9.4 流体压强与流速的关系-2024-2025学年人教版物理八年级下册同步学习精讲练(新教材)
2025-02-17
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普通
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第5节 流体压强与流速的关系 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.02 MB |
| 发布时间 | 2025-02-17 |
| 更新时间 | 2025-02-17 |
| 作者 | 勤勉理科资料库 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-02-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50471612.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2024-2025学年人教版物理八年级下册同步学习精讲练(新教材)第九章 压强
9.4 流体压强与流速的关系
目录
学习目标 1
知识导学 1
知识点01:流体: 1
知识点02:流体压强与流速的关系 2
知识点03:飞机的升力 2
考点讲练 2
考点01:探究流体压强与流速的关系 2
考点02:流体压强与流速的关系 6
考点03:流体压强与流速的关系在生活中的应用 8
考点04:飞机的升力 10
优选真题培优练 13
1.掌握流体压强的概念,了解流体压强的产生原因。
2.理解流速与压强之间的关系,掌握伯努利方程的基本原理。
3.了解流体流动时的基本现象,如流速、压强、流线和湍流等。
4.能够运用流体的基本原理解决实际问题,如管道流动、风洞实验等。
知识点01:流体:
具有流动性的液体和气体统称为流体 。
知识点02: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 。
知识点03:飞机的升力
上表面气体流速大, 压强小 ;下表面气体流速小, 压强大 。
考点01:探究流体压强与流速的关系
【例题精讲】(2024春•汝州市期末)如图,是某同学探究流体的压强与流速关系的实验,通过实验可以使我们更好地理解《交通规则》中的某些条款。如《交通规则》中规定,在公路上骑自行车的人,只能在规定的自行车道上行驶,不能在机动车道上行驶,如果自行车在机动车道上行驶,即使行驶在机动车道的边缘上也会容易发生交通事故。因为当机动车快速驶过时,机动车行驶处的空气流动速度 大 ,两车间的压强 小 ,人和自行车会在 压力差 作用下被推向机动车而发生交通事故。
【思路点拨】流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小。比较自行车内外两侧的压强。
【规范解答】解:自行车在机动车道上行驶,机动车快速行驶时,自行车和机动车之间的空气流动速度增大,压强减小,自行车的外侧的压强不变,自行车外侧的压强大于自行车内侧压强,自行车在压力差的作用下,被压向机动车容易发生交通事故。
故答案为:大;小;压力差。
【考点评析】掌握流体的压强跟流速的关系,能用流体压强解释有关的流体压强问题。
【巩固训练一】(2023春•郏县期末)为了探究“气体压强与流速的关系”,小明设计了如图所示的实验装置。其中两端开U形管中有适量的水,U形管的左端通过橡皮管与玻璃管侧壁管口相连通。
(1)小明用电吹风机从左侧管口吹风,则U形管 左 (选填“左”或“右”)侧液面将升高,出现这种现象的原因是:流体中流速越大的地方,压强越 小 。如果要使U形管两侧液面高度差变大,小明应 增大 (选填“增大”或“减小”)电吹风机的风速。
(2)小明进一步研究发现,这一规律有着广泛的应用。以下事例与此规律无关的是 D 。
A.地铁、火车站的站台设置安全线
B.飞机机翼的设计
C.海洋中航船避免并行
D.助推式火箭升空
【思路点拨】(1)没有吹风时,左右两管上方的压强相同都等于大气压强,当左侧处吹风时,增大左管上方流速,减小左管上方的压强。液体在压强差下移动形成高度差。
(2)流体中流速越快的地方压强越小。
【规范解答】解:(1)小明用电吹风机从左侧管口吹风,左侧的液面将升高,出现这种现象的原因是:流体中流速越大的地方,压强越小;如果要使U形管两侧液面高度差变大,小明应增大电吹风机的风速,以进一步减小左侧的压强;
(2)A、地铁、火车站的站台设置安全线,就是为了防止火车车速过快,周围空气压强减小,人体外侧的大气压把人推向列车;
B、飞机机翼利用了流体压强与流速的关系;
C、海洋中航船避免并行,就是为了防止航船之间的水流速过快,中间流水的压强减小,把船压向中间相撞;
D、助推式火箭升空,利用的是作用力与反作用力。
故选D。
故答案为:(1)左;小;增大;(2)D。
【考点评析】掌握流体流速和压强的关系,并能用流体压强知识解释有关问题。
【巩固训练二】(2023春•洪洞县校级期中)某兴趣小组的同学观察到:
①飞机在起飞和航行时机翼的仰角不同;
②飞机越大其机翼越大。
他们想探究“机翼获得升力的大小与机翼仰角、机翼面积有什么关系”。(注:机翼仰角为机翼下表面与水平面的夹角,机翼面积指机翼在水平面上投影的面积)
他们利用塑料泡沫等材料自制了三个质量相同、形状相同、面积不同的机翼模型,把圆柱形空心笔穿过“机翼”并固定在“机翼”上,将一根金属杆从笔杆中穿过并上下固定,确保“机翼”能沿金属杆在竖直方向上移动,将“机翼”挂在弹簧测力计的下方,实验装置如图所示。
(1)为了研究“机翼”获得的升力与仰角的关系,他们对同一个“机翼”吹风,并保持风速不变,只改变“机翼” 仰角 的大小,观察并记录 测力计的示数 ,在其他条件相同时,更换面积不同的“机翼”重复上述实验,实验记录如表:(每次吹风前测力计示数均为3.5N)
机翼面积/cm2
测力计示数/N
机翼仰角
275
395
566
0(水平)
3.2
3.0
2.6
较小
3.0
2.9
2.4
较大
2.9
2.8
2.3
最大
3.1
2.9
2.7
(2)在上述实验中,吹风前后测力计示数的 变化量 即为“机翼”获得升力的大小。
(3)通过分析数据可以得出结论:当质量、形状、机翼面积和风速相同时,仰角增大,获得的升力 不一定 (选填“一定”或“不一定”)增大;当质量、形状、仰角和风速相同时,机翼面积越大,获得的升力 越大 。
【思路点拨】(1)要研究“机翼”获得的升力与仰角的关系,就要保持其它条件不变,只改变“机翼”的仰角大小,根据现象得出相应的结论;
(2)本实验中,“机翼”获得升力的大小等于吹风前后测力计示数的变化量;
(3)分析表中数据,得出相应的结论。
【规范解答】解:
(1)为了研究“机翼”获得的升力与仰角的关系,他们对同一个“机翼”吹风,并保持风速不变,只改变“机翼”仰角的大小,观察并记录测力计的示数,在其他条件相同时,更换面积不同的“机翼”重复上述实验;
(2)在上述实验中,“机翼”获得升力的大小等于吹风前后测力计示数的变化量(或差值、减小量);
(3)由表中数据可知,当质量、形状、机翼面积和风速相同时,仰角增大,获得的升力有时大、有时小,所以获得的升力不一定增大;当质量、形状、仰角和风速相同时,机翼面积越大,获得的升力越大。
故答案为:(1)仰角;测力计的示数;(2)变化量;(3)不一定;越大。
【考点评析】本题为信息给予题,考查了运动和静止的相对性、控制变量法的使用,要求认真审题,从中获取有用信息,因为考查的知识点不明确,属于难题!
【巩固训练三】(2022•南通模拟)小明将两个相同的一次性塑料杯叠放在一起,用吹风机以恒定风速沿上杯口水平吹气,发现塑料杯被吹出,如图,有人认为这是因为“上杯口流速大,压强小”使杯子飞出,也有人认为这是因为“吹气时有气体进入下面的杯子中将上面的杯子顶上来”。为进一步验证以上两种解释,下列方案不可行的是( )
A.将两塑料杯的底都剪去,再次重复实验,观察杯子情况
B.将下面的塑料杯的底剪去,再次重复实验,观察杯子情况
C.在上面的塑料杯底开一个孔,再次重复实验,观察杯子情况
D.将上面塑料杯的杯口剪去,使其低于下面塑料杯的杯口,再次重复实验,观察杯子情况
【思路点拨】根据流速越大的地方压强越小来分析解答。
【规范解答】解:A、将两塑料杯的底都剪去,杯子不会飞出去,只是杯中有向上的气流,这样既不能说明上杯口流速大,压强小也不能说明吹气时有气体进入下面的杯子中将上面的杯子顶上来,故A符合题意;
BC、无论是在上面的塑料杯底开一个孔还是将下面的塑料杯的底剪去都能使上面杯子内外的气压相同,不可能是因为“吹气时有气体进入下面的杯子中将上面的杯子顶上来”;故BC不符合题意;
D、上杯口低于下杯口,导致上杯口空气流速与上杯底空气流速都小,近似为0,不存在压强大小问题,如果再飞出,说明有气体进入下杯中将上杯顶起来,故方案可行,故D不符合题意。
故选:A。
【考点评析】本题考查了流体压强与流速关系的实验探究,有一定的迷惑性,是道难题。
考点02:流体压强与流速的关系
【例题精讲】(2024春•娄底期末)如图所示,列车站台上通常设有距列车一定距离的安全线,人在等待列车时必须站立在安全线以外,否则有可能会被“吸”向列车而发生事故,这是因为列车进站时车体附近( )
A.空气流速大,压强小 B.空气流速大,压强大
C.空气流速小,压强大 D.空气流速小,压强小
【思路点拨】流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小。比较人和列车之间的压强以及人外侧的压强的大小。
【规范解答】解:人离高速列车比较近时,高速列车的速度很大,人和高速列车的之间的空气流动速度很大,压强小,人外侧的压强不变,人受到外侧压强大于人内侧受到的压强,人在较大的压强差作用下很容易被压向列车,发生交通事故。
故选:A。
【考点评析】本题考查流体压强与流速的关系,在平时的学习中我们应多观察、多思考,本题体现了物理与生活实际的联系,难度不大。
【巩固训练一】(2024•邹城市校级三模)如图所示,水平放置的“H”形容器,右侧装有植物油,左侧可能装有水或酒精,中间用一个可以无摩擦移动的活塞密封,活塞处于静止状态。则下列说法中(已知ρ水>ρ植物油>ρ酒精)( )
①左侧可能装有酒精
②左侧可能装有水
③若想让活塞向右侧移动,可以在a处水平吹气
④若想让活塞向右侧移动,可以在b处水平吹气
A.只有①④正确 B.只有②④正确
C.只有①③正确 D.只有②③正确
【思路点拨】根据液体压强公式和给出液体密度值的关系进行分析;流体压强与流速的关系:流速越大的地方,压强越小;流速越小的地方,压强越大。
【规范解答】解:
①②由图知,活塞处于静止状态,则左右两侧受到液体的压强是相同的,且左侧液体的深度要大于右侧液体的深度,根据p=ρgh可知,左侧液体的密度要小于右侧液体的密度,已知右侧装有植物油,且ρ水>ρ植物油>ρ酒精,所以左侧装的液体为酒精,故①正确、②错误;
③④若想让活塞向右侧移动,则需要减小右侧上方的气体压强,可以在b处吹气,b处空气的流速变快,气体压强变小,在压强差的作用下,活塞会向右移动,故④正确、③错误。
故选:A。
【考点评析】本题考查了流体的压强与流速的关系、液体内部压强公式的应用,难度不大。
【巩固训练二】(2024春•成都期末)新一代标准动车组“复兴号”,由中国自主研发,是目前世界上运营时速最高的高铁列车。下列相关描述中正确的是( )
A.车厢座椅用软质材料包裹,是为了增大压强
B.高铁轨道铺在混凝土轨枕上是为了减小压强
C.高铁车厢内的破窗锤两端制成锥形,是为了使用时减小压强
D.站台处设置安全线,主要是由于高铁运行时高铁周围空气流速大,压强大
【思路点拨】(1)压强大小的影响因素:压力大小和受力面积大小;
(2)流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大。
【规范解答】解:A、车厢座椅用软质材料包裹,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A错误;
B、高铁轨道铺在混凝土轨枕上是在压力一定时,增大受力面积,减小压强,故B正确;
C、高铁车厢内的破窗锤两端制成锥形,是在压力一定时,减小受力面积,增大压强,故C错误;
D、高速列车的速度很大,人和高速列车的之间的空气流动速度很大,压强小,人外侧的压强不变,人受到外侧压强大于人内侧受到的压强,人在较大的压强差作用下很容易被压向列车,发生交通事故,所以站台处设置安全线,故D错误。
故选:B。
【考点评析】此题考查了压强大小的影响因素及流体压强与流速的关系,属于基础知识。
【巩固训练三】(2024春•江汉区期中)如图甲所示,在圆形厚玻璃瓶中灌满水,把细玻璃管通过带孔的橡皮塞插入玻璃瓶中,挤压玻璃瓶,看到玻璃管中水面升高,这说明力可以改变物体的 形状 。将这个玻璃瓶中水倒出一小部分,从玻璃管上端吹入少量气体后,如图乙所示,拿着玻璃瓶从六楼走到一楼,观察到玻璃管中水面 下降 (填“上升”或“下降”),取下瓶塞,如图丙所示,往B管中吹气,可以看到A管中的水面上升,这是由于流体流速越大的位置,压强 越小 。
【思路点拨】(1)力可以改变物体的形状。利用转换法可以将微小的形变放大。
(2)大气压与海拔有关,海拔越高大气压越低。
(3)流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大。
【规范解答】解:(1)挤压玻璃瓶,看到玻璃管中水面升高,这说明力可以改变物体的形状,这种通过细管中水面高度的变化,说明玻璃瓶的微小形变的研究方法叫转换法;
(2)若将该瓶中装入适量的水,从管子上端吹入少量的气体,便瓶内气体压强大于大气压,水沿玻璃管上升到瓶口以上。当拿着玻璃瓶从六楼走到一楼,会发现细管中的水柱高度下降,因为一楼的气压高,瓶内的压强比外面气压小,使水柱下降;
(3)往管向右吹气,管中的水柱上升,这是由于流体流速越大的位置,压强越小。
故答案为:形状;下降;越小。
【考点评析】知道力的作用效果和转换法在物理实验中的应用,理解海拔与气压的关系、流体压强与流速的关系,可解答此题。
考点03:流体压强与流速的关系在生活中的应用
【例题精讲】(2024春•两江新区期末)我国制造的C919大型客机在升空过程中,机翼 上 (选填“上”或“下”)方的空气流速快,压强小;随着海拔高度的升高,飞机受到的大气压强 变小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【思路点拨】流体的压强与流速的关系是:流速越大,压强越小;流速越小,其压强越大;
大气压随海拔高度的升高而减小。
【规范解答】解:(1)机翼的形状是上凸下平,则空气通过上、下方的时间相同,但上方的路程大所以流速大;
(2)大气压强会随着海拔的升高而变小。随着海拔高度的升高,飞机受到的大气压强变小。
故答案为:上;变小。
【考点评析】本题考查流体的压强与流速的关系、大气压的变化,属于中档题。
【巩固训练一】(2024•芜湖模拟)如图所示,将一根玻璃管制成粗细不同的两段,管的下方与一个装有部分水的连通器相通,当从管的一端吹气时,连通器左端A液面高度 下降 (填“上升”、“下降”或“不变”)。
【思路点拨】首先比较粗细两管的空气流速,根据流体流速越大的位置压强越小再判断液面高度变化。
【规范解答】解:气体在流速小的地方压强大,在流速大的地方压强小。从管的一端吹气时,粗细两管中的空气流量是相同的,粗管中的空气流速小、压强大,细管中的空气流速大、压强小,则A液面上方的气体压强大,B液面上方的气体压强小,所以会造成A液面下降,B液面上升。
故答案为:下降。
【考点评析】本题考查了流体压强与流速的关系,关键是要知道:粗管中的空气流速小,细管中的空气流速大。
【巩固训练二】(2024春•威海期末)如图所示“神奇的空气炮”实验,将一个两端开口塑料直筒倾斜放置,下端对着乒乓球,用吹风机沿着塑料筒外侧上端开口处吹气,乒乓球就像“炮弹”一样,连续发射出去,该实验应用的物理知识是 流速越大压强越小 ;请举出一个利用此知识的生活情境: 飞机的机翼 。
【思路点拨】流体流速越大的地方、压强越小,流体流速越小的地方、压强越大。
【规范解答】解:用吹风机沿着塑料筒外侧吹上端开口处,塑料筒上端空气流速大,压强小,下端压强大,在压强差的作用下,乒乓球就像“炮弹”一样,连续发射出去;机翼上表面凸起下表面平直,是利用流体在流速越大的地方压强越小,产生升力。
故答案为:流速越大压强越小;飞机的机翼。
【考点评析】本题考查了流体压强与流速的关系,属于基础题。
【巩固训练三】(2024春•蚌埠期末)如图所示,下列现象不能用流体压强与流速的关系来解释的是( )
A.图甲所示向两张纸中间吹气,纸张向中间靠拢
B.图乙所示装不同密度、相同深度的液体,橡皮膜向左侧凸起
C.图丙所示地铁站台边,人必须站在黄色以外的区域候车
D.图丁所示飞机升力的产生原因
【思路点拨】液体和气体都称为流体,生活中常见的流体是水和空气,流体流速越大的地方压强越小,流速越小的地方压强越大。据此对照各选项逐一进行分析即可作答。
【规范解答】解:A.对着两张平行的纸吹气,两纸中间的空气流速大、压强小,而两纸的外部空气流速小、压强大,两纸受到两边向内的压力差,所以两张纸被压到一起,故A不符合题意;
B.装有不同密度、相同深度的液体,橡皮膜向左侧凸起,是因为液体在相同的深度时,液体产生的压强与液体密度有关,不能用流体压强与流速的关系来解释,故B符合题意;
C.当列车驶进站台时,会带动人和车之间的空气流动速度加快,此时人外侧的空气流动速度慢,根据流体压强与流速的关系可知:人外侧空气流速慢压强大,而内侧流速快压强小,会产生一个向内侧的压强差,将人推向火车,易出现危险。所以人必须站在安全黄线以外的区域候车,故C不符合题意;
D.相等的时间内,空气经过机翼上面的路程大于下面的路程,使得机翼上面的空气流速大于下面的流速,机翼上面的压强小于下面的压强,存在压强差,产生了压力,这个压力就是机翼向上的升力,故D不符合题意。
故选:B。
【考点评析】本题考查了流体压强与流速的关系,看学生能否将所学知识灵活运用到实际生活中,学以致用,有意义。
考点04:飞机的升力
【例题精讲】(2024•旌阳区一模)如图所示,是我国自主研发的C919大型飞机。下列说法正确的是( )
A.飞机升力来源于其内部和外部气体的压力差
B.飞机斜向上起飞时,它所受重力不是竖直向下的
C.飞机在空中沿直线斜向上匀速飞行,受到平衡力作用
D.飞机所在高空附近的大气压强,比海平面附近的大气压强大
【思路点拨】(1)流体流速越大的位置,压强越小;
(2)重力方向始终竖直向下;
(3)静止或匀速直线运动状态称为平衡状态,物体保持平衡状态时,一定受到平衡力的作用;
(4)大气压随着高度的增加而减小。
【规范解答】解:A、客机升空是利用了机翼上方空气流速快、压强小,机翼下方空气流速慢、压强大,从而产生向上的升力,故A错误;
B、飞机斜向上起飞时,它所受重力仍然是竖直向下,故B错误;
C、飞机在空中沿直线斜向上匀速飞行时,飞机处于平衡状态,其受到的力是平衡力,故C正确。
D、客机所在高空的大气压强,比海平面附近的大气压强小,故D错误。
故选:C。
【考点评析】本题考查流体流速与压强的关系、重力的方向、力的平衡、气压与高度的关系,是一道综合题目,相对比较复杂,有一定难度。
【巩固训练一】(2024•凉州区校级一模)如图所示,是我国自主研发的C919大型商用客机,下列关于客机的相关物理知识,说法正确的是( )
A.客机宽大的轮子,减小了客机着陆时对地面的压力
B.客机在高空受到的大气压强比在地面受到的大气压强要大
C.机翼成上凸下平的形状,是为了使客机升空获得空气的浮力
D.客机升空是利用了“流体在流速大的地方压强小”的原理
【思路点拨】(1)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力;
(2)大气压随着高度的增加而减小。
(3)流体流速越大的位置,压强越小。
【规范解答】解:A、客机宽大的轮子,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小客机对地面的压强,故A错误;
B、大气压随着高度的增加而减小,所以客机在高空所受的大气压强,比地面附近的大气压强小,故B错误;
CD、客机机翼表面制作成“上凸下平”制造形状,利用了流体压强与流速的关系,即空气流速大的地方压强小,使上方空气流速快,压强小,下方空气流速慢,压强大,从而产生升力,故C错误,D正确。
故选:D。
【考点评析】本题考查流体流速与压强的关系、大气压与高度的关系、减小压强的方法,是一道综合题目,但总体难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
【巩固训练二】(2024•临高县校级模拟)如图所示,“歼31”是我国自主研发具有隐形功能的一种四代战机。飞行时,以 飞机 (选填“地面”或“飞机”)为参照物,飞行员是静止的;飞机能够升空,是因为机翼上方的空气流速比下方的 快 (选填“快”或“慢”),从而产生了较大的升力。
【思路点拨】(1)如果物体相对于参照物的位置不变,物体是静止的,物体相对于参照物的位置不断变化,物体是运动的;
(2)流体流速越大的地方,流体压强越小,流体流速越小的地方,流体压强越大。
【规范解答】解:(1)飞行员相对于飞机位置不变,则以飞机作为参照物,飞行员是静止的;
(2)机翼上方的空气流速比机翼下方的流速快,因此机翼上方气体压强小于机翼下方气体压强,从而产生了升力。
故答案为:飞机;快。
【考点评析】本题考查了参照物的选择、流体流速与流体压强的关系,难度不大,是一道基础题。
【巩固训练三】(2024春•金台区期末)2024年5月23日,东部战区宣布位台湾岛周边开展“联合利剑—2024A”演习。同天,东部战区发布J﹣20图片海报《越海杀器》(左图)震慑“台独”,维护国家统一。如图所示为J﹣20起飞升空时原理图,机翼上方气流的流速比机翼下方的 大 (选填“大”或“小”),F1 < (选填“>”“<”或“=”)F2。
【思路点拨】飞机机翼上方空气流速大压强小,下方空气流速小压强大,机翼在压强差的作用下,受到升力作用。
【规范解答】解:在流体中,流速大的地方压强小,机翼上方气流的流速比机翼下方的大,机翼上方受到压强小于机翼下方的压强,根据可知,机翼上方气流的压力比机翼下方压力小,即F1<F2,从而产生向上的升力。
故答案为:大;<。
【考点评析】分析机翼上下方空气流速来分析压强是解决本题的关键。
1.(2024春•江阴市期末)如图所示,是中国科技馆的“球吸”展项,不吹风时两球静止,当风从下向上吹向两球中间时,两球会相互靠拢,出现“球吸”现象,下列事例的工作原理与此“球吸”原理相同的是( )
A.拔火罐 B.吸管吸饮料
C.船闸 D.飞机升力
【思路点拨】流体压强与流速的关系:流速越大的地方,压强越小;流速越小的地方,压强越大。分析每一选项中的原理,可逐一做出判断。
【规范解答】解:气流从两只空心球中间的缝隙通过,由于中间空气流速快、压强小,两侧空气流速慢,压强大,所以会发现两只小球向中间靠拢,其原理是流体压强与流速的关系。
A、拔火罐利用了大气压强的作用,与流体压强和流速的关系无关。故A不符合题意;
B、吸管吸饮料利用了大气压,没有运用流体压强与流速的关系。故B不符合题意;
C、船闸是利用连通器的原理,没有运用流体压强与流速的关系。故C不符合题意;
D、飞机的机翼“上凸下平”,使机翼上方的空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,从而产生向上的压强差,即产生向上的升力,故D符合题意;
故选:D。
【考点评析】此题考查流体压强和流速的关系、大气压的应用,综合性很强,关键是掌握流体压强与流速的关系,并能解释生活中的一些相关应用。
2.(2024春•思明区校级期末)如图为小明用吸管做了一些家中“神器”。下列说法正确的是( )
A.图甲:吸管的一端做得很尖细,是为了减小压强
B.图乙:用手堵住上端的管口,提起吸管便可取水是因为水柱受重力作用
C.图丙:简易气压计从山下移到山顶时吸管内的液面下降
D.图丁:自制喷雾器A内液面上升是因为流体中流速越大的位置压强越小
【思路点拨】(1)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积,在受力面积一定时,增大压力;
(2)两端开口的吸管插入水中时,吸管内外水面上方均受到大气压的作用,则内外液面将保持相平;用手堵住上端的管口时,管内水将在外界大气压的作用下不会掉下来;
(3)大气压强与高度有关,高度越高大气压强越小;
(4)流体在流速越大的地方,压强越小;在流速越小的地方,压强越大。
【规范解答】解:A.吸管―端做得很尖细,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A错误;
B.如图,用手堵住上端的管口时,上端不再与大气相通,下端的水受到大气压的作用,所以水不会从下端流出,则吸管中有一段水柱,而不是因为水柱受重力作用,故B错误;
C.大气压强与高度有关,高度越高大气压强越小,简易气压计从山下移到山顶时,瓶内空气的压强不变,而外界大气压随高度的增加而减小,此时在瓶内气压的作用下会有一部分水被压入吸管,吸管内液面会升高,故C错误;
D.从B管右侧向左吹气时,吸管A上方空气的流速增大,压强减小,A管中水受到向上的压强大于向下的压强,所以吸管A中的水柱会上升,故D正确。
故选:D。
【考点评析】本题考查了大气压与高度的关系、压强大小的影响因素、流体压强和流速的关系等,知识点较多,但都是基础题。
3.(2024春•工业园区期末)如图所示为飞机机翼模型的截面图,当有水平方向的风吹向该机翼模型时,下列说法正确的是( )
A.上侧空气流速快,压强小
B.下侧空气流速快,压强大
C.上侧空气流速慢,压强大
D.下侧空气流速慢,压强小
【思路点拨】流体流速快的位置压强小,根据这一规律可对各个选项做出判断。
【规范解答】解:对飞机机翼模型吹风时,流过机翼上方的空气流速大,压强小,流过机翼下方的空气流速小,压强大。机翼上下方所受到的压力差便形成向上的升力,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【考点评析】本题考查流体压强与流速关系的应用,并证明了飞机升力的产生,考查学生的对所学物理知识的应用能力。
4.(2024春•贵港期末)我国的高铁技术处于世界领先地位。在高铁站站台上标有一条安全线,为了避免乘客被“吸”向列车发生事故,乘客必须站在安全线之外候车。这是由于列车进站时车体附近空气( )
A.流速大,压强大 B.流速小,压强小
C.流速大,压强小 D.流速小,压强大
【思路点拨】流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小。比较人和列车之间的压强以及人外侧的压强的大小。
【规范解答】解:人离高速列车比较近时,高速列车的速度很大,人和高速列车的之间的空气流动速度很大,压强小,人外侧的压强不变,人受到外侧压强大于人内侧受到的压强,人在较大的压强差作用下很容易被压向列车,发生交通事故。
故选:C。
【考点评析】掌握流体压强跟流速的关系,能用流体压强知识解释有关的问题。
5.(2024•西城区校级模拟)如图所示实验装置,U形管中装有水,直径相同的a、b两管中的水静止时液面相平。在右端c处往装置里急吹气, a 管中水面会升高。
【思路点拨】根据流体压强和流速的关系分析解答:流体流速越大的地方压强越小,流速越小的地方压强越大。
【规范解答】解:如果在右端c处往装置里急吹气,由于b处比 a处粗,导致b管上方的气流速度小于a管上方的气流速度,b管上方的气体压强大于a管上方的气体压强,b管与a管的水面上方形成气压差,U形管中a管水面升高。
【考点评析】本题考查了流体压强与流速的关系,对于流体压强问题,要明确被研究的物体,物体的哪两个侧面流体流速不同,判断两个侧面的压强情况,判断物体在压强差作用下的运动情况。
6.(2024•靖江市校级二模)如图所示,水平放置的“H”形容器,右侧装有植物油,左侧可能装有水或酒精,中间用一个可以无摩擦移动的活塞密封,活塞处于静止状态,则左侧可能装的液体是 酒精 ,若想让活塞向左侧移动,可以在 a (选填“a”或“b”)位置水平吹气(ρ水>ρ植物油>ρ酒精)。
【思路点拨】根据液体压强公式和给出液体密度值的关系进行分析;流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大。
【规范解答】解:
由图知,活塞处于静止状态,则左右两侧受到液体的压强是相同的,且左侧液体的深度要大于右侧液体的深度,根据p=ρgh可知,左侧液体的密度要小于右侧液体的密度,已知右侧装有植物油,且ρ水>ρ植物油>ρ酒精,所以左侧装的液体为酒精;
若想让活塞向左侧移动,则需要减小左侧上方的气体压强,可以在a处吹气,a处空气的流速变快,气体压强变小,则压强差的作用下,活塞会向左移动。
故答案为:酒精;a。
【考点评析】本题考查了流体的压强与流速的关系、液体内部压强公式的应用,难度不大。
7.(2024•华龙区校级模拟)新冠肺炎疫情防控期间,教室内每天要进行消毒。如图所示的喷壶喷洒消毒药液时,向壶内打气的目的是使壶内液面上方空气的压强 大于 大气压强。当空气从小孔迅速流过,小孔附近空气的流速较大,小孔附近空气压强 小于 容器里液面上方的空气压强,液体就沿细管上升,从管口中流出后,受气流的冲击,被喷成雾状(填“大于”“等于”或“小于”)。
【思路点拨】当空气从小孔迅速流出时,细管的上端开口处空气流速大,压强小;容器内液面上方气体流速小压强大。这样细管的上下两开口端就出现了压强差,水就在容器内液面上方气体的这个较大压强的作用下,沿着细管上升。
【规范解答】解:向壶内打气的目的是使壶内液面上方空气的压强大于大气压强。
根据流体压强和流速的关系可知,当空气从小孔迅速流过,小孔附近空气的流速较大,压强较小。此处压强小于容器内液面上方气体压强。液体就沿细管上升,从管口中流出后,受气流的冲击,被喷成雾状。
故答案为:大于;小于。
【考点评析】认清楚此题所涉及的物理过程:细管上端空气流速大压强小;液面上方气体流速小压强大是关键。
8.(2024春•百色期末)“清风不识字,何故乱翻书”所述清风能翻书,是风使书本上表面空气流动速度 增大 导致书本上表面压强 减小 。(均选填“增大”或“减小”)
【思路点拨】流体压强与流速的关系:流速越大的位置,压强越小;流速越小的位置,压强越大。
【规范解答】解:风吹过书页的上表面时,使书表面上空气流动速度增大,而导致书上表面压强减小,而书页下表面的压强不变,在上下压强差的作用下,书页会向上翻,故有“清风不识字、何故乱翻书”之说。
故答案为:增大;减小。
【考点评析】本题考查流体的压强与流速的关系,与生活联系密切,要重点掌握。
9.(2024春•宁明县期末)如图1甲,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大小可能与空气的流速有关,于是设计了如图1乙所示的实验进行验证。
小红制作一个上凸下平的模型固定在托盘测力计上,用电风扇在模型正前方吹风模拟气流。打开电风扇,调整气流速度,读出测力计的示数,记入表中:
风速
无风
低速
高速
托盘测力计示数/N
18
16
10
(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)夏天,若在电动车上加装遮阳伞(如图1丙),则该电动车快速行驶时,伞面会受到较大的升力,导致车辆对地面的压力 减小 ,车轮与地面间的摩擦力 减小 ,带来极大的安全隐患;(均选填“增大”或“减小”)
(3)为解决某地下商城“工”字形通道的通风问题,技术员设计了如图2所示的几种方案,弧形部分为墙面凸出部分,其中最有效的是方案 二 ;
(4)流体的流速变化引起压强变化,既给我们带来便利,也可能造成危害,请举一个生活中防止它造成危害的实例: 火车站站台设置安全性 。
【思路点拨】(1)根据表格中数据分析,当无风时,托盘测力计示数等于模型重力,读出空气低速流过时,托盘测力计示数,然后可计算模型所受升力;
(2)对于流体来说,流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大;
减小摩擦力的方法:减小压力、减小接触面的粗糙程度;
(3)对于流体来说,流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大;
(4)流体在流速越快的位置压强越小,根据对“防止流体压强与流速关系带来危害的实例”的了解进行解答。
【规范解答】解:(1)根据表格中数据分析,当无风时,托盘测力计示数等于模型重力F1=G=18N,当空气低速流过时,托盘测力计示数F2=16N,模型所受升力为ΔF=F1﹣F2=18N﹣16N=2N;当风速变为低速,直到高速,托盘测力计示数变小了,说明模型受到了向上的升力,并且空气流速越快,这个力越大。
(2)伞的形状是上方凸起的,当气流经过时,上方的流速大,压强小,下方的流速小,压强大,伞下方的气压大于伞上方的气压,这样就会产生一个向上的升力,使伞容易被风吸起来,使电动车对地面的压力减小,摩擦力减小,不能平稳行驶。
(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,通过这个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,我们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,为了节能我们也没有必要加装换气扇,综上所述此题应选方案二。
(4)流体在流速越快的位置压强越小,防止流体压强与流速关系带来危害的实例:在火车站,距离站台边缘一定距离设立安全线(即火车站站台设置安全线)。
故答案为:(1)2;大;(2)减小;减小;(3)二;(4)火车站站台设置安全线。
【考点评析】本题考查流速压强实验及应用,关键是学生能将已学知识分析应用在实际问题中,重点考查学生知识迁移能力。
10.(2024春•福清市期末)物理兴趣小组的同学用一个上端开口的水槽,水槽下部侧壁开孔并与粗细不均匀的水平管及竖直的A、B管连通,组装成如图所示的装置。
(1)关闭阀门后,往水槽中加水直至图中所示的位置,该装置 是 (选填“是”或“不是”)连通器。
(2)打开阀门后,A管下端水的流速比B管下端水的流速 小 ,比较A、B管中的水面,将看到 B (选填下列序号)。
A.两处水面相平
B.A管中水面高
C.B管中水面高
(3)用玻璃瓶装水往水槽中补水时,发现当玻璃瓶瓶口没入水面时,水 不再 (选填“继续”或“不再”)流出。
【思路点拨】(1)上端开口,底部连通的容器叫做连通器;
(2)流体压强与流速的关系,流体流速越大的位置,压强越小;
(3)瓶口没入水中,空气不再进入,此时瓶内气压与水柱压强之和等于大气压。
【规范解答】解:(1)上端开口,底部连通的容器叫做连通器,由图可知,关闭阀门后,往水槽中加水直至图中所示的位置,该装置是连通器;
(2)当阀门打开水流动时,底部面积越大,水流速越慢,A管底部水流的速度小于B管底部水流的速度,
根据流体压强和流速的关系可知流体流速越大,压强越小,产生的压强越大,水的高度越大,所以A管底部压强大于B管底部的压强,所以A管中水柱比B管中水柱要高一些。
(3)当水面刚浸没瓶口,水不再流出时,说明外界大气压等于与瓶内气压和瓶内的水压之和,因此水不再流出是大气压的作用。
故答案为:(1)是;(2)小;B;(3)不再。
【考点评析】本题考查了连通器的原理、流体压强跟流速的关系以及大气压的应用,是一道综合性较强的题目。
11.(2024春•五华县期中)2023年5月28日,经历1小时59分钟飞行,由C919大型客机执飞的东方航空MU9191航班平稳降落在北京首都国际机场,这意味着中国民航一举打破国外公司对大飞机行业的垄断,中国的飞机制造真正走出一条自主研制的发展之路。小明观察到飞机在空中飞行时都有一定的迎角(机翼轴线与水平气流的夹角),飞机飞行时的升力除了与机翼形状有关外是否还与迎角大小有关?为了研究这一问题,在老师的帮助下,小明利用电风扇、升力测力计、飞机模型,按图甲方式进行实验并得出数据。
挡位
弱风
中风
强风
升力F/N
2
5
6
(1)飞机飞行时能够获得升力的原因是因为机翼的上表面受到的 压强 比下表面小;为了获得更大的升力,起飞时应该 逆风 (选填“顺风”或“逆风”)起飞;
(2)保持风速最大,调整飞机模型的迎角,记录升力测力计的示数,得到如图乙等曲线图。根据图乙可得出的结论是:当飞机的飞行速度一定,当迎角为 17° 时,升力最大;迎角由0°逐渐增大到20°的过程中,升力的变化特点是 先增大后减小 ;
(3)小明用电风扇三个挡位的风速模拟飞机的飞行速度,研究飞机的升力与其飞行速度的关系,数据如表所示,当飞机的迎角一定时, 风速 越大,飞机的升力越大;
(4)在图甲模拟实验装置中,当电风扇在弱风挡时,模型飞机的迎角为θ(θ小于15°),飞机的升力为F;当电风扇在强风挡时,若要保持飞机的升力F不变,则应将模型飞机的迎角θ 减小 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【思路点拨】在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小。
【规范解答】解:(1)飞机的机翼上凸下平,机翼上表面空气的流速大,压强小;机翼下表面流速小压强大,所以机翼的上表面受到的压强比下表面小。逆风风行时,飞机相对速度更大,获得的升力更大;
(2)由乙图可知,当风速相同时,升力随着迎角的先增大后减小,在17°时升力最大;
(3)由表格数据可知,当迎角相同时,风速越大,升力越大;
(4)飞机的升力与风速和迎角的大小有关,当电风扇在强风挡时,若要保持飞机的升力F不变,应该减小飞机的迎角。
故答案为:(1)压强;逆风;(2)17°;先增大后减小;(3)风速;(4)减小。
【考点评析】此题主要考查学生对流体压强与流速关系的理解和应用,并能分析图像,总结结论。
12.(2024•承德一模)在玻璃瓶里装一些红色的水,取一根两端开口的细玻璃管,让玻璃管穿过橡皮塞插入水中,并从管子上端吹入少量气体,这样小明就制成了一个简易的多功能物理实验演示器。
(1)当把此装置从山脚带到山顶时,发现玻璃管内液面升高;
(2)取一吸管,靠近玻璃管口,通过吸管向右吹气,如图所示,发现玻璃管内液面上升;
(3)将瓶内灌满水,塞紧塞子,用力挤压瓶子,发现玻璃管内液面上升。
小明三次实验分别说明什么物理道理? (1)大气压随高度的升高而减小;(2)流体流速越大的位置压强越小;(3)力可以使物体发生形变 。
【思路点拨】(1)把气压计从山脚带到山顶时,发生变化的是海拔高度,而大气压随海拔的升高而减小;
(2)当向管上方吹气时,管上方的空气流动速度增大,压强减小,管下方压强不变,管内的液体受到向上的压强大,液面上升;
(3)力可以改变物体的形状和运动状态。
【规范解答】解:(1)把气压计从山脚带到山顶,瓶内空气的压强不变,而外界大气压随高度的增加而减小,此时在瓶内气压的作用下,会有一部分水被压入玻璃管,因此管内水柱的高度 会增大;
(2)往管上方吹气,管上方空气的流速增大,压强减小,管中液体受到向上的压强大于向下的压强,液面上升;
(3)用力挤压瓶子,发现玻璃管内液面上升,这说明力可以使物体发生形变。
故答案为:(1)大气压随高度的升高而减小;(2)流体流速越大的位置压强越小;(3)力可以使物体发生形变。
【考点评析】瓶内外压强的大小关系是决定水柱高低的原因,大气压随高度增加而减小的规律,是解决此题的基础,因此,越往高处,外界大气压越小,瓶内的压强就会越向上压水柱。
13.(2024春•江岸区期中)如图所示为一种智能扫地机器人,它与地面的接触面积为0.02m2。
(1)扫地机器人静止时对水平地面的压强为1×103Pa,则机器人重 20 N。
(2)扫地机器人工作时内部电机转动使内部气压 减小 (填“增大”“减小”或“不变”),利用内外气压差吸入垃圾。吸入垃圾后的机器人的惯性逐渐 变大 (填“变大”或“变小”)。
【思路点拨】(1)已知扫地机器人静止时对水平地面的压强和它与地面的接触面积,由F=pS可求得扫地机器人静止时对水平地面的压力,静止在水平面上的物体对地面的压力等于其重力;
(2)流体压强与流速的关系:流速越大的地方,压强越小;流速越小的地方,压强越大;
惯性是物体本身的一种属性,惯性的大小只与物体的质量有关。
【规范解答】解:(1)由p可得,扫地机器人静止时对水平地面的压力:
F=pS=1×103Pa×0.02m2=20N,则机器人重力G=F=20N;
(2)高速旋转的叶轮使得机器人内部的空气流速大,压强小,而外部的空气流速小,压强大,所以在外界大气压的作用下,外部空气和灰尘不断地压入机器人,扫地机器人就能“扫尘”了,使杂物进入吸尘器达到清扫的目的;在工作过程中,机器人不断吸入灰尘,质量增加,惯性将变大。
故答案为:(1)20;(2)减小;变大。
【考点评析】此题以扫地机器人为载体,考查流体压强与流速的关系、惯性,考查学生应用物理知识解决实际问题的能力。
14.(2022春•五指山期末)如图甲所示,小明向下垂的两张纸中间吹气,两张纸会相互靠拢。此实验现象说明:气体流动时,流速大的地方压强 小 (选填“大”或“小”).小明根据这一规律制作了如图16乙所示的装置,当他向饮料管A中吹气时,饮料管B中的液面会 上升 。(选填“上升”、“不变”或“下降”)
【思路点拨】(1)分析纸两侧的空气流动速度,根据流体压强跟流速的关系,判断纸两侧压强大小,分析纸的运动情况。
(2)分析管口内外空气流速,根据流体压强跟流速的关系,判断管内空气流向,分析水面变化。
【规范解答】解:(1)小明向下垂的两张纸中间吹气,两张纸中间空气流速大压强小,纸外侧压强大,把纸压向中间。
(2)向饮料管A中吹气时,管口处空气流速大压强小,管内空气流速小压强大,空气向上流出饮料管,饮料管内压强减小,水在外界大气压作用下被压入饮料管,所以饮料管B中的液面会上升。
故答案为:小;上升。
【考点评析】对于流体压强跟流速关系的问题,一般要分析两处的流体流速,根据流体压强跟流速的关系,判断压强,判断物体的运动情况。
15.(2022春•汝南县期中)如图所示为洛阳本地生产的四轮电动车,一辆空车静止在水平地面上时,轮胎与地面的总接触面积为600cm2,已知车对地面的压强是1.2×105Pa,求:(g=10N/kg)
(1)当车在马路上快速驶过时,原来位于马路边的树叶会向靠近车的方向运动,其中包含的物理原理是: 流体流速越大的地方压强越小 。
(2)空车的质量为多大?
(3)若车所受阻力为车总重的0.1倍,当质量60kg的司机驾驶该车在水平路面上匀速行驶时,车受到的牵引力为多大?
【思路点拨】(1)流体流速越大的地方压强越小,流速越小的地方压强越大。
(2)由公式p可以求出空车对地面的压力,根据压力与重力的关系得出空车的重力,根据G=mg算出空车的质量。
(3)该车在水平路面上匀速行驶时,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,根据二力平衡条件、阻力与车总重的关系求出牵引力。
【规范解答】解:(1)当车在马路上快速驶过时,马路中间的空气流速大,空气压强小;马路两边的空气流速小,压强大。所以两边的气压大于马路中央的气压,位于马路边的树叶会向靠近车的方向运动。
(2)受力面积:S=600cm2=6×10﹣2m2,
根据p得空车对地面的压力:
F=pS=1.2×105Pa×6×10﹣2m2=7.2×103N,
空车静止在水平地面上时,G空=F=7.2×103N;
根据G=mg得空车的质量:
m720kg;
(3)车的总质量:m总=m空+m人=720kg+60kg=780kg,
车的总重力:G总=m总g=780kg×10N/kg=7800N,
因为该车在水平路面上匀速行驶时,所以车受到的牵引力:F牵=f=0.1G总=0.1×7800N=780N。
答:(1)流体流速越大的地方压强越小。
(2)空车的质量为720kg。
(3)车受到的牵引力为780N。
【考点评析】此题考查流体压强和流速的关系、压强和重力公式以及二力平衡条件的应用,知道置于水平面上的物体对水平面的压力等于其自身重力是关键。
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2024-2025学年人教版物理八年级下册同步学习精讲练(新教材)第九章 压强
9.4 流体压强与流速的关系
目录
学习目标 1
知识导学 1
知识点01:流体: 1
知识点02:流体压强与流速的关系 1
知识点03:飞机的升力 2
考点讲练 2
考点01:探究流体压强与流速的关系 2
考点02:流体压强与流速的关系 2
考点03:流体压强与流速的关系在生活中的应用 4
考点04:飞机的升力 5
优选真题培优练 6
1.掌握流体压强的概念,了解流体压强的产生原因。
2.理解流速与压强之间的关系,掌握伯努利方程的基本原理。
3.了解流体流动时的基本现象,如流速、压强、流线和湍流等。
4.能够运用流体的基本原理解决实际问题,如管道流动、风洞实验等。
知识点01:流体:
。
知识点02: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 。
知识点03:飞机的升力
上表面气体流速大, ;下表面气体流速小, 。
考点01:探究流体压强与流速的关系
【例题精讲】(2024春•汝州市期末)如图,是某同学探究流体的压强与流速关系的实验,通过实验可以使我们更好地理解《交通规则》中的某些条款。如《交通规则》中规定,在公路上骑自行车的人,只能在规定的自行车道上行驶,不能在机动车道上行驶,如果自行车在机动车道上行驶,即使行驶在机动车道的边缘上也会容易发生交通事故。因为当机动车快速驶过时,机动车行驶处的空气流动速度 ,两车间的压强 ,人和自行车会在 作用下被推向机动车而发生交通事故。
【巩固训练一】(2023春•郏县期末)为了探究“气体压强与流速的关系”,小明设计了如图所示的实验装置。其中两端开U形管中有适量的水,U形管的左端通过橡皮管与玻璃管侧壁管口相连通。
(1)小明用电吹风机从左侧管口吹风,则U形管 (选填“左”或“右”)侧液面将升高,出现这种现象的原因是:流体中流速越大的地方,压强越 。如果要使U形管两侧液面高度差变大,小明应 (选填“增大”或“减小”)电吹风机的风速。
(2)小明进一步研究发现,这一规律有着广泛的应用。以下事例与此规律无关的是 。
A.地铁、火车站的站台设置安全线
B.飞机机翼的设计
C.海洋中航船避免并行
D.助推式火箭升空
【巩固训练二】(2023春•洪洞县校级期中)某兴趣小组的同学观察到:
①飞机在起飞和航行时机翼的仰角不同;
②飞机越大其机翼越大。
他们想探究“机翼获得升力的大小与机翼仰角、机翼面积有什么关系”。(注:机翼仰角为机翼下表面与水平面的夹角,机翼面积指机翼在水平面上投影的面积)
他们利用塑料泡沫等材料自制了三个质量相同、形状相同、面积不同的机翼模型,把圆柱形空心笔穿过“机翼”并固定在“机翼”上,将一根金属杆从笔杆中穿过并上下固定,确保“机翼”能沿金属杆在竖直方向上移动,将“机翼”挂在弹簧测力计的下方,实验装置如图所示。
(1)为了研究“机翼”获得的升力与仰角的关系,他们对同一个“机翼”吹风,并保持风速不变,只改变“机翼” 的大小,观察并记录 ,在其他条件相同时,更换面积不同的“机翼”重复上述实验,实验记录如表:(每次吹风前测力计示数均为3.5N)
机翼面积/cm2
测力计示数/N
机翼仰角
275
395
566
0(水平)
3.2
3.0
2.6
较小
3.0
2.9
2.4
较大
2.9
2.8
2.3
最大
3.1
2.9
2.7
(2)在上述实验中,吹风前后测力计示数的 即为“机翼”获得升力的大小。
(3)通过分析数据可以得出结论:当质量、形状、机翼面积和风速相同时,仰角增大,获得的升力 (选填“一定”或“不一定”)增大;当质量、形状、仰角和风速相同时,机翼面积越大,获得的升力 。
【巩固训练三】(2022•南通模拟)小明将两个相同的一次性塑料杯叠放在一起,用吹风机以恒定风速沿上杯口水平吹气,发现塑料杯被吹出,如图,有人认为这是因为“上杯口流速大,压强小”使杯子飞出,也有人认为这是因为“吹气时有气体进入下面的杯子中将上面的杯子顶上来”。为进一步验证以上两种解释,下列方案不可行的是( )
A.将两塑料杯的底都剪去,再次重复实验,观察杯子情况
B.将下面的塑料杯的底剪去,再次重复实验,观察杯子情况
C.在上面的塑料杯底开一个孔,再次重复实验,观察杯子情况
D.将上面塑料杯的杯口剪去,使其低于下面塑料杯的杯口,再次重复实验,观察杯子情况
考点02:流体压强与流速的关系
【例题精讲】(2024春•娄底期末)如图所示,列车站台上通常设有距列车一定距离的安全线,人在等待列车时必须站立在安全线以外,否则有可能会被“吸”向列车而发生事故,这是因为列车进站时车体附近( )
A.空气流速大,压强小 B.空气流速大,压强大
C.空气流速小,压强大 D.空气流速小,压强小
【巩固训练一】(2024•邹城市校级三模)如图所示,水平放置的“H”形容器,右侧装有植物油,左侧可能装有水或酒精,中间用一个可以无摩擦移动的活塞密封,活塞处于静止状态。则下列说法中(已知ρ水>ρ植物油>ρ酒精)( )
①左侧可能装有酒精
②左侧可能装有水
③若想让活塞向右侧移动,可以在a处水平吹气
④若想让活塞向右侧移动,可以在b处水平吹气
A.只有①④正确 B.只有②④正确
C.只有①③正确 D.只有②③正确
【巩固训练二】(2024春•成都期末)新一代标准动车组“复兴号”,由中国自主研发,是目前世界上运营时速最高的高铁列车。下列相关描述中正确的是( )
A.车厢座椅用软质材料包裹,是为了增大压强
B.高铁轨道铺在混凝土轨枕上是为了减小压强
C.高铁车厢内的破窗锤两端制成锥形,是为了使用时减小压强
D.站台处设置安全线,主要是由于高铁运行时高铁周围空气流速大,压强大
【巩固训练三】(2024春•江汉区期中)如图甲所示,在圆形厚玻璃瓶中灌满水,把细玻璃管通过带孔的橡皮塞插入玻璃瓶中,挤压玻璃瓶,看到玻璃管中水面升高,这说明力可以改变物体的 。将这个玻璃瓶中水倒出一小部分,从玻璃管上端吹入少量气体后,如图乙所示,拿着玻璃瓶从六楼走到一楼,观察到玻璃管中水面 (填“上升”或“下降”),取下瓶塞,如图丙所示,往B管中吹气,可以看到A管中的水面上升,这是由于流体流速越大的位置,压强 。
考点03:流体压强与流速的关系在生活中的应用
【例题精讲】(2024春•两江新区期末)我国制造的C919大型客机在升空过程中,机翼 (选填“上”或“下”)方的空气流速快,压强小;随着海拔高度的升高,飞机受到的大气压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【巩固训练一】(2024•芜湖模拟)如图所示,将一根玻璃管制成粗细不同的两段,管的下方与一个装有部分水的连通器相通,当从管的一端吹气时,连通器左端A液面高度 (填“上升”、“下降”或“不变”)。
【巩固训练二】(2024春•威海期末)如图所示“神奇的空气炮”实验,将一个两端开口塑料直筒倾斜放置,下端对着乒乓球,用吹风机沿着塑料筒外侧上端开口处吹气,乒乓球就像“炮弹”一样,连续发射出去,该实验应用的物理知识是 ;请举出一个利用此知识的生活情境: 。
【巩固训练三】(2024春•蚌埠期末)如图所示,下列现象不能用流体压强与流速的关系来解释的是( )
A.图甲所示向两张纸中间吹气,纸张向中间靠拢
B.图乙所示装不同密度、相同深度的液体,橡皮膜向左侧凸起
C.图丙所示地铁站台边,人必须站在黄色以外的区域候车
D.图丁所示飞机升力的产生原因
考点04:飞机的升力
【例题精讲】(2024•旌阳区一模)如图所示,是我国自主研发的C919大型飞机。下列说法正确的是( )
A.飞机升力来源于其内部和外部气体的压力差
B.飞机斜向上起飞时,它所受重力不是竖直向下的
C.飞机在空中沿直线斜向上匀速飞行,受到平衡力作用
D.飞机所在高空附近的大气压强,比海平面附近的大气压强大
【巩固训练一】(2024•凉州区校级一模)如图所示,是我国自主研发的C919大型商用客机,下列关于客机的相关物理知识,说法正确的是( )
A.客机宽大的轮子,减小了客机着陆时对地面的压力
B.客机在高空受到的大气压强比在地面受到的大气压强要大
C.机翼成上凸下平的形状,是为了使客机升空获得空气的浮力
D.客机升空是利用了“流体在流速大的地方压强小”的原理
【巩固训练二】(2024•临高县校级模拟)如图所示,“歼31”是我国自主研发具有隐形功能的一种四代战机。飞行时,以 (选填“地面”或“飞机”)为参照物,飞行员是静止的;飞机能够升空,是因为机翼上方的空气流速比下方的 (选填“快”或“慢”),从而产生了较大的升力。
【巩固训练三】(2024春•金台区期末)2024年5月23日,东部战区宣布位台湾岛周边开展“联合利剑—2024A”演习。同天,东部战区发布J﹣20图片海报《越海杀器》(左图)震慑“台独”,维护国家统一。如图所示为J﹣20起飞升空时原理图,机翼上方气流的流速比机翼下方的 (选填“大”或“小”),F1 (选填“>”“<”或“=”)F2。
1.(2024春•江阴市期末)如图所示,是中国科技馆的“球吸”展项,不吹风时两球静止,当风从下向上吹向两球中间时,两球会相互靠拢,出现“球吸”现象,下列事例的工作原理与此“球吸”原理相同的是( )
A.拔火罐 B.吸管吸饮料
C.船闸 D.飞机升力
2.(2024春•思明区校级期末)如图为小明用吸管做了一些家中“神器”。下列说法正确的是( )
A.图甲:吸管的一端做得很尖细,是为了减小压强
B.图乙:用手堵住上端的管口,提起吸管便可取水是因为水柱受重力作用
C.图丙:简易气压计从山下移到山顶时吸管内的液面下降
D.图丁:自制喷雾器A内液面上升是因为流体中流速越大的位置压强越小
3.(2024春•工业园区期末)如图所示为飞机机翼模型的截面图,当有水平方向的风吹向该机翼模型时,下列说法正确的是( )
A.上侧空气流速快,压强小
B.下侧空气流速快,压强大
C.上侧空气流速慢,压强大
D.下侧空气流速慢,压强小
4.(2024春•贵港期末)我国的高铁技术处于世界领先地位。在高铁站站台上标有一条安全线,为了避免乘客被“吸”向列车发生事故,乘客必须站在安全线之外候车。这是由于列车进站时车体附近空气( )
A.流速大,压强大 B.流速小,压强小
C.流速大,压强小 D.流速小,压强大
5.(2024•西城区校级模拟)如图所示实验装置,U形管中装有水,直径相同的a、b两管中的水静止时液面相平。在右端c处往装置里急吹气, 管中水面会升高。
6.(2024•靖江市校级二模)如图所示,水平放置的“H”形容器,右侧装有植物油,左侧可能装有水或酒精,中间用一个可以无摩擦移动的活塞密封,活塞处于静止状态,则左侧可能装的液体是 ,若想让活塞向左侧移动,可以在 (选填“a”或“b”)位置水平吹气(ρ水>ρ植物油>ρ酒精)。
7.(2024•华龙区校级模拟)新冠肺炎疫情防控期间,教室内每天要进行消毒。如图所示的喷壶喷洒消毒药液时,向壶内打气的目的是使壶内液面上方空气的压强 大气压强。当空气从小孔迅速流过,小孔附近空气的流速较大,小孔附近空气压强 容器里液面上方的空气压强,液体就沿细管上升,从管口中流出后,受气流的冲击,被喷成雾状(填“大于”“等于”或“小于”)。
8.(2024春•百色期末)“清风不识字,何故乱翻书”所述清风能翻书,是风使书本上表面空气流动速度 导致书本上表面压强 。(均选填“增大”或“减小”)
9.(2024春•宁明县期末)如图1甲,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大小可能与空气的流速有关,于是设计了如图1乙所示的实验进行验证。
小红制作一个上凸下平的模型固定在托盘测力计上,用电风扇在模型正前方吹风模拟气流。打开电风扇,调整气流速度,读出测力计的示数,记入表中:
风速
无风
低速
高速
托盘测力计示数/N
18
16
10
(1)分析表中数据可知:空气低速流过时,模型所受升力为 N;空气流速越快,模型受到的升力越 (选填“大”或“小”);
(2)夏天,若在电动车上加装遮阳伞(如图1丙),则该电动车快速行驶时,伞面会受到较大的升力,导致车辆对地面的压力 ,车轮与地面间的摩擦力 ,带来极大的安全隐患;(均选填“增大”或“减小”)
(3)为解决某地下商城“工”字形通道的通风问题,技术员设计了如图2所示的几种方案,弧形部分为墙面凸出部分,其中最有效的是方案 ;
(4)流体的流速变化引起压强变化,既给我们带来便利,也可能造成危害,请举一个生活中防止它造成危害的实例: 。
10.(2024春•福清市期末)物理兴趣小组的同学用一个上端开口的水槽,水槽下部侧壁开孔并与粗细不均匀的水平管及竖直的A、B管连通,组装成如图所示的装置。
(1)关闭阀门后,往水槽中加水直至图中所示的位置,该装置 (选填“是”或“不是”)连通器。
(2)打开阀门后,A管下端水的流速比B管下端水的流速 ,比较A、B管中的水面,将看到 (选填下列序号)。
A.两处水面相平
B.A管中水面高
C.B管中水面高
(3)用玻璃瓶装水往水槽中补水时,发现当玻璃瓶瓶口没入水面时,水 (选填“继续”或“不再”)流出。
11.(2024春•五华县期中)2023年5月28日,经历1小时59分钟飞行,由C919大型客机执飞的东方航空MU9191航班平稳降落在北京首都国际机场,这意味着中国民航一举打破国外公司对大飞机行业的垄断,中国的飞机制造真正走出一条自主研制的发展之路。小明观察到飞机在空中飞行时都有一定的迎角(机翼轴线与水平气流的夹角),飞机飞行时的升力除了与机翼形状有关外是否还与迎角大小有关?为了研究这一问题,在老师的帮助下,小明利用电风扇、升力测力计、飞机模型,按图甲方式进行实验并得出数据。
挡位
弱风
中风
强风
升力F/N
2
5
6
(1)飞机飞行时能够获得升力的原因是因为机翼的上表面受到的 比下表面小;为了获得更大的升力,起飞时应该 (选填“顺风”或“逆风”)起飞;
(2)保持风速最大,调整飞机模型的迎角,记录升力测力计的示数,得到如图乙等曲线图。根据图乙可得出的结论是:当飞机的飞行速度一定,当迎角为 时,升力最大;迎角由0°逐渐增大到20°的过程中,升力的变化特点是 ;
(3)小明用电风扇三个挡位的风速模拟飞机的飞行速度,研究飞机的升力与其飞行速度的关系,数据如表所示,当飞机的迎角一定时, 越大,飞机的升力越大;
(4)在图甲模拟实验装置中,当电风扇在弱风挡时,模型飞机的迎角为θ(θ小于15°),飞机的升力为F;当电风扇在强风挡时,若要保持飞机的升力F不变,则应将模型飞机的迎角θ (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
12.(2024•承德一模)在玻璃瓶里装一些红色的水,取一根两端开口的细玻璃管,让玻璃管穿过橡皮塞插入水中,并从管子上端吹入少量气体,这样小明就制成了一个简易的多功能物理实验演示器。
(1)当把此装置从山脚带到山顶时,发现玻璃管内液面升高;
(2)取一吸管,靠近玻璃管口,通过吸管向右吹气,如图所示,发现玻璃管内液面上升;
(3)将瓶内灌满水,塞紧塞子,用力挤压瓶子,发现玻璃管内液面上升。
小明三次实验分别说明什么物理道理? 。
13.(2024春•江岸区期中)如图所示为一种智能扫地机器人,它与地面的接触面积为0.02m2。
(1)扫地机器人静止时对水平地面的压强为1×103Pa,则机器人重 N。
(2)扫地机器人工作时内部电机转动使内部气压 (填“增大”“减小”或“不变”),利用内外气压差吸入垃圾。吸入垃圾后的机器人的惯性逐渐 (填“变大”或“变小”)。
14.(2022春•五指山期末)如图甲所示,小明向下垂的两张纸中间吹气,两张纸会相互靠拢。此实验现象说明:气体流动时,流速大的地方压强 (选填“大”或“小”).小明根据这一规律制作了如图16乙所示的装置,当他向饮料管A中吹气时,饮料管B中的液面会 。(选填“上升”、“不变”或“下降”)
15.(2022春•汝南县期中)如图所示为洛阳本地生产的四轮电动车,一辆空车静止在水平地面上时,轮胎与地面的总接触面积为600cm2,已知车对地面的压强是1.2×105Pa,求:(g=10N/kg)
(1)当车在马路上快速驶过时,原来位于马路边的树叶会向靠近车的方向运动,其中包含的物理原理是: 。
(2)空车的质量为多大?
(3)若车所受阻力为车总重的0.1倍,当质量60kg的司机驾驶该车在水平路面上匀速行驶时,车受到的牵引力为多大?
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