内容正文:
第十八讲 流体压强与流速的关系(预习篇)(原卷版)
目录
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小试牛刀:基础题+中等难度题,合理应用
一、流体压强与流速关系
1.流体:物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。
2.实验探究:流体压强与流速的关系
提出问题
当流体流动时,流体压强的大小跟流体不流动时有什么不同?
猜想与假设
流体压强与流速可能无关,也可能流速越大压强越小,还可能流速越大压强越大
进行实验
在硬币上方沿水平方向吹气,硬币会向上跳起,并随着气流向前运动,飞跃障碍物
在两张纸之间向下吹气,观察到两张纸向中间靠拢
纸条一端贴近下嘴唇,用力向前方吹气,观察到纸条飘起
在水平放置的两根筷子之间放上两个乒乓球,通过塑料管向两球中间吹气,观察到乒乓球向中间靠拢
将两只小纸船放入水盆中,用针管向两船之间冲水,观察到两只小船向中间靠拢
在倒置的漏斗里放一个乒乓球,并用手指托住,然后从漏管用力向下吹气,将手指移开,发现乒乓球掉不下来
实验结论
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
3.生活中跟流体压强与流速关系相关的现象
事例
图解
分析
“香蕉球”
足球在飞行时快速旋转,旋转带动球面附近的空气一起流动,在旋转气流方向和迎面气流方向相同的一侧,形成相对低压区,另一侧形成相对高压区,足球在两侧压力差的作用下发生偏转,沿弧线前进
气流喷壶
水平管中的空气流速大,导致竖直细管最上端管口处压强减小,水在大气压的作用下上升并进入水平出水管,随气流喷出
站台安全线
列车进站时,带动附近的空气流速加快,在列车周围形成低压区,如果人离列车太近,就会被外侧较大的气压“推向”列车
风沿墙面吹过时窗帘飘向窗外
风刮过时,室外空气流速加快,压强减小,而室内空气流速很慢,压强较大,窗帘在室内、外压力差的作用下被“推向”窗外
★方法技巧
判断流体流速大小的技巧
自然流体,如流动的空气(风)、流动的水,一般是在较宽阔的地方流速小,在较窄的地方流速大;运动的物体引起空气和液体流动时,运动物体周围的流体流速大,其余地方的流体流速小。
二、飞机的升力
1.飞机机翼的形状
如图所示,可以看到机翼截面的大致形状,其上表面呈弯曲的流线型,下表面则比较平。
2.升力产生的原因
飞机前进时,机翼与周围的空气发生相对运动,相当于气流迎面流过机翼。气流被机翼分成上、下两部分,由于机翼横截面的形状上、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,对机翼上表面的压强较小;下方气流通过的路程较短,速度较小,对机翼下表面的压强较大。
机翼上表面受到的压强对机翼产生压力F1,机翼下表面受到的压强对机翼产生压力F2,因为机翼上、下表面存在压强差,这样就产生了向上的压力差,即飞机的升力(F=F2-F1)。
一、选择题
1.关于压强,下列说法正确的是( )。
A.在气体和液体中,流速越大的位置,压强越大;
B.最早证明大气压强存在的科学家是托里拆利;
C.菜刀磨得很锋利是为了减小压强;
D.拦河坝建成上窄下宽,是由于密度不变时,液体压强随深度的增加而增大
2.如图所示,当从管的一端吹气时,A管中的液面会下降,B管中的液面会上升。下列现象产生的原理与此实验原理相同的是( )。
A.热气球升空;
B.风沿窗外的墙面吹过,窗口悬挂的窗帘飘向窗外;
C.用吸管喝酸奶;
D.用抽水机把井中的水抽上来
3.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
4.对下列实验的解释错误的是( )
A.甲图表明压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显
B.乙图中的盆景自动供水装置利用了连通器原理
C.丙图吹硬币使硬币翻越木条,是利用流体在流速大的地方压强小的原理
D.丁图自制气压计从山脚拿到山顶,液柱会上升
5.球类比赛中的旋转球具有很大的威力,旋转球和不旋转球的飞行轨迹不同,是因为球周围空气流动情况不同,如图所示,是乒乓球运动员拉出的弧圆球在空中高速旋转着向左前进的示意图,此时相对于球来说,上方空气流速小于下方空气流速。下列关于乒乓球的说法中,正确的是( )。
A.球在空中能继续前进,是受到了惯性力的作用;
B.球在空中前进时,受到了平衡力的作用;
C.球高速旋转前进时,比不旋转前进时下落得慢;
D.球高速旋转前进时,比不旋转前进时下落得快
6.如图为飞机的机翼截面形状示意图。飞机在飞行时,关于机翼的上方和下方的空气流速和气流压强,下列说法中正确的是( )。
A.机翼上