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专题2.3-3 大气的压强——气体的压强与流速的关系
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1.流体压强
(1)流体:流动的液体或气体。
(2)流体压强与流速的关系:流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
2.气体的压强与流速关系的应用实例及解释
(1)窗帘飘出窗外:由于窗外风速较大,窗外空气流动速度大,压强小,窗内空气流动速度小,压强大,窗帘在压强差的作用下,被“压”出窗外。
(2)化油器工作原理:化油器上有一段突然变窄的管道与汽油供给部分相连,当气流经过狭窄的管道时,由于流速变大,压强变小,与外界气体压力形成压强差,导致汽油就从喷管喷到气流之中,变成雾状。
(3)飞机的升力:飞机的螺旋桨高速转动时,飞机的周围就会形成一个相对于飞机的高速气流,由于机翼上凸下平,上方气流的速度大于下方气流的速度,机翼下侧受到的向上的压强大于上侧受到的向下的压强,在压强差的作用下,飞机得到一个向上的升力。
(4)火车站台上的安全线:当火车驶过站台时,车厢周围的气流速度增大,压强减小,如果人离火车太近,可能会导致被“吸入”铁轨,发生危险。
(5)喷雾器和香水瓶的工作原理:与化油器的工作原理一样。
1.气体流速与压强的关系的实验探究
(1)如图甲所示,双手分别捏着两张纸条的一端,使它们垂挂在胸前,沿两张纸条中间向下吹气。
(2)如图乙所示,拿一张纸条,将它放在下嘴唇底下,沿着纸条的上表面用力吹气。
在上述活动中,你看到了什么现象?这两个现象说明了什么科学道理?
现象:甲图中两张纸条向中间靠拢;乙图中纸条向上飘起;
说明了气体的流速与压强有关。
气体的流速越大,压强越小。跟气体一样,液体的压强也会随流速的增大而减小。
2.化油器原理
汽车和摩托车上的汽油机工作时,需要将汽油变成雾状,按一定比例和空气混合后再喷入气缸内燃烧。这一工作是由一个叫作化油器的装置来完成的。如上图所示,化油器上有一段突然变窄的管道与汽油供给部分相连,当气流经过狭窄的管道时,由于流速变大,压强变小,汽油就会从喷管喷到气流之中,变成雾状。这与许多喷雾器喷洒雾状药液和一些香水瓶喷出雾状香水的道理是一样的。也会随流速的增大而减小。
3.导致流体流速大的原因有以下几种情况:(1)外力导致流体流速变快;(2)高速运动的物体带动流体流速变快;(3)同一流体在相同的时间内,通过较大的路程处流速大;(4)同一流体流经不同的横截面时,流过横截面小的位置流速大o
4.生活中与流体压强相关问题的解答方法:(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。
5.运用流体压强规律推测相关现象时,要警惕生活经验的影响,因为结果往往与生活经验相反,如用倒置的漏斗吹乒乓球,乒乓球不下落。
例1 为改善地铁地下车站的通风状况,小明设计了抽气管道,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( )
1.判断水翼的形状应该是图中甲、乙的哪一个?并根据流体压强与流速的关系解释,当船在高速航行时,船体被抬高的原因。
2.当两船彼此接近平行行驶时,两船之间内侧水的流速要比外侧大一些,两船内侧的压强就要比外侧 ( )
A.小一些 B.一样 C.大一些 D.增大
3.如图所示,将两个气球用细线悬挂起来,当用力向两个气球中间吹气时,两个气球会( )
A.相互远离 B.相互靠近 C.保持不动 D.以上都有可能
4.如图所示,在倒置的漏斗里放一个乒乓球,用手指托住乒乓球,然后从漏斗口向下用力吹气,并将手指移开,那么以下分析正确的是( )
A.乒乓球会下落,因为其上方气体流速增大,压强变小
B.乒乓球会下落,因为其上方气体流速增大,压强变大
C.乒乓球不会下落,因为其上方气体流速增大,压强变小
D.乒乓球不会下落,因为其上方气体流速增大,压强变大
5.如图所示是飞机机翼的截面图,当飞机水平飞行时( )
A.机翼下方空气流速大,压强小
B.机翼下方空气流速大,压强大
C.机翼上方空气流速大,压强大
D.机翼上方空气流速大,压强小
6.我国著名诗人杜甫在一首诗中写道“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅”,说的是秋季的狂风掀走了茅屋的屋顶。此诗句中所包含的科学道理有( )
A.力是维持物体运动的原因
B.风对屋顶产生的压力小于屋顶的重力
C.风对屋顶产生的升力小于屋顶的重力
D.屋顶上方空气流动快、压强小,屋内空气流动慢压强大,屋顶上、下方的压力差将屋顶掀掉
7.火车车窗不做成往内外打开而做成只能平移的,主要原因是( )
A.做成平移不占空间,可以方便旅客
B.这样做美观
C.防止当火车高速行驶时,因车外气体流速大、压强小使窗推开而发生危险
D.防止当火车高速行驶时,把外界的物品吸引过来而打破车