专题9.5 流体压强与流速的关系（举一反三）-2024-2025学年八年级物理下学期举一反三系列（人教版2024）

9．5流体压强与流速的关系 •知识点1 流体压强与流速的关系 •知识点2 飞机的升力及其应用 •知识点3 实验探究流体压强与流速的关系 •作业 巩固训练 流体压强与流速的关系 知识点1 知识点一、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，通过塑料管像两球中间吹气，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。 【典例1-1】（2022•荆门）下列各图所示的情境中，利用了“流体压强与流速的关系”原理的是（　　） A．图甲中飞机机翼形状，可以产生升力 B．图乙中水库堤坝设计成“上窄下宽” C．图丙中茶壶壶嘴的高度不能低于壶盖处 D．图丁中用吸管喝饮料 【典例1-2】列车驶过车站时，站台上的人必须站在安全线以外的区城。因为这时列车周围的空气（ ） A．流速增大，压强减小 B．流速减小，压强减小。 C．流速增大，压强增大 D．流速减小，压强增大 【变式1-1】（2022·贵州遵义·中考真题）出色的足球运动员常会利用“香蕉球”破门得分。“香蕉球”在空中划出一道优美的弧线，如图所示。下列相关说法正确的是（　　） A．足球在飞行过程中没有受到力的作用 B．足球在飞行过程中受惯性作用不断向内侧偏转 C．足球向内侧偏转是因为内侧空气流速大，外侧流速小 D．足球向内侧偏转是因为内侧空气流速小，外侧流速大 【变式1-2】（2024·四川自贡·中考真题）如图所示，以下选项能够说明流体压强与流速关系的是（　　） A．  拦河坝设计成上窄下宽 B．  向下吹气，乒乓球不下落 C．  用吸盘搬运玻璃 D．  用吸管喝饮料 飞机的升力及其应用 知识点2 知识点二、飞机的升力及其应用 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的压力F1，机翼下表面受到的压强对机翼产生的压力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）。 【典例2-1】（2023•仙桃、潜江、天门、江汉石油）2023年5月28日，国产大型飞机C919首次商业飞行圆满成功。如图，C919正在向上爬升，此过程中下列说法正确的是（　　） A．C919的动能增大，重力势能减小 B．随着海拔高度的增加，舱外大气压逐渐增加 C．机翼上方气流的速度较小，气流对机翼上表面的压强较大 D．机翼上方气流的速度较大，气流对机翼上表面的压强较小 【典例2-2】(2023安徽合肥瑶海一模)运⁃20是中国自主研发设计的一款具有洲际飞行能力的运输机,最大航程15 000千米。如图所示,运⁃20军用运输机静止时轮胎对跑道的压强为p1,在机场跑道高速滑行时轮胎对跑道的压强为p2,则p1　　　　p2。(选填“>”“<”或“=”)  【变式2-1】（2021·广西梧州·统考中考真题）有些电动车安装了如图所示的特制伞来遮阳挡雨，它给我们带来方便的同时也带来了安全隐患，这样的电动车以较快速度行驶时有“向上飘”的感觉，下列关于这一现象的解释正确的是（ ） A．伞上方的气流速度大于下方，压强小于下方 B．伞上方的气流速度大于下方，压强大于下方 C．伞上方的气流速度小于下方，压强大于下方 D．伞上方的气流速度小于下方，压强小于下方 【变式2-2】（春•原州区期末）随着人们生活水平的不断提高，各种小汽车已经走进我们的家庭。如图所示，仔细观察和思考，可以发现小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象都与物理知识有关，请你用学过的物理知识解答下面的问题： （1）小汽车的外形设计成流线型，当小汽车高速行驶时，车身上方空气流速 　 　，压强 　 　（选填“大”或“小”）小汽车受到了一个向上的升力，从而减小小汽车对地面的压力。 （2）请你用所学的物理知识解释：汽车刹车时，为什么仍继续向前运动一段距离才能停下来？ 实验探究流体压强与流速的关系 知识点3 【典例3-1】(2023广东广州中学模拟,14,★★☆)物理课上,植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,右端与抽气机的尾部相连,当用抽气机抽气时,同一时间内,通过每节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。如图乙所示,①、②、③三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,由图象可知: (1)在抽气过程中,实验室的大气压为　　　　Pa;对1 m2的物体表面施加的压力为　　　　N。图象①是　　　　塑料管中的气体压强随时间变化的图象(选填“A”“B”或“C”)。  (2)12.5 s后,老师将抽气的抽气机调换挡位,图象中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　　　　(选填“增大”或“减小”)。  (3)实验后,同学们研究了如图丙所示的实验装置,烧杯中的水足够多,仅打开阀门K,当水不流动时,a管中液面的高度　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)b管中液面的高度。再将阀门T打开,在水向外流的过程中,a管中液面的高度　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)b管中液面的高度。  【典例3-2】（2021·江苏连云港·中考真题）在学习“流体压强与流速关系”后，同学们知道了当气流吹向机翼时，飞机会获得升力，并且在相同条件下，气体的流速越大，飞机获得的升力也越大。为了探究飞机获得的升力与其他因素的关系，研究人员利用3D打印机制作出大小不同的纸机翼模型进行风洞模拟实验，如图甲所示。用传感器测量相关数据，进行分析研究。 （1）研究人员利用控制变量法探究飞机获得的升力与机翼投影面积的关系时，实验数据如下表所示。①分析数据，你得出的初步结论是_________。②此实验选用三组不同的风速分别进行是为了________。 机翼投影面积S/m2 风速为v1时飞机获得的升力F1/N 风速为v2时飞机获得的升力F2/N 风速为v3时飞机获得的升力F3/N 0.01331 0.032 0.027 0.023 0.00998 0.023 0.021 0.017 0.00665 0.015 0.013 0.011 （2）通过上述信息分析可知：v1___________v2（选填“大于”或“小于”）。 （3）研究人员又探究了飞机获得的升力F与迎角α的关系，根据实验数据绘制的图像如图乙所示。分析图像，你得出的结论是___________。 【变式3-1】（2022春·湖北黄冈·八年级校考期中）如图装置可以用来研究液体压强与流速的关系，打开阀门，水流经该装置时，可观察到a、b两管口均有水喷出，且b管口喷出的水柱更______（填“高”或“低”），原因是b管下端管道横截面积大，水流速______（填“快”或“慢”），压强______（填“大”或“小”）。 【变式3-2】（2022·辽宁大连·八年级期末）物理学中把具有流动性的液体和气体称为流体。下面是关于流体压强的研究过程，请回答下列问题： （1）老师准备了如图甲所示装置：将三节粗细不同的塑料管①、②、③（横截面积：S1>S2>S3）连接在一起，右端开口，左端与抽气机相通。抽气机抽气时，______管中气体流速最大。将三个气体压强传感器分别放入三个管内，传感器与计算机相连，计算机可以显示出管中压强值。 （2）计算机显示的数据结果如图乙所示，由此可知道___________管中气体压强最小；并能进一步得出在气体中，流速越大的位置，___________。 （3）如图丙所示，老师准备了两张纸，固定上端，向两张纸中间吹气，根据上述结论能判断出两张纸的下端将________，（选填“靠拢”或“分开”）理由是：______。 一、选择题。 1．下列说法中正确的是（　　）。 A．人潜入较深的水中时，必须穿潜水服，因为液体压强随深度增加而增大； B．铲车宽大的轮子可以增大受力面积，增大对地面的压强； C．用吸管吸饮料时，是利用了嘴对饮料的作用力将饮料吸入口中； D．飞机升力的产生是由于机翼上方的空气流速小于下方的空气流速，形成向上压强差 2．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 3．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这向左前进的示意图，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 4．如图所示实验中得出的结论不正确的是（　　）。 A．甲图：用力推另一只船，自己的船也动起来，说明力的作用是相互的； B．乙图：物体在力的作用下做圆周运动，说明物体运动需要力来维持； C．丙图：探头在水中越深，U形管两侧液面的高度差越大，说明液体内部压强越大； D．丁图：沿纸条上方吹气，纸条会飘起来，说明流速大的地方压强小 5．夏季临近，交警部门加大对电动车安装遮阳伞的检查拆除力度，如图所示遮阳伞虽能遮挡阳光，但是当电动车快速行驶时，伞面被向上吸，存在较大的安全隐患。如图四种情景与其原理不同的是（　　）。 A．人站在高铁站的安全线以外候车； B． 用手动抽水机抽出地下水； C．飞机的机翼设计成流线型； D．赛车尾部安装的气流偏导器 二、填空题。 6．（2020安徽）如图所示，把纸条放在嘴边，用力沿纸条上方向前吹气，会发现纸条向上飘动。这是因为________，从而推动纸条向上运动。 7．（2020甘孜州）小海和同学们参加研学旅行，汽车在公路上快速行驶时，小海发现窗帘从打开的窗户向外飘，这是因为窗外的空气流速较大，压强_______（选填“较大”或“较小"）；车行驶到山顶时，他发现密封的零食包装袋鼓起来了，这是因为山顶上的大气压比山脚下的大气压_______（选填“大”或“小”）造成的。 8．（2020黔东南州）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__________（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__________（填“快”或“慢”），从而产生了较大的升力。 9．（2020河北）仿照实例，请将运用的主要物理知识填写在右侧的横线上。 例：铅垂线的应用——重力的方向总是竖直向下的。 （1）塑料吸盘的安装——_______________________________________________； （2）飞机升力的产生——______________________________________________； （3）三峡大坝的船闸的使用——_________________________________。 三、实验探究题。 10.（2022春·广东汕头·八年级统考期中）如图甲所示是演示“流体压强和流速的关系”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。 （1）如果在右端c处往装置里急吹气，导致b管上方气流速度______a管上方的气流速度，b管与a管的水面上方形成气压差，U形管中______（选填“a”或“b”）管水面升高，若a管与b管的水面高度差为12cm，则此时U形管底部d处左右两侧液体的压强差为______Pa；（g＝10N/kg） （2）如图乙是某种喷雾器的工作原理示意图，当喷雾器未工作时，细管A内外气压相等，细管A内外液面______，当喷雾器工作时，空气从细管B的右端快速喷出，导致细管A上方空气的流速突然______（选填“增大”或“减小”），细管A内液面上方气压比容器内液面上方的气压______，液体就沿细管A的管口流出，同时受到气流的冲击，形成雾状向右喷出。 11．（2022春·福建三明·八年级统考期中）小明同学在学习流体压强知识时做了如下一系列实验和分析。请你帮助他补全下面的内容。 (1)如图所示，向两张纸中间吹气，两张纸相互靠拢。此实验现象初步说明了空气流速大的地方压强______（选填“大”、或“小”）。 (2)接着，小明又自制了一个飞机机翼模型（如图），将其固定在托盘测力计上，在机翼模型的正前方用电扇迎面吹风，来模拟飞机飞行时的气流。电扇转动后，托盘测力计的示数将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。比较机翼上下方气流压强的大小，进一步验证了上面的关系。 (3)小明又找了如下一些生活情景，其中能用上述实验规律进行解释的是______。 A．火车与站台之间有黄色的安全线 B．将氢气球放手后，它会漂向空中 C．通过拍打衣服清除它上面的灰尘 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 9．5流体压强与流速的关系 •知识点1 流体压强与流速的关系 •知识点2 飞机的升力及其应用 •知识点3 实验探究流体压强与流速的关系 •作业 巩固训练 流体压强与流速的关系 知识点1 知识点一、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，通过塑料管像两球中间吹气，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。 【典例1-1】（2022•荆门）下列各图所示的情境中，利用了“流体压强与流速的关系”原理的是（　　） A．图甲中飞机机翼形状，可以产生升力 B．图乙中水库堤坝设计成“上窄下宽” C．图丙中茶壶壶嘴的高度不能低于壶盖处 D．图丁中用吸管喝饮料 【答案】A 【解析】A．相等时间内，空气经过飞机机翼上方时，路程长，空气流速大，空气压强小，空气经过飞机机翼下方时，路程短，空气流速小，空气压强大，故飞机受到向上的压强差，受到向上的升力作用，这是利用流体压强跟流速的关系，故A符合题意； B．水库堤坝制成上窄下宽的形状，为了防止液体压强随深度的增加而增大给堤坝造成危害，故B不符合题意； C．壶嘴和壶身构成连通器，连通器中装同种液体时，液体静止时，液面相平，所以茶壶壶嘴的高度不能低于壶盖处，故C不符合题意； D．用吸管喝饮料，吸气时吸管内的气压减小，饮料在大气压作用下进入嘴里，这是利用大气压的结果，故D不符合题意。 故选：A。 【典例1-2】列车驶过车站时，站台上的人必须站在安全线以外的区城。因为这时列车周围的空气（ ） A．流速增大，压强减小 B．流速减小，压强减小。 C．流速增大，压强增大 D．流速减小，压强增大 【答案】A 【解析】流体在流速快的地方压强小，列车驶过车站时，使人和火车之间的空气流动速度快，压强变小，离站台远的地方气体相对流速较慢，压强较大，人离火车太近，人在内外压强差的作用下，被强大的气流压向列车，从而造成危险。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 【变式1-1】（2022·贵州遵义·中考真题）出色的足球运动员常会利用“香蕉球”破门得分。“香蕉球”在空中划出一道优美的弧线，如图所示。下列相关说法正确的是（　　） A．足球在飞行过程中没有受到力的作用 B．足球在飞行过程中受惯性作用不断向内侧偏转 C．足球向内侧偏转是因为内侧空气流速大，外侧流速小 D．足球向内侧偏转是因为内侧空气流速小，外侧流速大 【答案】C 【详解】A．足球在飞行过程中受到竖直向下的重力、空气的阻力的作用，故A错误； B．惯性是一种性质，不能说物体受到惯性的作用，故B错误； CD．足球向内侧偏转，说明足球受到向内侧的压力，所以外侧空气的压强大、流速小；内侧空气的压强小，流速大，故C正确，D错误。 故选C。 【变式1-2】（2024·四川自贡·中考真题）如图所示，以下选项能够说明流体压强与流速关系的是（　　） A．  拦河坝设计成上窄下宽 B．  向下吹气，乒乓球不下落 C．  用吸盘搬运玻璃 D．  用吸管喝饮料 【答案】B 【详解】A．液体内部压强随着深度的增加而增大，即越往下面，河水的压强越大，所以拦河坝设计成下宽上窄，故A不符合题意； B．对着漏斗吹气，乒乓球上方的空气流速变大，压强变小，小于下部的气压，产生了一个向上的压强差，将乒乓球托住，故B符合题意； C．玻璃厂用吸盘搬运玻璃，是因为将吸盘内的空气抽出，大气压能把吸盘紧紧地压在玻璃上，利用了大气压的作用，故C不符合题意； D．用吸管吸饮料是利用了大气压，吸时是先把管内空气吸走，这样在管内外就形成气压差，从而把饮料“压”进嘴里，不能用流体压强与流速关系，故D不符合题意。 故选B。 飞机的升力及其应用 知识点2 知识点二、飞机的升力及其应用 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的压力F1，机翼下表面受到的压强对机翼产生的压力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）。 【典例2-1】（2023•仙桃、潜江、天门、江汉石油）2023年5月28日，国产大型飞机C919首次商业飞行圆满成功。如图，C919正在向上爬升，此过程中下列说法正确的是（　　） A．C919的动能增大，重力势能减小 B．随着海拔高度的增加，舱外大气压逐渐增加 C．机翼上方气流的速度较小，气流对机翼上表面的压强较大 D．机翼上方气流的速度较大，气流对机翼上表面的压强较小 【答案】D 【解析】A、C919大飞机在升空的过程，质量不变，速度变大，动能增大，同时高度上升，重力势能增大，故A错误； B、随着海拔高度的增加，舱外大气压逐渐减小，故B错误； CD、机翼上方气流的速度较大，气流对机翼上表面的压强较小，故D正确，C错误。 故选：D。 【典例2-2】(2023安徽合肥瑶海一模)运⁃20是中国自主研发设计的一款具有洲际飞行能力的运输机,最大航程15 000千米。如图所示,运⁃20军用运输机静止时轮胎对跑道的压强为p1,在机场跑道高速滑行时轮胎对跑道的压强为p2,则p1　　　　p2。(选填“>”“<”或“=”)  【答案】> 【详解】飞机静止时轮胎对跑道的压力等于自身的重力;飞机在机场跑道高速滑行时,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,受到向上的升力作用,使得轮胎对跑道的压力变小,而受力面积不变,根据p=可知,轮胎对跑道的压强变小。 【变式2-1】（2021·广西梧州·统考中考真题）有些电动车安装了如图所示的特制伞来遮阳挡雨，它给我们带来方便的同时也带来了安全隐患，这样的电动车以较快速度行驶时有“向上飘”的感觉，下列关于这一现象的解释正确的是（ ） A．伞上方的气流速度大于下方，压强小于下方 B．伞上方的气流速度大于下方，压强大于下方 C．伞上方的气流速度小于下方，压强大于下方 D．伞上方的气流速度小于下方，压强小于下方 【答案】A 【解析】空气经过如图所示的伞时，在时间相同时，空气经过上方的路程大于下方，那么伞上方的空气流速大于下方的空气流速，由于流体流速大的地方压强小，所以，上方压强小于下方压强，故A正确，BCD错误。 故选A。 【变式2-2】（春•原州区期末）随着人们生活水平的不断提高，各种小汽车已经走进我们的家庭。如图所示，仔细观察和思考，可以发现小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象都与物理知识有关，请你用学过的物理知识解答下面的问题： （1）小汽车的外形设计成流线型，当小汽车高速行驶时，车身上方空气流速 　 　，压强 　 　（选填“大”或“小”）小汽车受到了一个向上的升力，从而减小小汽车对地面的压力。 （2）请你用所学的物理知识解释：汽车刹车时，为什么仍继续向前运动一段距离才能停下来？ 【答案】（1）大；小；（2）由于汽车具有惯性，刹车虽然受到摩擦力作用，但不能立即停止，仍要继续向前运动一段距离。 【解析】（1）因为小汽车外型是流线型，当汽车高速行驶时，车身上方空气流速大，压强小，小汽车受到了一个向上的升力，减小了小汽车对地面的压力； （2）由于汽车具有惯性，刹车虽然受到摩擦力作用，但不能立即停止，仍要继续向前运动一段距离。 故答案为：（1）大；小；（2）由于汽车具有惯性，刹车虽然受到摩擦力作用，但不能立即停止，仍要继续向前运动一段距离。 实验探究流体压强与流速的关系 知识点3 【典例3-1】(2023广东广州中学模拟,14,★★☆)物理课上,植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,右端与抽气机的尾部相连,当用抽气机抽气时,同一时间内,通过每节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。如图乙所示,①、②、③三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,由图象可知: (1)在抽气过程中,实验室的大气压为　　　　Pa;对1 m2的物体表面施加的压力为　　　　N。图象①是　　　　塑料管中的气体压强随时间变化的图象(选填“A”“B”或“C”)。  (2)12.5 s后,老师将抽气的抽气机调换挡位,图象中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　　　　(选填“增大”或“减小”)。  (3)实验后,同学们研究了如图丙所示的实验装置,烧杯中的水足够多,仅打开阀门K,当水不流动时,a管中液面的高度　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)b管中液面的高度。再将阀门T打开,在水向外流的过程中,a管中液面的高度　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)b管中液面的高度。  【答案】(1)1.014×105　1.014×105　A　(2)增大　(3)等于　大于 【详解】　(1)从图乙直接读出抽气过程中实验室的大气压为p=101.4 kPa=1.014×105 Pa;对1 m2的物体表面施加的压力:F=pS=1.014×105 Pa×1 m2=1.014×105 N。塑料管A最细,气体流速最大,压强最小。所以图象①是A塑料管中的气体压强随时间变化的图象。(2)12.5 s后,老师将抽气的抽气机调换挡位,图象中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。(3)仅打开阀门K,当水不流动时,a管中液面的高度等于b管中液面的高度,因为此时该装置是连通器。再将阀门T打开,在水向外流的过程中,a管中液面的高度大于b管中液面的高度,因为b管下端横截面积小,流速大,压强小。 【典例3-2】（2021·江苏连云港·中考真题）在学习“流体压强与流速关系”后，同学们知道了当气流吹向机翼时，飞机会获得升力，并且在相同条件下，气体的流速越大，飞机获得的升力也越大。为了探究飞机获得的升力与其他因素的关系，研究人员利用3D打印机制作出大小不同的纸机翼模型进行风洞模拟实验，如图甲所示。用传感器测量相关数据，进行分析研究。 （1）研究人员利用控制变量法探究飞机获得的升力与机翼投影面积的关系时，实验数据如下表所示。①分析数据，你得出的初步结论是_________。②此实验选用三组不同的风速分别进行是为了________。 机翼投影面积S/m2 风速为v1时飞机获得的升力F1/N 风速为v2时飞机获得的升力F2/N 风速为v3时飞机获得的升力F3/N 0.01331 0.032 0.027 0.023 0.00998 0.023 0.021 0.017 0.00665 0.015 0.013 0.011 （2）通过上述信息分析可知：v1___________v2（选填“大于”或“小于”）。 （3）研究人员又探究了飞机获得的升力F与迎角α的关系，根据实验数据绘制的图像如图乙所示。分析图像，你得出的结论是___________。 【答案】     见解析     寻找普遍规律，避免偶然性     大于     见解析 【详解】（1）①[1]由实验数据可知，其它因素相同，机翼投影面积越大，飞机获得升力越大。 ②[2]实验中为了寻找普遍规律，避免偶然性，选用三组不同的风速分别进行。 （2）[3]在相同条件下，气体的流速越大，飞机获得的升力也越大，由表中数据可知，机翼投影面积相同时 F1＞F2 所以 v1＞v2 （3）[4]由图乙可知，其它因素相同，飞机获得的升力随迎角增大先变大后变小。 【变式3-1】（2022春·湖北黄冈·八年级校考期中）如图装置可以用来研究液体压强与流速的关系，打开阀门，水流经该装置时，可观察到a、b两管口均有水喷出，且b管口喷出的水柱更______（填“高”或“低”），原因是b管下端管道横截面积大，水流速______（填“快”或“慢”），压强______（填“大”或“小”）。 【答案】 高 小 大 【解析】[1][2][3]打开止水阀门，水流经该装置时，由于水的流量一定，a管下端管道横截面积小，b管底部管道横截面积大，根据流体压强和流速的关系可知，a管下端水流速大，b管下端水流速小，所以a管下端产生的压强小，b管下端产生的压强大，所以，b管口喷出的水柱更高。 【变式3-2】（2022·辽宁大连·八年级期末）物理学中把具有流动性的液体和气体称为流体。下面是关于流体压强的研究过程，请回答下列问题： （1）老师准备了如图甲所示装置：将三节粗细不同的塑料管①、②、③（横截面积：S1>S2>S3）连接在一起，右端开口，左端与抽气机相通。抽气机抽气时，______管中气体流速最大。将三个气体压强传感器分别放入三个管内，传感器与计算机相连，计算机可以显示出管中压强值。 （2）计算机显示的数据结果如图乙所示，由此可知道___________管中气体压强最小；并能进一步得出在气体中，流速越大的位置，___________。 （3）如图丙所示，老师准备了两张纸，固定上端，向两张纸中间吹气，根据上述结论能判断出两张纸的下端将________，（选填“靠拢”或“分开”）理由是：______。 【答案】     ③     ③     压强越小     靠拢     见解析 【详解】（1）[1]由图可知，塑料管③横截面积最小，当气体流过时，③处的气体流速最快。 （2）[2]由图乙可知，三条曲线中，塑料管③内的气体压强比101kPa小得更多，即塑料管③压强最小。 [3]结合（1）得出：在气体中流速越大的位置，压强越小。 （3）[4][5]向纸中间吹气，纸中间空气流速大于外侧空气流速，纸中间压强小于外侧压强，外部气体对纸向内压力较大，对纸产生向内的压力差，使纸向中间靠拢。 一、选择题。 1．下列说法中正确的是（　　）。 A．人潜入较深的水中时，必须穿潜水服，因为液体压强随深度增加而增大； B．铲车宽大的轮子可以增大受力面积，增大对地面的压强； C．用吸管吸饮料时，是利用了嘴对饮料的作用力将饮料吸入口中； D．飞机升力的产生是由于机翼上方的空气流速小于下方的空气流速，形成向上压强差 【答案】A。 【解析】A．液体压强随着深度的增加而增大，当人潜入深水中时，水对人体的压强很大，为了保护人体，所以要穿潜水服，故A正确； B．铲车宽大的轮子可以增大受力面积，在压力一定时，减小对地面的压强，故B错误； C．用吸管吸饮料时，是先把吸管内的空气吸走，管内气压减小，在外界大气压的作用下，饮料被压进吸管里，利用了大气压的作用，故C错误； D．飞机升力的产生是由于机翼上方的空气流速大于下方的空气流速，形成向上压强差，故D错误。 故选A。 2．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 【答案】B。 【解析】A．根据压强的公式可知，甲图表明压力相同时，受力面积越小，压强越大，压力作用效果越明显，故A正确，A不符合题意； B．乙图中的盆景自动供水装置中当液面降低到瓶口以下时，外面空气进入瓶内，瓶内的水就会流到盆内，利用了大气压强，故B错误，B符合题意； C．丙图吹硬币时，硬币上方空气流速大，压强小，硬币会向上运动，翻越木条，是利用流体在流速大的地方压强小的原理，故C正确，C不符合题意； D．大气压随高度的升高而减小，丁图自制气压计从山脚拿到山顶，外面的大气压强减小，内部气压将液体向上压，液柱会上升，故D正确，D不符合题意。 故选B。 3．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这向左前进的示意图，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 【答案】D。 【解析】A．打出去的乒乓球在空中继续前进是由于惯性，仍要保持原来的运动状态，但惯性不是力，不能说受到了惯性力的作用，故A错误； B．空中飞行的乒乓球受到重力和空气阻力的作用，乒乓球的运动状态会发生变化，所以乒乓球在空中前进时受非平衡力作用；故B错误； CD．因为球上方气体相对球上部流速小于下方气体相对球下部流速，所以球上方的压强大于球下方的压强，因此球因为高速旋转前进比不旋转前进时会下落得快。故C错误、D正确。 故选D。 4．如图所示实验中得出的结论不正确的是（　　）。 A．甲图：用力推另一只船，自己的船也动起来，说明力的作用是相互的； B．乙图：物体在力的作用下做圆周运动，说明物体运动需要力来维持； C．丙图：探头在水中越深，U形管两侧液面的高度差越大，说明液体内部压强越大； D．丁图：沿纸条上方吹气，纸条会飘起来，说明流速大的地方压强小 【答案】B。 【解析】A．用力推另一只船，给这只船一个力的作用，自己的船也动起来，说明自己的船也受到了一个反方向的作用力，这说明力的作用是相互的，故A正确，A不符合题意； B．物体在力的作用下做圆周运动，物体运动的方向不断变化，说明力改变了物体的运动状态，故B错误，B符合题意； C．液体内部的压强与液体深度有关，探头在水中越深，则液体压强越大，U形管两侧液面的高度差越大，故C正确，C不符合题意； D．没有吹气时，纸的两面受到的压强相等，纸在重力的作用下自由下垂。当沿上方吹气时，上方的空气流动速度增大，压强减小。纸条下方的压强不变，纸受到向上的压强大于向下的压强，纸在压强差的作用下向上飘，故D正确，D不符合题意。 故选B。 5．夏季临近，交警部门加大对电动车安装遮阳伞的检查拆除力度，如图所示遮阳伞虽能遮挡阳光，但是当电动车快速行驶时，伞面被向上吸，存在较大的安全隐患。如图四种情景与其原理不同的是（　　）。 A．人站在高铁站的安全线以外候车； B． 用手动抽水机抽出地下水； C．飞机的机翼设计成流线型； D．赛车尾部安装的气流偏导器 【答案】B。 【解析】伞面“上凸下平”，当电动车快速行驶时，伞上方空气流速大，压强小，下方空气流速小，压强大，伞就受到一个向上的升力，使伞面被向上吸，存在较大的安全隐患。 A．人离高速列车比较近时，人和列车的之间的空气流速大、压强小，人外侧的压强不变，人受到向列车方向的压强差，容易被压向列车，故人站在高铁站的安全线以外候车，故A不符合题意； B．用手动抽水机抽出地下水，是利用了大气压的作用，没有涉及流体压强与流速的关系，故B符合题意； C．飞机的机翼设计成流线型，由空气通过机翼上表面的流速大、压强小，通过下表面的流速小、压强大，从而形成向上的升力，利用了流体压强和流速的关系，故C不符合题意； D．赛车尾部安装的气流偏导器，相当于倒置的飞机机翼，赛车行驶时，上方的气流速度小于下方气流速度，形成对气流偏导器向下的压力，能使车轮更好地抓紧地面，利用了流体压强和流速的关系，故D不符合题意。 故选B。 二、填空题。 6．（2020安徽）如图所示，把纸条放在嘴边，用力沿纸条上方向前吹气，会发现纸条向上飘动。这是因为________，从而推动纸条向上运动。 【答案】纸条上方气体流速大，气体压强小 【解析】由图可以看出，吹气时纸条上方空气流速大，压强变小，下方的空气流速不变，压强不变，纸条下方受到的向上的压强大于纸条上方向下的压强，故纸条在压强差的作用下飘起来。 7．（2020甘孜州）小海和同学们参加研学旅行，汽车在公路上快速行驶时，小海发现窗帘从打开的窗户向外飘，这是因为窗外的空气流速较大，压强_______（选填“较大”或“较小"）；车行驶到山顶时，他发现密封的零食包装袋鼓起来了，这是因为山顶上的大气压比山脚下的大气压_______（选填“大”或“小”）造成的。 【答案】 (1). 较小 (2). 小 【解析】[1]小海发现窗帘从打开的窗户向外飘，这是因为窗外的空气流速较大，压强较小，车内空气流速小，压强大。 [2]大气压随高度的增加而减小，故密封的零食包装袋鼓起来了，这是因为山顶上的大气压比山脚下的大气压小造成的。 8．（2020黔东南州）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__________（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__________（填“快”或“慢”），从而产生了较大的升力。 【答案】 (1). 飞机 (2). 快 【解析】[1]“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，以飞机为参照物，飞行员与飞机的位置不发生变化，所以飞行员是静止的； [2]飞机能够升空，是因为机翼上方的空气流速比下方的快，当空气流速越快，压强越小，所以机翼上方压强小，而机翼下方压强大，此压强差产生升力。 9．（2020河北）仿照实例，请将运用的主要物理知识填写在右侧的横线上。 例：铅垂线的应用——重力的方向总是竖直向下的。 （1）塑料吸盘的安装——_______________________________________________； （2）飞机升力的产生——______________________________________________； （3）三峡大坝的船闸的使用——_________________________________。 【答案】（1）外部大气压大于内部大气压；（2）流体在流速越大的地方，压强越小；机翼上方的空气流速大于下方，机翼上方的气体压强小于下方，所以机翼上下表面存在向上压强差，因而有向上压力差；（3）连通器原理。 【解析】（1）塑料吸盘能吸附于墙面上，这种吸附作用是由于吸盘外部的大气压强大于内部的大气压所产生的； （2）飞机的机翼“上凸下平”，使下方空气流速小、压强大，从而产生向上的压强差，即产生向上的升力； （3）三峡大坝的船闸的上游阀门打开时，上游和闸室构成连通器，下游阀门打开时，下游和闸室构成连通器，即三峡大坝的船闸是利用连通器原理工作的； 三、实验探究题。 10.（2022春·广东汕头·八年级统考期中）如图甲所示是演示“流体压强和流速的关系”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。 （1）如果在右端c处往装置里急吹气，导致b管上方气流速度______a管上方的气流速度，b管与a管的水面上方形成气压差，U形管中______（选填“a”或“b”）管水面升高，若a管与b管的水面高度差为12cm，则此时U形管底部d处左右两侧液体的压强差为______Pa；（g＝10N/kg） （2）如图乙是某种喷雾器的工作原理示意图，当喷雾器未工作时，细管A内外气压相等，细管A内外液面______，当喷雾器工作时，空气从细管B的右端快速喷出，导致细管A上方空气的流速突然______（选填“增大”或“减小”），细管A内液面上方气压比容器内液面上方的气压______，液体就沿细管A的管口流出，同时受到气流的冲击，形成雾状向右喷出。 【答案】 小于 a 1200 相平 增大 小 【解析】（1）[1]在流体的流量相同时，通过横截面积大的地方，流体的流速越小，b处横截面积大于a处横截面积，所以在右端c处往装置里急吹气，导致b管上方气流速度小于a管上方的气流速度。 [2]因为流体的流速越大，流体的压强越小，所以b处压强大于a处压强，所以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。 [3] a管与b管的水面高度差为 根据液体压强公式知道，U形管底部d处左右两侧液体的压强差 （2）[4]细管A内外底部相连，上端开口，形成一个连通器，所以细管A内外液面相平。 [5][6]当喷雾器工作时，空气从细管B的右端快速喷出，导致细管A上方空气的流速突然增大，因为流体的流速越大，流体的压强越小，所以细管A内液面上方气压减小，细管A内液面上方气压比容器内液面上方的气压小，液体就沿细管A的管口流出，同时受到气流的冲击，形成雾状向右喷出。 11．（2022春·福建三明·八年级统考期中）小明同学在学习流体压强知识时做了如下一系列实验和分析。请你帮助他补全下面的内容。 (1)如图所示，向两张纸中间吹气，两张纸相互靠拢。此实验现象初步说明了空气流速大的地方压强______（选填“大”、或“小”）。 (2)接着，小明又自制了一个飞机机翼模型（如图），将其固定在托盘测力计上，在机翼模型的正前方用电扇迎面吹风，来模拟飞机飞行时的气流。电扇转动后，托盘测力计的示数将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。比较机翼上下方气流压强的大小，进一步验证了上面的关系。 (3)小明又找了如下一些生活情景，其中能用上述实验规律进行解释的是______。 A．火车与站台之间有黄色的安全线 B．将氢气球放手后，它会漂向空中 C．通过拍打衣服清除它上面的灰尘 【答案】 小 变小 A 【解析】(1)[1]当向中间吹气时，中间的空气流动速度增大，压强减小。纸外侧的压强不变，纸受到向内的压强大于向外的压强，受到向内的压力大于向外的压力，纸在压力差的作用下向中间靠拢，说明气体流速越大的地方压强越小。 (2)[2]机翼模型固定在托盘测力计上，无风时，托盘测力计示数等于机翼模型的重力；因为机翼模型上表面弯曲，下表面平直，当电风扇吹风时，相同时间内，空气经过上方的路程比下方路程长，流速大，压强小，机翼模型在压强差下产生向上的升力。因为机翼模型对托盘测力计的压力等于机翼模型的重力减去它受到的向上的升力，所以机翼模型对托盘测力计的压力减小了，小于机翼模型的重力，故托盘测力计的示数变小。 (3)[3] A．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，火车与站台之间有黄色的安全线，能用上述实验规律进行解释，故A符合题意； B．将氢气球放手后，它会漂向空中，是因为它受到的浮力大于重力；不能用上述实验规律进行解释，故不合题意； C．拍打衣服前，衣服和灰尘一起静止，当拍打时，衣服运动，灰尘由于惯性还要保持原来的静止状态，所以灰尘从衣服上掉下来，是利用惯性。不能用上述实验规律进行解释，故不合题意。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$