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第 10 课 流体压强与流速的关系(原卷版)
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课程标准 课标解读
1.知道什么是流体;
1.知道流体指的是液体和气体;
2.理解流体的压强与流速的关系;
2.理解流速大的地方压强小;
3.利用流体压强与流速关系解释生活中的现
3.了解生活中和流体压强有关的现象;
象;
4.理解飞机升力的产生。
4.了解飞机的升力是怎样产生。
知识精讲
知识点01 流体压强
1.流体:液体和气体。
2.液体压强与流速的关系:在气体和液体中,流速越大的位置压强越小。
【知识拓展一】生活中与流体压强有关的现象
生活中跟流体的压强相关的现象:
(1)窗外有风吹过,窗帘向窗外飘;
(2)汽车开过后,路面上方尘土飞扬;
(3)踢足球时的“香蕉球”;
(4)打乒乓球时发出的“旋转球”等。
【知识拓展二】与流体压强有关的现象解释
1.生活中与流体压强相关问题的解答方法:
在实际生活和生产中有许多利用流体压强跟流速的关系来工作的装置和现象,如飞机的机翼形状、家
用煤气灶灶头工作原理、小汽车外形的设计等。利用这些知识还可以解释许多常见现象,如为什么两艘船
不能并排行驶、列车站台上要设置安全线等。
方法指南:(1)首先要弄清哪部分流速快,哪部分流速慢;
(2)流速快处压强小,压力也小,流速慢处压强大,压力也大;
(3)流体受压力差作用而产生各种表现形式和现象。
例1:如图是非洲草原犬鼠洞穴的横截面示意图,犬鼠的洞穴有两个出口,一个是平的,而另一个则
是隆起的土堆,生物学家不是很清楚其中的原因,他们猜想:草原犬鼠把其中一个洞的洞口堆成了包状,
是为了建一处视野开阔的嘹望台,但是如果这一假设成立的话,它又为什么不在两个洞口都堆上土包呢?那样不是有两个嘹望台了吗?实际上两个洞口形状不同,决定了洞穴空气的流动方向。吹过平坦表面的空
气运动速度小,压强大;吹过隆起表面的空气流速大,压强小。因此,地面上的风吹进了犬鼠的洞穴,给
犬鼠带来了阵阵凉风。
草原犬鼠的一个洞口很平坦,而另一个洞口处有凸起的土堆,这样当空气流经两个洞口时,洞口表面
处空气的流速会不同,所以洞口处的气体压强会不同,洞内的空气就会从气压大的一端流向气压小的一端,
给犬鼠带来了阵阵凉风。
例2:科学解释足球中的“香蕉球”
流体(液体或气体)中的旋转圆柱体或球体相对于流体运动时,会在旋转体上产生一个侧向力。足球在
气流中运动时,如果其旋转的方向与气流同向,则会在球体的一侧产生低压,而球体的另一侧则会产生高
压,这就是为什么会产生香蕉球的原因。当足球旋转时,除了可以改变球体周围的气流,球的运动轨迹也
会相应发生改变。而且足球不仅可以侧旋,触球部位的不同,还可以产生不同的旋转,从而使足球上飘和
下沉。这样就达到了迷惑防守方的目的。
任何一次成功的任意球中,必不可少的一项技术就是使球按照自己的控制产生旋转。不知道你注意到
没有,罚“香蕉球”的时候,运动员并不是踢中足球的中心,而是稍稍偏向一侧,同时用脚背摩擦足球,
使球在空气中前进的同时还不断地旋转。同时,一方面空气迎着球向后流动,另一方面,由于空气与球之
间的摩擦,球周围的空气又会被带着一起旋转。这样,球一侧空气的流动速度加快,而另一侧空气的流动
速度减慢。物理知识告诉我们:气体的流速越大,压强越小。由于足球两侧空气的流动速度不一样,它们
对足球所产生的压强也不一样,于是,足球在空气压力的作用下,被迫向空气流速大的一侧转弯了。
知识点02 飞机的升力(流体压强的应用)
1.飞机的升力的产生:飞机的机翼通常都做成上面凸起、下面平直的形状。
2.当飞机在机场跑道上滑行时,流过机翼上方的空气速度快、压强小,流过机翼下方的空气速度慢、
压强大。
3.机翼上下方所受的压力差形成向上的升力。
【知识拓展】本节知识导图分层提分
题组A 基础过关练
1.如图所示,将A、B两纸片的上端提起,让纸片自由下垂,当向纸片中间用力吹气时,会发生的现象
是( )。
A.两纸片会向两边分开; B.两纸片会向中间靠拢;
C.A纸片不动,B纸片向外飘开;D.B纸片不动,A纸片向外飘开
2.生活中的许多现象都与我们学过的物理知识相关,下列说法正确的是( )。
A.用针管把药液推入体内,利用了大气压强了;
B.高压锅容易将食物煮熟,利用了大气压强随高度的增加而减小;
C.小王没有将地面上的箱子推动,是因为推力小于摩擦力;
D.飞机能够腾空而起,利用了机翼上下表面空气的流速不同,压强不同
3.“和谐号”动车停靠在成都东站的情景如图所示。为避免人被“吸”向列车而发生事故,站台上设
有距列车一定距离的安全线。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,压强大;D.气体流速小,压强小
4.如图所示是一种水翼船,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体整体抬高
从而减小水对船体的阻力。则水翼安装正确的是( )。5.如图所示两船近距离并排行驶时将会 ,这是因为两船内侧水的流速 于两船外
侧水的流速,造成了两船内侧水的压强 于外侧水的压强的原因(选填“大”、“小”或“等”)。
6.打开自来水龙头,使自来水流过如图13-56所示的玻璃管,在A、B、C三处,水的流速较大的是
处,压强较小的是 处(选填“ A”“B”或“C”)。
7.如图是喷雾器的原理示意图,当空气从小孔迅速流出,小孔附近空气的流速较大,压强
容器里液面上方的空气压强,液体就沿细管上升,从管口中流出后,受气流的冲击,被喷成雾状。
8.在较光滑的水平桌面上,放两只乒乓球,两球之间间隔 1cm,用一根细管向两管之间吹气,发现两
球会 ,这是由于吹气时两球之间的气流速度较 ,压强较 的缘故。
题组B 能力提升练
1.如图所示,一圆形水管左粗右细,a、b为粗管和细管中同一水平面上的点,水管中有一气泡,随水
向右快速运动,气泡经过a、b两点时体积大小的比较,以下分析正确的是( )。
A.a点时大 B.b点时大 C.一样大 D.均有可能
2.近期交警部门加大对电动车安装遮阳伞的检查拆除力度,遮阳伞虽能遮挡阳光,但存在安全隐患,当电动车快速行驶时,如图所示,下列说法正确的是( )。
A.遮阳伞上边空气流速小,压强小,伞面被向下压;
B.遮阳伞下边空气流速大,压强小,伞面被向上吸;
C.遮阳伞上边空气流速大,压强大,伞面被向下压;
D.遮阳伞下边空气流速小,压强大,伞面被向上吸
3.如图所示,把长约20cm的饮料吸管从中部剪开(但不要彻底剪断)并弯折过来,将其中一段吸管 a
插在盛水的烧杯中,从另一段吸管b的管口用力吹气,水将从a管的管口喷出,且呈雾状,这是因为吹气
时( )。
A.a管上端附近气体的压强变大;B.a管上端附近气体的压强变小;
C.烧杯中水面上气体的压强变大;D.烧杯中水面上气体的压强变小
4.如图所示,一辆轿车在平直公路上高速行驶时,其上、下表面相比较( )。
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.轿车下表面空气流速小压强小;D.轿车下表面空气流速大压强大
5.在赛车比赛中,有时尽管赛车手紧急刹车,但赛车由于 要保持原来的运动状态,会继续向前
一距离才能下来。通常赛车在快速行驶时车体会向上“飘”,为避免此现象发生,在赛车的尾部安装上尾
翼(又叫气流偏导器),形状如图所示。它运用了在气体中流速越大的位置,压强越 (选填“大”或
“小”)的原理。
题组C 培优拔尖练
1.(2021·四川攀枝花·中考真题)下列各图所示的情境中,利用了“流体压强与流速的关系”原理的是( )。
A.图甲所示飞机机翼形状,可以产生升力;
B.图乙所示水库堤坝设计成上窄下宽;
C.图丙所示地漏存水杯可以隔离下水道异味;
D.图丁所示用吸管喝饮料
2.(2021·贵州贵州·中考真题)彤彤用自制的气压计去梵净山探究海拔对气压的影响,测得山脚
气压如图甲,此时瓶内外气压差为______Pa;再将此装置移到梵净山山顶,玻璃管中水柱高度将______
(选填“上升”、“下降”或“不变”),同行的诗诗用B管水平向A管管口吹气(如图乙),A管中水
柱升高,是由于______。(g=10N/kg,ρ =1.0×103kg/m3)
水
3.(2021·辽宁辽宁·中考真题)如图是翼装运动员表演时的情景,翼装的形状与机翼相似,这是
利用空气流速越快的位置______来获得升力。随着其高度的降低,大气压强将会变______。当运动员在空
中匀速盘旋时,他受到的力为______(填“平衡力”或“非平衡力”)。4.(2021·福建中考真题)我国南极泰山站采用轻质材料装配而成,为了避免被强横风吹动移位,
支架上悬空部分结构特点如图,其上方空气的流速______下方的流速,上方的压强______下方的压强,使
房屋更加牢固。