内容正文:
流体压强
知识导入
几十吨重的飞机为什么能腾空而起不会掉下来呢?
1.流体:气体和液体都具有流动性,统称为流体。
2.流体流速越大的位置压强越小:
3.机翼升力产生原因:上下表面的压强差。
4.小实验:
把乒乓球放在翻转的漏斗中,用嘴通过漏斗向下吹气,同时放开手,发现乒乓球没有掉下来。由物体的平衡条件可知,竖直方向除了受到重力以外,还由于乒乓球上表面的空气流速大从而使上方气压小于下方气压,这样空气就给了乒乓球一个向上的压力。使乒乓球不会掉下来。
同样道理,当对着两张纸的中间吹气,纸非但不会分开,反而靠的更近了。
5.生活生产中的应用:
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。
考点1:流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,流速越小的位置压强越大。
思考与交流
思考1:为什么火车和地铁的站台上要画一条安全线?
【典例分析】
【例1】(2022·福建)如图,小华利用自制喷雾器浇花。推动注射器的活塞时吸管内水面上升,这是因为吸管上方空气( )。
A. 流速大,压强大 B. 流速大,压强小
C. 流速小,压强大 D. 流速小,压强小
【例2】(多选)(2022·河北)下图所示的四幅图中,不能利用流体压强与流速的关系解释的是( )。
A. 用吸管将饮料吸到嘴里;
B 热气球腾空而起;
C. 向烧瓶浇冷水,停止沸腾的水又沸腾了;
D. 往b管中吹气,a管中的水面上升
1. 导致流体流速大的原因:
(1)外力导致流体流速变快,如用力吹气;
(2)高速运动的物体带动流体流速变快,如高速行驶的列车周围的气体流速变快;
(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,如河道狭窄处水的流速大。
2. 运用流体压强规律推测相关现象的结果时,要警惕生活经验的影响,因为结果往往与生活经验相反,如教材中的“吹硬币”现象。
【变式训练】
【变式1】(2022·广东广州)如图1,连通器中的水静止,此时水面上方a、b处的气压为pa0、pb0。在b上方持续水平吹气,水面稳定后如图2所示,此时a、b处的气压为pa、pb。水面下c、d处水的压强为pc、pd,若大气压保持不变,则( )。
A. pc> pd B. pa> pb C. pa0>pa D. pb0=pb
【变式2】手握两张大小相同、彼此正对且自然下垂的纸张,如图所示.如果从两张纸的中间上端向下吹气,那么,这两张纸将会出现 ______ 的运动(选填“互相靠拢”或“彼此远离“),此实验表明:在气体中,流速越大的位罝, ______ .
【变式3】(2022·湖北黄冈、孝感、咸宁)凝聚着我国古代劳动人民智慧的世界文化遗产——都江堰水利工程,由分水鱼嘴、宝瓶口、飞沙堰等组成(如图所示),其在引水灌溉,防洪减灾方面发挥着重要作用。枯水季节,由于内江河床较低,在水受到的___________力作用下,大量的水落入内江,其重力势能___________ (选填“增大“减小”或“不变”);洪水季节,由于宝瓶口的限流作用,导致内江水的流速较小,外江水的流速较大、压强较___________ ,大量的水涌入外江。
【变式4】如图,行驶中的汽车,车窗紧闭,当打开天窗时,天窗外空气流速_________车内空气的流速,天窗处空气的压强___________车内空气的压强(选填“>”、“=”、“<”),所以车内空气被“抽”到车外.
考点2:飞机的升力
1.机翼所受升力分析:
机翼的横截面,它的形状是上凸下平.
把流动的空气看成整体, 被机翼分成上、下部分,上方气体流速大,下方气体流速小.上方气体压强小于下方气体压强, 在机翼的上下表面产生压强差,所以就产生了向上的升力.
2.受力的方向:指向凸面.
【典例分析】
【例3】我国自主研发的C919商用大飞机,它将数年后投入运营,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.客机所在的高空的大气压强,比海平面附近的大气压更大
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,是受到平衡力的作用
【例4】