第九章 第五节 液体的压强与流速之间的关系 ----2024-2025学年人教版物理八年级下学期

【新课标·新素养】2024—2025学年八年级物理下册精品讲义与分层练 第九章 压强 第五节 流体压强与流速的关系 教材知识精品讲义 知识点1 流体压强与流速的关系 一、流体：物理学中把具有①_______的液体和气体统称为流体。 二、流体特点：流体具有流动性，没有一定的②_______. 三、流体压强与流速的关系：在气体和液体中，流速③_______的位置，压强越小。 巧学妙记 判断流体流速大小的方法： (1)自然流动的流体，一般是在较宽阔的地方流速小，在较狭窄的地方流速大； (2)运动的物体引起流体的流动，在运动物体的周围流速大，其余地方流速小。 拓展解读 流体压强与流速的关系由瑞士科学家伯努利发现，相关现象称为伯努利现象。 知识点2 飞机的升力 飞机之所以受到升力，是由飞机机翼的形状决定的。飞机前进时，机翼与周围的空气发生④_______,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，在相同的时间内，机翼上方气流通过的路程较长，流速⑤_______,对机翼上表面的压强较小；下方气流通过的路程较短，流速⑥_______,对机翼下表面的压强较大，机翼上、下表面就存在⑦_______差，因而有压力差，产生了升力。 【答案】 ①流动性 ②形状 ③越大 ④相对运动 ⑤较大 ⑥较小 ⑦压强 图解物理 踢足球时的“香蕉球” 图解物理 飞机升力产生的示意图 上表面路程长，流速大，压强小 下表面路程短，流速小，压强大 经典例题 题型 利用流体压强与流速的关系解释相关现象 【题型解法】 利用流体压强与流速的关系解释相关现象的一般步骤：(1)确定流速大的位置；(2)根据压强大小确定压力大小及压强差或压力差的方向；(3)根据压力差或压强差分析产生的各种现象。 例(2024四川成都高新区一模)如图所示，草原犬鼠的洞穴有两个洞口， A口在平地上、B口在凸起的小土包上。当微风从左向右掠过地面的时候，就会有气流在洞穴内流动，让闷热的洞穴变成凉爽的“空调房”。洞穴内能形成气流，是因为A口上方比B口上方( ) A.风速大，气压大 B.风速大，气压小 C.风速小，气压大 D.风速小，气压小 【解析】 【答案】C 举一反三 【变式】(2023山东烟台中考)如图所示的实例中，不能用流体压强与流速的关系解释的是( ) 甲 乙 丙 丁 A.图甲，刮大风时，伞面会被向上“吸”起 B.图乙，向两张纸之间吹气，两张纸会相互“吸”起来 C.图丙，等候列车的乘客应站在安全线以外，否则可能会被“吸”向列车 D.图丁，将吸盘压在光洁的瓷砖表面，吸盘会被“吸”在瓷砖上 【答案】D 第5节 流体压强与流速的关系 《分层练》 基础过关全练 知识点1 流体压强与流速的关系 1.【教材图片变式】为了探究气体流动时压强大小的特点，小王将两纸片靠拢，纸片下端自然下垂，如图(a)所示。然后他向两纸片间慢速吹气，实验现象如图(b)所示，接着他快速吹气，实验现象如图(c)所示。 (1)分析比较图_______可知：气体流动时，压强会变小。 (2)分析比较图(b)和(c)可知：___________________________________。 2.【跨学科·物理学与日常生活】(2024福建安溪期中)如图所示为小华家的洗衣槽。小华发现洗完衣服，取下盖子排水时，洗衣槽的排水孔处产生漩涡，水快速排出。请你用所学的物理知识解释水能快速排出的原理。 知识点2 飞机的升力 3.【新课标·模型建构】(2024湖南张家界永定期中)如图所示，两个完全相同的机翼模型a和b都只能在风的作用下沿竖直方向上下自由运动，A、B两弹簧测力计的示数分别为Fa、Fb,下列说法正确的是( ) A.当风向变为相反时，模型a将下降 B.当风突然停止时，模型b将下降 C.当风以相同的速度吹向模型时，Fa<Fb D.当风以相同的速度吹向模型时，Fa>Fb 4.【新课标·国家安全·原创】如图甲所示，歼－20战斗机是一款具备高隐身性、高态势感知、高机动性等能力的隐形第五代制空战斗机，该机将担负我国空军未来对空、对海的主权维护任务。歼－20战斗机机翼的横截面设计成如图乙所示的形状，这利用了在气体中流速越大的位置压强_______(选填“越大”“不变”或“越小”)的原理。当飞机在跑道上高速滑行时，机翼上方受到的空气压力F1_______(选填“大于”“小于”或“等于”)下方受到的空气压力F2,此时飞机对跑道的压强_______(选填“大于”“小于”或“等于”)飞机静止时对跑道的压强。 能力提升全练 5.(2024四川自贡中考，15，)下列选项能够用流体压强与流速关系说明的是( ) 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 6.【新课标·安全与健康】(2024安徽来安二模,5,)夏季为溺水高发期，大约有90%的海边溺水事故是海滩附近的离岸流造成的。如图所示，由于离岸流的流速较大，海浪附近压强较_______,海滩玩耍的人很容易被吸入海浪，引发溺水事故。 7.(2024广东连州二模，9节选，)如图，室内的窗户上悬挂有窗帘，大风沿着水平方向吹过，当窗户处于打开状态时，窗帘_______(选填“飘向室内”或“飘向室外”)，这是因为窗户外空气流速大，压强_______。 8.【新课标·科学推理】(2024山东淄博张店二模,18,)如图所示,物理小组的同学首先向水槽里倒入适量的水，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。(以上两空均选填“>”“<”或“=”) 素养探究全练 9.【新中考·设计实验】(2024福建连江期中)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？为了探究这一问题，小明利用电风扇、升力测力计、飞机模型，按图甲方式进行如下实验。 步骤1：使飞机模型的迎角为0°，闭合电风扇的开关，记录升力测力计的示数； 步骤2：改变迎角大小，使其分别为5°、10°、15°、20°等，重复步骤1； 步骤3：如图乙所示，通过测得的数据作图得到飞机模型受到的升力与迎角的关系图像。 (1)如果没有升力测力计，为了测量升力大小，_______使用电子台秤代替，_______使用弹簧测力计代替；(以上两空均选填“能”或“不能”) (2)本实验得出的结论是___________________________________； (3)小明要进一步研究“飞机的升力与其飞行速度的关系”，利用现有器材，如何操作可以达到实验目的？ 10．阅读短文，回答问题。 材料一：2023年10月，随着“大朗站﹣湿地公园站”区间右线盾构机“奋进二号”顺利到达出洞，这条贯穿东莞市水乡片区、中心城区、中部片区、松山湖高新产业区、东南临深片区的东莞地铁1号线如期完成了全线洞通节点目标（如图甲），东莞地铁1号线一期将争取在2025年开通试运营。 材料二：盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机。盾构的施工法是掘进机在激光导向下掘进的同时构建隧道之“盾”（指支撑性管片），集开挖、支护、出渣于一体，可以实现隧道的一次成型。在推进液压缸的推动下，收入土仓，再由螺旋输送机往后输送泥浆到皮带输送系统（如图乙）。 (1)地铁的车头一般设计为流线型（如图丙），目的是为了 （选填“增大”或“减小”）阻力； (2)当列车在平直轨道匀速运行时，列车受到的牵引力和阻力是一对 （选填“平衡力”或“相互作用力”）； (3)地铁的轨道一般不采用碎石铺设，这是因为当列车高速运行时，列车底部和轨道之间的空气流速 （选填“增大”或“减小”），从而使碎石头飞溅起来，可能引发事故； (4)盾构机在地下掘进时为了防止偏离直线方向，采用了激光自动导向系统，这主要是利用光 的特性； (5)为便于在硬岩地层进行挖掘，盾构机的刀盘一般采用硬度 （选填“较大”或“较小”）的材料制成； (6)如图丁所示，若盾构机传送带水平匀速运送重为5000N的石料时，石料受到的支持力为 N。 11．阅读短文，回答问题。 复兴号开上青藏铁路“天路”开启动车时代 2023年7月1日起复兴号在青藏铁路西宁至格尔木段投入运营。青藏铁路正式进入动车时代。将复兴号开上青藏高原，中国可以说是创造了世界奇迹。青藏高原，常年有高寒、高海拔、高温、高紫外线辐射、大风沙等极端天气出现。那复兴号是如何开上青藏高原的呢？比如为确保动车组具备在-25℃时能够启动，在-40℃环境下可长期稳定运行，列车选用的金属、非金属材料全部要进行-40℃低温特性测试；比如沙尘会堵塞滤网，进入机组，粘附散热片降低散热能力，导致电气设备快速升温。为此，中国还特地量身打造了复兴号高原双源动力集中动车组，采用一体化设计，由内燃动力车、电力动力车和拖车组成，具有内燃和电力双动力源；比如为了解决高原铁路路基加固防护技术难题，勘测人员采取“空、天、地”一体化综合勘察技术，查明沿线灾害类型和分布，针对千米级危岩落石、高位泥石流等罕见不良地质，定切实有效的工程措施。 可以说，为了让复兴号开上青藏高原，中国攻克全国性、世界性罕见难题，创造了一系列高原铁路建设奇迹。 (1)为了解决高原铁路路基加固防护技术难题，勘测人员采取_______技术； (2)当复兴号匀速拐弯时，受到的是_______；（选填“平衡”或“非平衡”） (3)开上青藏高原后，复兴号热水机里的热水沸点_______100℃（选填“小于”或“等于”或“大于”），依据是：__________________________________________； (4)复兴号的窗户是不能打开的，这一设计决策有多个因素。其中一个因素是从安全角度考虑，复兴号在高速行驶时，如果窗户打开，车厢内物品会被吸出窗外，请从物理角度解释这一现象的原因。 【参考答案及解析】 第5节 流体压强与流速的关系 基础过关全练 1.【答案】 (1)(a)、(b)[或(a)、(c)] (2)气体流动时，流速越大，压强越小；流速越小，压强越大 【解析】 (1)(a)图，未吹气时，两纸片内外侧气体流速相同，压强相等，纸片自然下垂；(b)和(c)图，当向中间吹气时，中间的空气流动速度增大，压强减小，纸片外侧的压强不变，纸片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，纸片在压力差的作用下向中间靠拢，说明气体流动时，压强变小； (2)(c)图比(b)图气体流速更快，纸片靠拢得更近，说明气体流动时，流速越大，压强越小；流速越小，压强越大。 2.【解析】洗衣槽排水时，排水孔处产生旋涡，漩涡内侧的水流速度大，压强小，而漩涡外侧的水流速度小，压强大，产生了向漩涡内侧的压强差，从而产生了向漩涡内侧的压力差，在压力差的作用下更有利于水的快速排出。 3.C 当风吹向模型a时，模型a上表面的空气流速较快，压强较小，下表面的空气流速较慢，压强较大，模型a受到向上的压力大于向下的压力，模型a将在压力差的作用下上升，弹簧测力计A的示数小于模型a所受的重力；当风向变为相反时，模型a上表面的空气流速仍比下表面的空气流速快，模型a仍会上升；当风吹向模型b时，模型b上表面的空气流速较慢，压强较大，下表面的空气流速较快，压强较小，模型b受到向上的压力小于向下的压力，模型b将在压力差的作用下下降，弹簧测力计B的示数大于模型b所受的重力；当风突然停止时，模型b受到的压力差消失，模型b将上升；模型a与模型b完全相同，则Fa<Fb,故A、B、D错误，C正确。 4.【答案】越小 小于 小于 【解析】在气体中，流速越大的位置，压强越小。当飞机在跑道上高速滑行时，机翼上方的空气流速快，压强较小，机翼下方的空气流速慢，压强较大，所以机翼上方受到向下的压力F小于机翼下方受到向上的压力,飞机受到向上的升力，则此时飞机对跑道的压力小于飞机静止时对跑道的压力，飞机在跑道上高速滑行时与静止在跑道上时与地面的接触面积不变,由p＝可知此时飞机对跑道的压强小于飞机静止时对跑道的压强。 能力提升全练 5.B 液体内部压强随着液体深度的增加而增大，所以拦河坝设计成下宽上窄，故A不符合题意；用漏斗向下吹气，乒乓球上方的空气流速快，压强小，乒乓球下方的空气流速慢，压强大，乒乓球受到的向上的压力大于向下的压力，乒乓球不下落，故B符合题意；用吸盘搬运玻璃、用吸管喝饮料均利用了大气压强，故C、D不符合题意。 6.【答案】小 【解析】在流体中流速越大的位置压强越小，离岸流的流速较大，附近的压强较小，海滩边玩耍的人受到压力差的作用很容易被吸进海浪，引发溺水事故。 7.【答案】飘向室外 小 【解析】当窗户处于打开状态时，窗户外的空气流速大，压强小，室内的空气流速小，压强大；窗帘受到向外的压力大于向内的压力，在压力差的作用下将飘向室外。 8.【答案】= > 【解析】由图可知，a管和b管上端开口，底端连通，构成了连通器，连通器内装有相同液体且液体不流动时，连通器中各部分的液面高度总是相同的，即h1=h2,打开右端的软木塞后，水会向外涌出，a管底部较粗，水的流速较慢，产生的压强较大，b管底部较细，水的流速较快，产生的压强较小，所以b管水面比a管水面低，即h1>h2。 素养探究全练 9.【答案】 (1)能 能 (2)当风速一定，迎角在0～20°的范围内时，随着迎角的增大，飞机模型所受的升力先增大后减小，迎角为15°左右时飞机模型所受的升力达到最大 (3)见解析 【解析】 (1)飞机模型在实验中受到重力和升力的作用，如果没有升力测力计，可以使用弹簧测力计测量飞机模型的重力，然后打开电风扇，通过弹簧测力计示数的变化来测量升力的大小，同理使用电子台秤也可以达到测量升力大小的目的； (2)由图乙可知，当电风扇吹出的风速度一定，且飞机模型的迎角在0～20°的范围内时，随着迎角的增大，飞机模型所受的升力先增大后减小，迎角为15°左右时飞机模型所受的升力达到最大； (3)小明若要进一步研究“飞机的升力与其飞行速度的关系”，需要控制飞机模型的迎角不变，通过改变电风扇的挡位(改变风速大小)来达到实验目的。 10．(1)减小 (2)平衡力 (3)增大 (4)在同种均匀介质中沿直线传播 (5)较大 (6)5000 【详解】（1）地铁的车头一般设计为流线型，可以减小其运行时受到的阻力。 （2）当列车在平直轨道匀速运行时，列车处于平衡状态，水平方向受力平衡，即列车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，两个力大小相等，方向相反。 （3）当列车高速运行时，列车底部和轨道之间的空气流速增大，压强减小，从而容易使碎石头飞溅起来。 （4）光在同种均匀介质中是沿直线传播的，盾构机在地下掘进时为了防止偏离直线方向，采用了激光自动导向系统，这主要是利用了光在同种均匀介质中沿直线传播的特性。 （5）为便于在硬岩地层进行挖掘，盾构机的刀盘也要较为坚硬，故盾构机的刀盘一般采用硬度较大的材料制成。 （6）盾构机传送带水平匀速运送重为5000N的石料时，石料处于平衡状态，竖直方向受力平衡，即石料受到的支持力与重力是一对平衡力，两个力大小相等，方向相反，石料的重力为5000N，故石料受到的支持力也为5000N。 11．(1)空、天、地 (2)非平衡 (3)小于 见解析 (4)见解析 【详解】（1）根据材料内容可知，为了解决高原铁路路基加固防护技术难题，勘测人员采取“空、天、地”一体化综合勘察技术，查明沿线灾害类型和分布，针对千米级危岩落石、高位泥石流等罕见不良地质，定切实有效的工程措施。 （2）当复兴号匀速拐弯时，由于运动方向不断发生变化，复兴号处于非平衡状态，受到的是非平衡力作用。 （3）[1][2]水的沸点与大气压有关，大气压越高，水的沸点越高。复兴号开上青藏高原后，由于青藏高原的海拔较高，大气压较低，小于标准大气压，所以，复兴号热水机里的热水沸点小于标准大气压下水的沸点100℃。 （4）流体流速越大，流体压强越小。复兴号在高速行驶时，复兴号外的空气流速大、压强小；复兴号内的空气流速小、压强大，则复兴号内的气压大于复兴号外的气压，如果窗户打开，车厢内物品在压力差的作用下会被吸出窗外。 学科网（北京）股份有限公司 $$