内容正文:
9.4 流体压强与流速的关系
一、流体压强与流速的关系
1.流体:液体和气体统称为流体。
2.流体的压强与流速的关系
流体(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.有关流体压强与流速关系的实例:
①两支筷子中间放上两个乒乓球,用吸管向中间吹气,发现乒乓球向中间靠拢;
②在水面上放两支小船,向船之间冲水,会发现两支小船向中间靠拢(奥林匹克号惨案);
③让两张纸自由下垂,在两张纸之间吹气,会发现纸靠拢;
④用力从纸条上方向前吹气;
⑤将一个乒乓球放在漏斗口。当给漏斗灌水时,乒乓球不会被冲走;
⑥窗外有风吹过,窗帘会向外飘;
⑦汽车开过以后两侧的尘埃或树叶向路中间靠拢;
⑧踢足球时的“香蕉球”;
⑨打乒乓球时打出的“旋风球”;
⑩飞机的起飞;
⑪火车站的站台线;
⑫厨房油烟机抽气;
⑭跑车尾部的“气流偏导器”产生向下的压强,让轮子紧紧抓地面;
⑮小型喷雾器;
⑯煤气罐口出煤气;
⑰非洲草原犬鼠洞穴;
⑱硬币翻身起跳。
二、飞机的升力
1.机翼上下表面的压强差是产生升力的原因。
原理:飞机前进时,机翼与周围的空气发生相对运动,相当于有气流迎面流过机翼,气流被机翼分成上下两部分,由于机翼横截面积形状上下不对称,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,它对机翼的压强较小;下方气流通过的路程较短,因而速度较小,它对机翼的压强较大。因此,在机翼的上下表面存在压强差,这就产生了向上的升力。
飞机的升力:气流在机翼上下表面由于流速不同、压强不同产生的压力差,这就是向上的升力。
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点拨
导致物体流速大的原因有以下四种情况:
(1)外力导致流体流速变大,如用力吹气。
(2)高速运动的物体带动流体流速变快,如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。
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1.如图甲所示,医生打针前,先将针筒里的活塞推到最下方,排空针筒里的空气,然后把针头插入药液中,拉起活塞,在 的作用下,药液进入针筒。如图乙所示,某同学在探究流速大小对流体压强的影响时,从漏斗口向下用力吹气,当他将手指移开时,乒乓球没有下落,这是因为当从漏斗处向下用力吹气时,增大乒乓球上方空气的流动速度,气体压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”),乒乓球下面的气体压强 (选填“小于”“大于”或“等于”)上面的气体压强,乒乓球在压强差的作用下不会下落。
2.如图所示为“无叶电风扇”,它的底座有一台电动机吸入空气,空气经过加压后被送入环形的出风口,从宽度只有毫米的缝隙中向外喷出,这部分喷射空气因流速 (选填“大”或“小”),压强 ,使周围空气 (选填“靠近”或“远离”)这部分喷射空气,从而带动周围空气流动。
3.夏天很多电动自行车安装了遮阳伞,如图所示,这样虽能遮挡阳光,但存在很大的安全隐患。当电动车快速行驶时,遮阳伞上边空气流速大,压强 ,使得电动自行车受到的重力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)地面对它的支持力。
4.在飞机设计、制造过程中,要进行风洞实验,用来搜集分析有关数据。在江苏省科学宫内,有一个风洞实验室,一架飞机模型固定风洞在托盘测力计上,如图所示。当无风时托盘测力计的示数为15N;当迎面吹向飞机的风速达到20m/s时,托盘测力计的示数为7N。托盘测力计示数减小的原因是气体在流速大的地方压强 ;此时飞机模型受到的升力为 N,如果增大风速,飞机模型受到的升力 (选填“变大”“变小”或“不变”)
1.(2023下·辽宁鞍山·九年级校考阶段练习)高铁极大地促进了沿线经济发展,高铁列车启动后,坐在车上的小明同学觉得站在站台上的安全员在向后运动,他所选择的参照物是 ;行李架上的物品相对于列车是 (选填“静止”或“运动”)的;列车进站时车体附近的气体流速大,压强 (选填“大”或“小”),为避免事故,要站在安全线外。
2.(2023上·湖南长沙·九年级校考开学考试)为探究液体压强的规律,某中学课外学习小组的同学设计制作了如图所示的装置。他们首先向一个大水槽里灌满水,水深为h=0.2m,此时水对水槽底部的压强是 Pa、然后松开铁夹,水流入a、b两管,稳定后,a管中水面的高度为h1,b管中水面的高度为h2,则h1 h2,如果再打开软木塞,在水流动的过程中,h1 h2。(均选填“>”“<”或“=”,g取10N/kg)
3.(2023·江苏淮安·中考真题)如图所示,容器内装满水,将吸