八年级上册 2.4? 流体压强与流速的关系
一、基础知识
1.下列事例应用了“流体压强与流速的关系”的是(?? )
A.?拦河坝修成“上窄下宽” B.?用吸管从瓶中吸起饮料C.?鱼鳔的大小变化使鱼在水中沉浮 D.?飞机飞行时获得升力
2.足球比赛中,运动员踢出一记“香蕉球”,如图所示,足球从右侧绕过“人墙”射入球门,足球运动过程中(?? )
A.?左侧空气压强大???????? ?B.?右侧空气流速慢?????????
C.?左右两侧空气流速一样?????????D.?不断改变旋转方向
3.根据流体压强与流速的关系,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,增加车对地面的压力,提高车轮的抓地性能,那么导流板横截面的形状应是图中的(?? )
A.????????????????????????B.????????????????????????
C.????????????????????????D.?
4.如图所示,以下四个关于“气体压强与流速的关系”的现象中,压强P1、P2大小关系正确的是(?? )
A.?P1>P2??????????????????????????????B.?P1>P2??C.?P1>P2??????????????????????????????D.?P1>P2
5.如图是处于球筒底部的羽毛球,为将球取出,小明一手拿着球筒的中部,另一手用力反复击打球筒上端,羽毛球会逐渐沿球筒上移,然后可以从上端开口将球取出。关于这个取球的过程以下分析正确的是(?? )
A.?羽毛球筒受力向下运动,羽毛球受到向上的摩擦力B.?小明是在利用羽毛球的惯性C.?羽毛球会向上运动,是羽毛球上方的空气流速大压强小D.?若改为击打球筒下端边缘,球仍会向上移动到上端开口处
6.如图装置可以用来研究液体压强与流速的关系,打开阀门,水流经该装置时,可观察到a、b两管口均有水喷出,下列说法正确的是(?? )
A.?a处流速快,水喷得较高?????????????????????????????????????B.?b处流速慢,水喷得较低C.?a,b水喷得一样高???????????????????????????????????????????? ??D.?水的流速越快,压强越小
7.如图所示,在雨中撑伞的行人,当大风吹来时,会有伞被向上“吸”的感觉。产生这一现象的主要原因是(?? )
A.?伞上方的空气流速等于下方空气流速B.?伞上方的空气流速小于下方空气流速C.?伞上方的空气的压强小于下方的空气的压强D.?伞上方的空气的压强大于下方的空气的压强
8.如图所示,汽车向左行驶,马路两边的树叶会沿着哪一个方向飘动(?? )
A.?向A方向飘动????????????????B.?向B方向飘动???????????????
?C.?向C方向飘动????????????????D.?条件不足,无法判断
9.对如图四幅图情境描述正确的是(?? )
A.?用电吹风向下吹漏斗中的乒乓球,球不掉落,说明气体流速越大的地方,气体压强越大B.?纸片不掉落、杯中的水不流出,证明了大气压的存在??C.?手提袋手柄宽大是为了增大对手的压强??D.?鱼吐出的气泡在上升未露出水面前,水对气泡的压强不变,浮力不变
10.如图所示,是我国自主研发的C919商用大飞机,它将于数年后投人运营,C919客机中的部分钛合金零件采用了激光3D打印技术。关于客机的相关物理知识,下列说法不正确的是(?? )
A.?客机升空利用了“空气流速大的地方压强小”的原理B.?客机所在高空的大气压强,比海平面附近的大气压强更大C.?客机采用密度小的材料,可以减轻它的重力D.?客机在空中沿直线匀速飞行,是受平衡力作用
二、精选好题
11.如图所示,A、B是U型容器上端的两个开口,容器内装适量的水,当用一根管子沿B容器口处快速吹气时,则A端中的水面会________(填“上升”“下降”或“不变”)。
12.随着生活水平的提高,扫地机器人逐步进入普通家庭(如图),机器人吸尘的工作原理是电机转动时使内部气体流速变大,压强________(选填“变大”或“变小”),从而使杂物进入吸尘器。
13.自然界和生活中的许多现象与物理有关
(1)泥鳅、黄鳝身上有许多粘液,我们不易把它抓住。原因是________.
(2)脱手后的氢气球会上升,原因是氢气球受到的浮力________(选填“大于”或“小于”)其重力;当到一定高度时会自动破裂,是因为随着高度的增加,________减小,气球向外胀而破裂
(3)火车站台上都设有安全线(图1),人应站在安全线外,人若站在安全线内,当火进站时火车周围的空气流速加快,压强________(选填“增大”或“减小”),人会被外侧空气压向火车
(4)观察如图(图2)的现象可知,汽车在向前行驶的过程中速度突然________(选填”变大”或““变小”)时,乘客由于________而向前倾倒。
三、能力提升
14.我市地处沿海,风力资源极为丰富,随着各项大型风力发电项目的建设,我市将成为广东省知名风力发电基地。如图甲是某地风力发电的外景。风力发电机组主要由风机叶片和发电机组成。请回答下列问题:
(1)风力发电利用的是风能,风能是清洁的、________(选填“可再生”或“不可再生”)能源;
(2)风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能,通常用密度________(选填“大”或“小”)、硬度大的复合材料制成;叶片性状像飞机的机翼,若叶片位置和风向如图乙所示,由于叶片两面空气流速不同而产生________差,使风叶旋转;
(3)风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机,发电机是利用________原理,把机械能转化为电能;
(4)某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示,由图象可以知道,当风速在V1到V2之间时,风速越大,发电机组的电功率________;
(5)请你根据图象判断,台风来临时,能否给风力发电带来最大的经济效益?________(选填“能”或“不能”)。
15.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。
(1)无风时,托盘测力计示数为15N;当迎面有风吹过时,托盘测力计的示数减小,可以判定飞机受到了一个新的力,我们把这个新的力称为________力,方向是________。
(2)下面是某小组研究该力的大小与风速关系的实验数据:
??风速/(m/s)
?5
?10
?15
?20
? 25
?30
?35
?托盘测力计的示数/N
?14.5
?13.0
?10.5
?7.0
?2.5
?0
?0
①根据上面的实验数据可知:飞机受到的这个新的力大小随着风速的增大而________。由此推测,飞机短距离快速起飞时应该________(顺风、逆风)起飞。
②当风速达到30m/s以上,托盘测力计的示数是0,说明了什么?________。
16.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。
答案解析部分
一、基础知识
1.【答案】 D
【解析】流体压强和流速的关系:流体中流速越大的位置,压强越小,据此判断。 【解答】A.拦河坝修成“上窄下宽”,是因为液体压强随深度的增加而增大,故A不合题意;? B.用吸管从瓶中吸起饮料 ,是利用的大气压强的原理,故B不合题意; C.鱼鳔的大小变化使鱼在水中沉浮,是利用改变V排的大小改变浮力,故C不合题意;? D.飞机飞行时获得升力,是利用流体压强和流速的关系,故D符合题意。 故选D。
2.【答案】 B
【解析】根据流体压强和流速的关系进行分析即可。 【解答】足球向球门方向运动,相当于足球不动,周围的空气向远离球门的方向流动;同时,足球也在不断的自转,在球的左侧,球的旋转方向与空气流动方向相同,相当于空气流速等于二者之和;在球的右侧,球的转动方向与空气流动方向相反,相当于空气流速等于二者之差。这时球的左侧空气流速大压强小,右侧空气流速小压强大,于是产生向左的推力,使足球一遍向前运动,一边向左运动,呈现一条曲线。故B正确,而A、C、D错误。 故选B。
3.【答案】 C
【解析】根据流体压强和流速的关系判断导流板上下表面的压强大小,进而对上下表面的形状进行判断。 【解答】轿车高速行驶时,导流板能够产生向下的压力,说明导流板上表面压力大,下表面压力小,因此上表面空气流速小,下表面空气流速大;与机翼的形状正好相反,导流板的上表面是平的,下表面是曲线的,故C正确,而A、B、D错误。 故选C。
4.【答案】 A
【解析】根据流体压强和流速的关系可知:流体流速越大的位置,压强越小,据此选择即可。 【解答】A.上表面是平面,下表面是曲面,因此空气在上表面流速小压强大,在下表面流速大压强小,因此p1>p2 , 故A正确; B.上下表面的形状相同,因此空气流速相同,气压大小相同,因此p1=p2 , 故B错误; C.从两张纸的中间吹气,中间空气流速大压强小,而两张纸外侧的空气流速相同,压强相同,因此p1=p2 , 故C错误; D.从漏斗嘴向下吹气,乒乓球上方气体流速大压强小,下方气体流速小压强大,因此p1
5.【答案】 B
【解析】(1)滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反; (2)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性; (3)当空气流速差异不大时,产生的压力差会很小; (4)结合击打位置,运用惯性判断释球的运动方向。 【解答】A.用力反复击打球筒上端时,球筒向下运动,羽毛球相对于球筒向上运动,所以羽毛球受到向下的摩擦力,故A错误; B.用力反复击打球筒上端时,羽毛球由于惯性仍保持原来的静止状态,所以会相对于球筒向上运动,故B正确; C.用力反复击打球筒上端时,对空气流速的改变微乎其微,产生的压力差也不足以使羽毛球上升,故C错误; D.若改为击打球筒下端边缘,球筒向上运动,羽毛球由于惯性仍保持原来的静止状态,会进入筒内,故D错误。 故选B。
6.【答案】 D
【解析】首先根据V=SL=Svt判断a、b两管下端的水流速度,然后根据流体压强和流速的关系确定压强大小,最后根据“压强大,水柱高”的规律判断水柱的高低。 【解答】打开自来水阀门,根据V=SL=Svt可知,由于水的流量V一定,a管下端管道横截面积小,那么a管下端水流速度大;根据流体压强和流速的关系可知,a管下端产生的压强小,因此水喷得较低,而b管水柱喷得较高,故A、B、C错误,D正确。 故选D。
7.【答案】 C
【解析】雨伞的形状与机翼的形状相似,根据流体压强和流速的关系分析即可。 【解答】在雨中撑伞的行人,当大风吹来时,雨伞的上表面为曲面,下表面为平面,因此上表面空气流速大压强小,下表面空气流速小压强大,于是产生向上的“吸力”,故C正确,而A、B、D错误。 故选C。
8.【答案】 A
【解析】分析汽车经过时,气压减小的方向,根据流体压强和流速的关系分析即可。 【解答】汽车向左行驶,中间的马路附近空气流速大压强小,而周围的空气流速小压强大,于是产生朝向中间马路的压力之差,那么所有的树叶都向中间(A方向)飘动,故A正确,而B、C、D错误。 故选A。
9.【答案】 B
【解析】(1)流体流速越大的地方压强越小; (2)浸在空气中的物体,都会受到大气压强的作用; (3)减小压力和增大受力面积可以减小压强; (4)液体压强随深度的增加而增大;根据阿基米德原理可知,排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大。 【解答】A. 用电吹风向下吹漏斗中的乒乓球,球不掉落,说明气体流速越大的地方,气体压强越小,故A错误;? B. 纸片不掉落、杯中的水不流出,证明了大气压的存在 ,故B正确;?? C. 手提袋手柄宽大是为了减小对手的压强,故C错误;? ? D. 鱼吐出的气泡在上升未露出水面前,气泡的深度越来越小,因此气泡受到的压强逐渐减小;气泡的体积逐渐增大,那么它受到的浮力逐渐增大,故D错误。 故选B。
10.【答案】 B
【解析】(1)客机的机翼上表面是曲面,空气流速大压强小;下表面是平面,空气流速小压强大,于是产生向上的托力,使飞机在空气不下落; (2)大气压强随高度的增加而减小; (3)根据公式m=ρV可知,当体积相同时,密度越小质量越小; (4)当物体处于匀速直线运动状态或静止状态时,受到平衡力的作用。 【解答】A.客机升空利用了“空气流速大的地方压强小”的原理,故A正确不合题意;? B.客机所在高空的大气压强,比海平面附近的大气压强更小,故B错误符合题意;? C.根据公式m=ρV可知,客机采用密度小的材料,可以减轻它的重力,故C正确不合题意;? D.客机在空中沿直线匀速飞行,是受平衡力作用,故D正确不合题意。 故选B。
二、精选好题
11.【答案】 下降
【解析】根据流体压强和流速的关系分析即可。 【解答】没有吹气时,A、B两个开口上方的大气压强相等,因此水平保持相平;当从B口吹气时,B口上方空气流速增大,气压减小,小于A口的大气压强,于是水就会在大气压强的作用下从A口向B口流动,因此A端的水面会下降。
12.【答案】 变小
【解析】根据流体压强和流速的关系分析即可。 【解答】随着生活水平的提高,扫地机器人逐步进入普通家庭,机器人吸尘的工作原理是:电机转动时使内部气体流速变大,压强变小,从而使杂物进入吸尘器。
13.【答案】 (1)摩擦力小(2)大于;大气压(3)减小(4)变小;惯性
【解析】(1)在接触面上涂抹润滑油,可以减小摩擦力; (2)根据浮沉条件判断氢气球受到的浮力和重力的大小关系;大气压强随高度的增加而减小; (3)根据流体压强和流速的关系分析即可; (4)根据惯性的知识分析即可。 【解答】(1)泥鳅、黄鳝身上有许多粘液,我们不易把它抓住,原因是摩擦力小; (2)脱手后的氢气球会上升,原因是氢气球受到的浮力大于其重力;当到一定高度时会自动破裂,是因为随着高度的增加,大气压减小,气球向外胀而破裂 (3)火车站台上都设有安全线(图1),人应站在安全线外,人若站在安全线内,当火进站时火车周围的空气流速加快,压强减小,人会被外侧空气压向火车; (4)汽车在向前行驶的过程中速度突然变小时,乘客由于惯性而向前倾倒。
三、能力提升
14.【答案】 (1)可再生(2)小;向上的压力(3)电磁感应(4)增大(5)不能
【解析】(1)可再生能源是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源,是取之不尽,用之不竭的能源; (2)根据公式m=ρV可知,当风机叶片的体积相同时,密度越小,它的质量越小,受到风吹时越容易转动起来;根据机翼产生升力的原理进行分析即可; (3)发电机的工作原理:电磁感应原理; (4)根据丙图分析即可; (5)由图象丙分析,是否风速越大,风机的功率就越大即可。 【解答】(1)风能可以在自然界中源源不断的得到,风能是取之不尽用之不竭的能源,所以风能是可再生资源; (2)风机叶片材料通常用质量轻、强度大、耐磨损、密度小、硬度大的复合材料制成;叶片性状像飞机的机翼,若叶片位置和风向如图乙所示,由于叶片两面空气流速不同而产生向上的压力差,使风叶旋转; (3)风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机发电,发电机是利用电磁感应原理,把机械能转化为电能; (4)由丙图可以知道,当风速在V1到V2之间时,风速越大,发电机组的电功率增大; (5)由丙图可以知道,风速过大,机组会自动保护,不会产生电能,因此台风来临时,不能给风力发电带来最大的经济效益。 ?
15.【答案】 (1)升力;竖直向上(2)增大;逆风;飞机模型受到的升力等于模型的重力
【解析】(1)无风时,托盘的示数等于飞机的重力;有风时,托盘的示数减小,说明产生了一个与重力方向相反的力,据此判断这个力的方向和名称; (2)①根据表格中的数据来判断风速和升力的关系,并找出数据规律。 ②托盘测力计的示数等于重力和升力二者的差,示数越小,说明升力越大,示数为零时,说明升力等于重力。 【解答】(1)当迎面有风吹过时,托盘测力计的示数减小,说明受的力与重力方向相反,因此方向竖直向上,这个力就是?升力; (2)①数据表格显示,风速越小,测力计的示数越小,说明产生的升力越大,因此飞机受到的这个新的力大小随着风速的增大而增大;飞机短距离快速起飞时应该逆风起飞,这样可以加大风速,从而提高升力。 (2)当风速达到30m/s以上,托盘测力计的示数是0,说明此时飞机模型受到的升力等于模型的重力。
16.【答案】 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。
【解析】根据流体压强和流速的关系可知:流体流速越大的地方压强越小; (2)首先说明切口出空气流速的大小,然后分析此处大气压强的大小变化,然后再说明大气压强对水的作用即可。 【解答】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。