内容正文:
第5节 流体压强与流速的关系
知识点1:飞机升力产生的原因及其应用
1.鸟类是天生的飞翔高手,流线型的身体有助于减小空气的阻力,鸟类在滑翔时空气提供向上的升力,根据这个特点我们发明了飞机,请猜想飞机机翼的横截面形状应该是下图中的 ( B )
A B C D
知识点2:流体压强与流速的关系及现象解释
2.下列事例中与“流体压强与流速的关系”这个知识无关的现象是 ( A )
A.拔火罐时罐子“吸”在皮肤上
B.客车行驶时,窗帘被“吸出”窗外
C.并列行驶的军舰不能靠得太近
D.地铁站等候地铁时,乘客必须站在安全线外
3.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 ( B )
A.a点时大 B.b点时大 C.一样大 D.均有可能
第3题图
4.如图为乒乓球爱好小组自制的发球机示意图,当吹风机向水平管吹风时,乒乓球从进球口上升到水平管中,在风的作用下从出球口飞出。这是因为水平管与进球口的乒乓球之间空气 ( B )
第4题图
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
5.如图1甲所示,放学途中,小红撑着伞在雨中行走。一阵大风吹来,伞面被吹翻。她猜想伞面受到升力的大小可能与空气的流速有关,于是设计了如图乙所示的实验进行验证。
风速
无风
低速
高速
托盘测力
计示数/N
18
16
10
小红用纸板制作了一个上凸下平的模型代替伞面,将其固定在一个托盘测力计上;在模型的正前方用电风扇迎面吹风,模拟气流。打开电风扇,调整气流速度,读出测力计的示数,记入表中:
(1)分析表中数据可知:空气低速流过时,模型所受升力为 2 N;空气流速越快,模型受到的升力越 大 (选填“大”或“小”)。
(2)每到夏天都会有人在电动车上加装遮阳伞,如图1丙所示,该电动车快速行驶时,伞面会受到较大的升力,导致车辆对地的压力 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)车辆和人的总重力,进而 减小 (选填“增大”或“减小”)了车轮与地面间的摩擦力,带来极大的安全隐患;
(3)如图2所示,为解决某地下商城“工”字形通道中过道的通风问题,工程师设计了以上A、B、C三种方案;弧形部分为墙面凸出部分,其中最有效的是方案 B ;如图所示,当风向向右时,过道内的空气流动方向是向 上 (选填“上”或“下”)。
解析:(1)分析表中数据可知:空气低速流过时,模型所受 向右时,过道内的空气流动方向是向上。
6.物理课上,王老师利用传感器为同学们做“探究流体压强与流速的关系”的演示实验,装置如图甲所示,装置中A、B、C三节直径不同的塑料管连接在一起,右端与吹风机的尾部相连,当用吹风机抽气时,在同一时间内,通过每个管子的气体总量相同,则细管内气体流速比粗管内气体流速 大 (选填“大”或“小”)。
(1)将三个气体压强传感器探头分别插入三节管中,传感器与电脑相连,打开吹风机抽气时,电脑屏幕如图乙所示,已知①②③三条图线分别对应粗细不同的三节管中气体压强随时间变化的情况,由于平稳流动的气体,流速大处压强 小 。由图像可知:图线③反映的是装置中 C (选填“A”“B”或“C”)塑料管的气体压强随时间变化的情况。
(2)当王老师将抽气的吹风机调换挡位后,图像中①②③三条图线出现了下移,由此可以判断三节管中气体的流速 增大 (选填“增大”或“减小”)。
(3)实验后同学们继续研究如图丙所示的实验装置,大缸内的水足够多,打开A阀门,水流入管道,当水稳定后,a管液面高度 等于 (选填“大于”“小于”或“等于”)b管液面高度,判断的依据是 连通器中装有同种液体,液体静止不流动时,液面是相平的 ,再打开B阀门,在水向外流的过程中,请你在如图丙的a管、b管中画出液面的大致高度。
解析:三个塑料管的流量相同,A管横截面积最小,流速基础巩固·达标练
1.B 2.A 3.B 4. B
能力提升·培优练
5.(1)2 大 (2)小于 减小 (3)B 上
解析:(1)分析表中数据可知:空气低速流过时,模型所受升力为18 N-16 N=2 N,空气流速越快,压强越小,上下表面压强差越大,模型受到的升力越大。
(2)该电动车快速行驶时,伞面会受到较大的升力,导致车辆对地的压力小于车辆和人的总重力,进而减小了车轮与地面间的摩擦力,带来极大的安全隐患。
(3)为解决某地下商城“工”字形通道中过道的通风问题,让过道中空气流动起来,那就要使过道两侧通道空气流速不同,从而使两侧通道压强不同,通过压强差促使通道内空气流动产生通风的效果;根据探究实验结论,只要在两通道的其中一个加凸起,就可以保证两侧有压强差,其中最有效的是方案B;当风向向右时,过道内的空气流动方向是向上。
6.大 (1)小 C (2)增大 (3)等于 连通器中装有同种液体,液体静止不流动时,液面是相平的 如图所示
解析:三个塑料管的流量相同,A管横截面积最小,流速最大,所以细管内气体流速比粗管内气体流速大。
(1)流体的流速越大压强越小,如①②③图像,③的压强最大,③的流速越小,所以图像③反映塑料管C的气体随时间变化的情况。
(2)①②③三条图线出现了下移,说明流体的压强变小,流速增大。
(3)打开A阀门,水流入管道,a管、b管、大缸构成了连通器,因为连通器中装有同种液体,所以根据连通器原理可知,当水稳定后,a管液面高度等于b管液面高度;再打开B阀门,粗管和细管中水的流量相同,细管处水的流速大、压强小,支持的水柱低;粗管处水的流速小、压强大,支持的水柱高,所以a管下端的液体压强大于b管下端的液体压强,a管液面高度大于b管液面高度。
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