小压强,不合题意。
【答案】C。
8.【解答】解:A、直升飞机能飞离地面时,螺旋桨给空气一个向下的力,同时空气给螺旋桨一下反作用力,使直升飞机起飞,因此是利用了物体之间力的作用是相互的,故A正确;
B、普通飞机起飞时,机翼上方空气流速快、压强小,下方空气流速慢、压强大,产生向上的升力,使飞机起飞,不是利用空气的浮力,故B错误;
C、纸飞机扔出去后仍能向前飞行是因为纸飞机具有惯性,仍要保持原来的运动状态,故C正确;
D、由生活经验可知,风筝在空中的姿态必须是倾斜的才能利用风的压力飞起来,故D正确。
【答案】B。
9.【解答】解:A、向两张纸中间吹气,纸会靠拢是因为空气流速越快压强越小,故A错误。
B、向右推墙时,人给墙一个向右的力,同时墙给人一个向左的力使人向左运动,体现了力的作用是相互的,故A正确。不符合题意。
C、举起锤子,然后让木柄撞击在板凳上,锤柄停止运动,而锤头由于惯性继续向下运动,从而使锤头套紧,利用了惯性,故C正确。不符合题意。
D、使用塑料吸盘时,先挤走里边的空气,使其内部近似真空,气体压强非常小,外界大气压的作用就把它压在了光滑的墙面上,故D正确。不符合题意。
【答案】A。
10.【解答】解:如图,阀门打开时,“透明的长直玻璃管”下端咖啡流动,压强减小,所以玻璃管内咖啡面下降;阀门关闭时,原先流向阀门的咖啡由于惯性继续向前,流向玻璃管,结果管内液面上升到比壶中液面稍高处,但静止后,由连通器原理可知,管内液面与壶内相平。
【答案】D。
二.填空题(共5小题)
11.【解答】解:(1)打开A阀门,水流入管道,当水稳定后,a管、b管、大烧杯组成了连通器,装有水,水静止时水面是相平的。
(2)当打开B阀门,粗管和细管流量相同,细管的流速大压强小,支持的水柱小;粗管的流速小压强大,支持的水柱大。
【答案】等;大。
12.【解答】解:空气从汽车的前方分开,到车尾汇合,所用的时间相同,而S上>S下。据公式:v=可知:v上>v下,
即车子上方空气的流速大于车子下方空气的流速。
在流体中,流速越大的位置压强越小。所以车子上方气体的压强小于车子下方气体的压强。
对汽车在竖直方向上进行受力分析:向下有重力G、向上的有地面对汽车的支持力F支、
因车子上方气体的压强小于车子下方气体的压强而产生的向上的空气压力F压。
汽车在竖直方向上处于平衡状态即受平衡力,所以G=F支+F压,变形得:F支=G﹣F压,
由此可知地面对汽车的支持力小于重力。因为汽车对地面的压力与地面对汽车的支持力是作用力与反作用力,两者相等。所以,汽车对地面的压力也小于重力。
【答案】大于;小于;小于。
13.【解答】解:因为汽车快速行驶时,马路中间的空气流速大,空气压强小;马路两边的空气流速小,压强大。所以两边的气压大于马路中央的气压,树叶在马路两边气压的作用向马路中央运动。
【答案】A,流速快的地方压强小。
14.【解答】解:流体的流速越大,压强越小;流体的流速越小,压强越大,用吸管按图中箭头所示的方向用力吹气,易拉罐外侧的空气流速变大,压强变小,而其内侧空气流速不变,压强不变,在内外压强差的作用下,两易拉罐间距离增大。
【答案】增大。
15.【解答】解:读图可知,因为由上吹到下的风经过球的左侧时为顺风,速度为v+v左,而吹到右边的风速度为v﹣v右,因为左右两侧的风速相同,所以左边的实际空气流速大于右边的实际空气流速,即左边的压强小于右边压强,所以左边液面比右边液面上的气压低,即左边的液面比右边高。
【答案】小;左。
三.实验探究题(共1小题)
16.【解答】解:(1)由实验现象可知,两只小球向中间运动,其原理是流体流速越大的位置,压强越小。
(2)生活中与“伯努利效应”相关的实例包括飞机机翼(或:地铁安全线、喷雾器、球类比赛中的旋转球等)。
【答案】(1)压强小;(2)飞机机翼(或:地铁安全线、喷雾器、球类比赛中的旋转球等)。
四.解答题(共1小题)
17.【解答】解:(1)杨龙飞通过一阵急促的助跑动作后,从起飞平台一跃而起,起跳之前的助跑是利用了惯性,使自己具有一定的初速度;
在体育比赛中,跳远需要助跑,也是利用了人的惯性。
(2)由题意可知,三角翼主要是依靠大面积机翼,利用迎角和上升气流产生的升力而向上飞行,翼型的弧度只起到辅助升力作用。而飞机产生升力主要是利用了机翼的流线型设计,使上方空气流速快、压强小,下方空气流速慢、压强大,从而产生向上的升力。
(3)①杨龙飞在空中快速下坠,是因为他受到重力的作用,重力的方向是竖直向下的;
②现场观众纷纷为他欢呼,可联想到:观众的鼓掌声是手掌撞击振动产生的。
③他感觉风呼呼的从脸庞刮过,这是因为风加快了他脸上汗液的蒸发,蒸发吸热。
④能量转换方面:刚开始,我们看到杨龙飞在空中快速下坠,发生的能量转化是:重力势能转化成了动能。
【答案】(1)起跳之前的助跑是利用了惯性,使自己具有一定的初速度;在体育比赛中,跳远需要助跑,也是利用了人的惯性。
(2)三角翼机翼产生升力是利用迎角和上升气流产生的升力而向上飞行,翼型的弧度只起到辅助升力作用;
飞机机翼产生升力是利用了流体压强与流速的关系。
(3)杨龙飞在空中快速下坠,是因为他受到重力的作用,重力的方向是竖直向下的(合理即可)。
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