课时8.4 流体的压强和流速的关系-【帮课堂】2024-2025学年八年级物理下册同步学与练（沪粤版2024）

第八章 压强 课时8.4 流体的压强和流速的关系 2022年课程标准 物理素养 2.2.8 了解流体压强与流速的关系及其在生产生活中的应用。 物理观念： 概念 （1）流体：气体和液体都具有流动性，统称为流体。（2）升力：机翼上、下方所受的向上的压力差。 规律 （1）对于流体，流速越大的地方压强越小。（2）飞机的升力计算公式：F升=F向上-F向下。 科学思维：采用“归纳法”得出气体运动时的压强比静止时的压强小；用“转换法”将流体压强大小转换成纸片的运动或形变。 科学探究：在探究液体压强和流速大小关系中学会设计实验。 科学态度与责任：领略气体压强差异所产生现象的奥妙，获得对科学的热爱和亲近感。 知识点一、流体压强与流速的关系 1．探究气体压强和流速的关系 实验 实验现象 纸片向吹气一侧摆动或弯曲 分析 纸片向吹气一侧摆动或弯曲，说明吹气这一侧的压强小于另一侧，而原来两侧空气的压强相等，因此一定是吹气使空气压强变小了 结论 气体运动时的压强比静止时的压强小 特别提醒 归纳法 向纸片下方吹气、向两张纸片中间吹气、向竖放的纸片一侧吹气，发现纸片都向吹气一侧弯曲或运动，从而归纳出气体运动时的压强比静止时的压强小。 2．探究液体压强和流速的关系 实验图示 现象 流水“吸引”乒乓球 A管中的水面上升 结论 在液体中，液体运动位置处的压强比静止位置处的压强小 总结归纳 （1）流体: 气体和液体都具有流动性，统称为流体。 （2）对于流体来说，运动位置处的压强比静止位置处的压强小。 3．探究流体压强大小和流速大小关系 实验 在一双筷子中间放上两个乒乓球，用吸管向中间吹气 在水面上放两只小纸船，用水管向两船之间的水域冲水 现象 两个乒乓球向中间滚动 小纸船向中间靠拢，几乎靠在一起 分析 两个乒乓球向中间靠拢，说明两乒乓球外侧所受气体的压强比内侧受到气体的压强大 两只小纸船向中间靠拢，说明两船外侧所受液体的压强比内侧受到液体的压强大 实验结论 对流体来说，流速越大的地方压强越小；流速越小的地方压强越大 总结归纳 对于流体来说，流速越大的地方压强越小；流速越小的地方压强越大。 特别提醒 如图所示的是一个连通器样式的容器，两边连上自来水管，夹子B关闭时，容器中的水不流动，这时依据连通器原理，三根竖管中水的高度是一样的。当打开夹子B后，由于三根竖管底部的横截面积不同，导致三根竖管下部所连的水管中的水流速度不同，根据流速与流体压强的关系得出三根竖管中水的高度是不一样的。 用转换法比较流体压强大小 流体运动处的压强大小我们看不到，但当我们看到纸片向吹气一侧摆动或弯曲时，我们就可以分析出吹气使空气压强变小了，这是把压强的变化转换成了纸片的形变或运动状态的改变。 典例01 如图所示，用力向上吸气时，乒乓球不会下落，这是由于 的作用。若用力向下吹气，则乒乓球 （选填“会”或“不会”）下落。 【答案】 大气压 不会 【解析】[1]用力向上吸气时，乒乓球上方空气吸走后，气压减小，大气压强会将乒乓球向上压，故乒乓球不会下落是因为大气压强的作用。 [2]根据流体压强与流速的关系，流体在流速大的地方压强小。若用力向下吹气，乒乓球的上方向气体流速大，压强小，形成向上的压力差，则乒乓球不会下落。 知识点二、飞机的升力 1．用电吹风对着机翼模型吹（形状特征：上凸下平） 2. 实验过程及结论 实验装置和操作 如图所示，将机翼模型固定在一根铁丝上，在铁丝上下端各挂一弹簧测力计(开始时两弹簧测力计示数均不为零)，接通电风扇，将其对着机翼模型吹风 实验现象 弹簧测力计A示数变小，B的示数变大 实验结论 机翼受到一个向上的升力 现象分析 机翼模型是上凸下平的形状，其上方弯曲，下方近似于平面，电风扇吹来的气流被机翼模型分成上、下两部分。其中机翼模型上方空气流速较快，压强较小；机翼模型下方空气流速较慢，压强较大。机翼模型上下方的压强差使其获得向上的升力，因此弹簧测力计A的示数变小，B的示数变大 探究结论 机翼模型的形状决定了机翼模型上、下方空气流速不同，使机翼模型上、下表面形成压强差，这一压强差使其获得向上的升力 总结归纳 （1）升力：机翼上、下方所受的向上压力差。 （2）公式：F升= F向上－F向下。 特别提醒 升力与浮力的区别 机翼获得的升力与物体在流体中受到的浮力都是由物体上、下表面受到的压强差引起的，都等于物体下表面受到的向上的压力与上表面受到的向下的压力之差。但升力的压强差是由机翼上、下表面的流体流速不同造成的，下表面气体流速小，压强大，上表面气体流速大，压强小；浮力的压强差是由物体上、下表面所处的深度不同造成的，下表面深度大，压强大，上表面深度小，压强小。 “机翼”模型 如图所示，在生活中，有许多物体的形状与飞机机翼的截面形状相似，当空气流过物体的凸、平两表面时，由于空气流速大小不同而产生压力差。 典例02 如图所示，玻璃瓶里装一些红色的水，将一根两端开口的细玻璃管穿过橡皮塞插入水中，从管子上端吹入少量气体，就制成了一个多功能实验演示器。 （1）把此装置从山脚带到山顶时，发现玻璃管内液面会 （选填“上升”或“下降”），这说明了高度越高，大气压越 （选填“大”或“小”）； （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 （选填“上升”或“下降”），这说明：在流体中，流速越大的位置，压强越 ； （3）将瓶内灌满水，塞紧塞子，用力挤压瓶子，玻璃管内液面 （选填“上升”或“下降”），说明力可以改变物体的 。 【答案】 上升 小 上升 小 上升 形状 【解析】（1）[1][2]当此装置从山脚带到山顶时，发现玻璃管内的水柱高度变高。这是由于大气压是随着海拔高度的升高而变小，液柱就会在内部气压的作用下而上升，水柱升高。 （2）[3][4]当向玻璃管上方吹气时，玻璃管内的液面会上升，说明吹气时玻璃管上方的压强减小，玻璃管内的液体在大气压的作用下向上流动；气流速度越大，玻璃管内的液面上升越高，这说明玻璃管上方的压强随气流速度的增大而减小。由此可知，气体流速越大的位置，气体压强越小。 （3）[5][6]将瓶内灌满水，塞紧塞子，用力挤压瓶子，发现玻璃管内液面会上升，则玻璃瓶内的气体压强变大，说明气体的体积变小，玻璃瓶的形状发生变化，此现象说明力可以改变物体的形状。 知识点三、流体压强的应用 1．流速越大的地方压强越小 不能在列车驶入或驶离站台时距离站台太近 喷雾器的活塞在向外喷水时，贮水罐中的水会自动上升 龙卷风会将物体带入高空 煤气灶的进气处在燃烧时，煤气不会泄漏 2．升力的应用 水翼船下方装有的水翼，在前进时会受到升力抬高船体，从而达到快速航行 洞穴有两个出口，一个是平的，而另一个则是隆起的土堆，有风经过时，相同时间内，经过平的时速度小、压强大；经过凸的时速度大、压强小，两洞口出现压强差，使空气顺利进入洞穴 特别提醒 利用流体压强和流速关系解释有关现象的方法 （1）确定流速大的地方在哪里(或分析物体形状，物体凸起部分周围流体的流速大；) （2）确定压强大的地方在哪里，进而确定压强差的方向； （3）根据压强差的作用分析产生的现象。 典例03 在学校科技社团活动中，小梦同学所在的团队利用3D打印机制作了如图1所示的飞机模型。她了解到飞机在空中飞行时受多种因素的影响。 (1)小梦思考飞机升力与迎角（α）大小有什么关系？在老师的帮助下，她利用电风扇、升力测力计、飞机模型，按图2方式进行如下实验， ①闭合电风扇的开关，调节挡位使其风速最大，并使飞机模型的迎角为0°，记录测力计的示数。 ②改变迎角的大小，使其分别为5°10°、15°、20°，重复步骤①并计算升力平均值。 ③处理相关数据得到“升力与迎角的关系”如图3。 本实验得出的结论： 。 (2)小梦想要进一步研究“飞机的升力与其飞行的速度关系”。利用现有器材，只要控制 不变，通过调节 改变飞机模型的飞行速度即可获得结论。以不同的风速进行多次实验，如图4所示，托盘测力计的示数与风速大小的关系记录如下表。 风速（m/s） 0 5 10 15 20 25 30 托盘测力计的示数（N） 15 14.5 13 11 8 3.5 由该实验结果推测飞机起飞应该选择顺风起飞还是逆风起飞更好？并说明理由 。 (3)资料显示：本实验结论与实际相符且飞机迎角一定时，飞行速度越大，升力也越大，若飞机以600km/h做水平匀速直线飞行时的迎角为α1，而以900km/h做水平匀速直线飞行时的迎角为α2，（α1，α2均小于15°）。请比较α1，α2大小关系： 。 【答案】(1)在风速一定时，升力随着迎角的增大而增大，超过15°后，升力随迎角的增大而减小 (2) 迎角 风扇风速 逆风；理由见解析 (3)α1>α2 【解析】（1）由图3可知，当迎角小于15°时，升力随着迎角的增大而增大；当迎角大于15°时，升力随着迎角的增大而减小。所以本实验得出的结论是在风速一定时，升力随着迎角的增大而增大，超过15°后，升力随迎角的增大而减小。 （2）[1][2]由前面实验可知，升力大小与迎角有关，所以要进一步研究“飞机的升力与其飞行的速度关系”，需控制迎角不变，通过调节风扇转速改变飞机模型的飞行速度即可获得结论。 [3]由表数据可知，当风速为0时，托盘测力计的示数等于飞机模型的重力，为15N。当有风吹过模型时，在竖直方向上，模型受到重力、升力和托盘的支持力，该支持力通过测力计显示出来，即F升=G-F示。由表中数据可知，风速越大时，F示越小，F升越大。根据相对运动逆向起飞的风速可以看作风速和飞机飞行速度之和，逆风起飞，风速大，升力大，所以逆风起飞更好。 （3）飞机在水平匀速直线飞行时，升力都等于重力。升力一定，根据“飞机迎角一定时，飞行速度越大升力也越大”可知，飞行时升力一定，速度越大，迎角越小，所以α1>α2。 问题一：流体压强与流速的关系 【典例1】如图，某创新实验小组设计的“研究液体压强与流速的关系”的装置，Y为上端开口的容器，储存液体，X1、X2为上端开口的细玻璃管，与矿泉水瓶、细塑料管等连通。Ｍ、N分别是X1、X2内液体中同一水平线上的两个点。下列判断正确的是（　　） A．开关关闭时，X1内的液面高于X2内的液面 B．开关打开时，X1内的液面低于X2内的液面 C．开关关闭时，液体在M点的压强大于液体在N点的压强 D．开关打开时，液体在Ｍ点的压强大于液体在N点的压强 【答案】B 【解析】AC．开关关闭时，水停止流动，X1、X2、Y构成连通器，水静止时，X1、X2液面相平。由图得， M点的深度等于N点的深度，由 得，液体在M点的压强等于液体在N点的压强，故AC错误； B．开关打开时，X1下端液体流速比X2下端液体流速快，压强小，因此X1内的液面低于X2内的液面，故B正确； D．开关打开时，液体在Ｍ点的深度小于液体在N点的深度，液体在Ｍ点的压强小于液体在N点的压强，故D错误。 故选B。 液体流速越大，该位置压强越小。当开关打开后，液体流动时，需分析不同位置流速差异对压强的直接影响。 总结关键逻辑：①静止时：连通器原理（液面等高，压强仅由深度决定）。② 流动时：流速差异 → 压强差 → 液面高低反向变化（流速大处液面低）。 【变式1-1】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，则左侧可能装有哪种液体？若想让活塞向左侧移动，可以在什么位置水平吹气？（）（　　） A．水a处 B．水b处 C．酒精a处 D．酒精b处 【答案】C 【解析】活塞处于静止状态，说明两侧液体在活塞两侧产生的压强大小相同。由图得，左侧液体到活塞的深度比右侧植物油到活塞的深度深，说明左侧液体的密度小于右侧植物油的密度，因此左侧液体可能是酒精。若想让活塞向左侧移动，可以在a处吹气，使左侧液体上空的空气流速变快，压强变小，在b处大气压的作用下，活塞会往左边移动，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【变式1-2】关于下列四幅图中，现象的解释错误的是（  ） A．甲图中两张纸中间向下吹气，流速越大的位置压强越小，两张纸会向中间靠拢 B．乙图中列车驶过时乘客需要站在安全线以外，因为列车附近气体流速较大压强较小 C．丙图中塑料瓶中的水短时间内不会全部流掉的原因是受到大气压的作用 D．丁图中人吸气的时候管内液面上升，吹气的时候管内液面下降 【答案】D 【解析】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，所以两纸被压到一起，故A正确，不符合题意； B．当列车驶入时，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，将人推向列车，易出现危险，所以人必须站在安全线以外的区域候车，故B正确，不符合题意； C．当把装满水的瓶子放入盆的水中时，由于大气压的作用，水不会从瓶子流出，此时外界大气压等于瓶内气压加上瓶内水产生的气压，所以瓶内水上方的气压小于外界大气压，当盆内水不断减少，瓶口露出水面时，瓶中的水向外流，瓶内的水产生的压强不断减小，一旦瓶口再次被水淹没，瓶中的水又停止外流，这样盆中的水就可以保持一定的高度，瓶口处的压强总是等于外界大气压，故C正确，不符合题意； D．人吹气和吸气时，A管上方空气流速大压强小，小于管内压强，则液面在大气压的作用下上升，故D错误，符合题意。 故选D。 问题二：飞机的升力及其应用 【典例2】如图，当直升机悬停在空中时，直升机的螺旋桨高速旋转时，螺旋桨上方的空气流速较大，压强较 ，从而使飞机获得向上的 ；以下现象中能用此原理解释的是 （填字母序号） A．平行于岸边航行的船不能靠岸太近 B．狂风会把一些不牢固的建筑物的屋顶掀翻 C．风沿着窗外的墙面吹过时，窗口悬挂的窗帘会飘向窗外 【答案】 小 升力 ABC 【解析】[1][2]螺旋桨上方的空气流速较大，压强较小；下方的空气流速小，压强大，所以机身受到一个向上的压强差，飞机受到向上的升力。 [3]A．平行于岸边航行的船若靠岸太近，此时船与岸间水的流速大、压强小；而另一侧水的流速小、压强大，故在内外压强差的作用下，船被压向岸，可能造成危险，故A符合题意； B．狂风会把一些不牢固的建筑物的屋顶掀翻，其原因是屋顶上方的空气流速大，压强小；而屋内的空气流速小，压强大，故在内外压强差的作用下将屋顶掀翻，故B符合题意； C．风沿着外墙吹过时，窗帘外侧空气流速大，压强小，内侧空气流速慢，压强大，薄纱窗帘受到向外的压强大于向内的压强，把薄纱窗帘压向窗户外面。故C符合题意 流体（空气或液体）流速越大，该位置压强越小。直升机螺旋桨旋转时，上方空气流速大→压强小，与下方形成压强差，产生升力。 【变式2-1】某科技馆内有一个风洞实验室。如图所示，一架飞机模型固定在测力计的秤盘上，当有风对着机头吹过时，测力计的示数会发生变化。这是因为风吹过飞机时，机翼上方空气的流速大于机翼下方空气的流速，使得机翼上方空气的压强 （选填“大于”“小于”或“等于”）机翼下方空气的压强，从而产生一个向上的升力。如果无风时测力计的示数为30N，有风吹过时测力计的示数是10N，那么产生的升力是 N。 【答案】 小于 20 【解析】[1]流体的压强与流速有关，流速越大，压强越小。机翼上方空气的流速大于机翼下方空气的流速，使得机翼上方空气的压强小于机翼下方空气的压强。 [2]产生的升力是 【变式2-2】小明水平抛出剖面图形状为的圆形玩具飞盘，初始阶段飞盘轨迹如图中虚线所示，所以飞盘在爬升过程中，飞盘受到 （选填“平衡力”或“非平衡力”）作用；该阶段飞盘的凸面应该向 （选填“上”或“下”）。飞盘最终要落向地面，这是由于它受到 的作用。 【答案】 非平衡力 上 重力 【解析】[1]飞盘在爬升过程中，做曲线运动，飞盘飞行过程中处于非平衡状态，飞盘受到的是非平衡力。 [2]该阶段飞盘的凸面应该向上，因为飞盘的上表面凸起，下面平直，飞盘升空时，流过飞盘上方的空气流速大、压强小，流过飞盘下方的空气流速小、压强大，在这个压强差的作用下使飞盘获得向上的升力，快速前进的飞盘才会越升越高。 [3]地球附近一切物体都受到地球的吸引，这种由于地球吸引而使物体受到的力叫重力，重力的方向总是竖直向下。飞盘最终要落向地面，这是由于它受到重力的作用。 【基础强化】 1．春节期间，小明和父母乘飞机去上海旅游。在飞机上升的过程中，外界大气压强 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；在飞机飞行过程中，座位上的小明相对于窗外的机翼是 （选填“静止”或“运动”）的；机翼 方（选填“上”或“下”）的空气流速快，压强小，因此获得了向上的升力。 【答案】 变小 静止 上 【解析】[1]大气压随海拔高度的升高而减小。 [2]座位上的小明相对于窗外的机翼没有位置的改变，所以是相对静止的。 [3]由流体压强与流速的关系可知，机翼上方空气的流速快压强小，机翼下方空气的流速慢压强大，因此机翼产生一个向上的压强差，这样就使机翼产生了一个向上的升力。 2．唐代诗人杜甫有诗句“八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅”。诗中秋风“卷”走“三重茅”主要是由于屋顶外侧空气相对于屋内空气的流速 、压强 ，从而产生一个向 的力。 【答案】 大 小 上 【解析】[1][2][3]流体压强特点是流速快的地方压强小，当风大时，屋内空气不流动，而屋顶外空气流动速度快，因此屋内空气产生气压大，屋顶外空气气压小，屋顶受到一个向上的力，若这个力大于屋顶重力，则屋顶会被卷走。 3．科技兴趣小组利用盛有水的烧杯和A、B两根吸管组成如图所示的实验装置，用于证明流体压强和流速的关系。沿着B管水平吹气，观察到A管液面 （选填“上升”或“下降”），说明了 。 【答案】 上升 流体中，流速越大的位置压强越小 【解析】[1][2]当向B管吹气时，A管上方的空气流动速度增大，压强减小，A管下方压强不变，A管内的液体受到向上的压强大，液面上升。这说明在流体中，流速越大的位置压强越小。 4．我国南极泰山站采用轻质材料装配而成，为了避免被强横风吹动移位，支架上悬空部分结构特点如图，其上方空气的流速 下方的流速，上方的压强 下方的压强，使房屋更加牢固。 【答案】 小于 大于 【解析】[1][2]风刮过南极泰山站，站顶上方的空气流动速度小，压强大；站顶受到向上的压强小于向下的压强，受到向下的压力大于向上的压力，使整体更加稳固，使房屋更加牢固。 5．乘客在动车站台候车时一定要站在警戒线以内，否则动车进站时，乘客易被“吸”向车身而造成伤害事故，这是因为流体的流速越大，压强越 ；如图是进站后的动车静止在水平轨道上，此时它受到的重力和 是一对平衡力。 【答案】 小 轨道对车支持力 【解析】[1]动车高速行驶时，动车周围的空气流速大压强小，乘客会被大气压压向动车。 [2]动车静止，竖直方向上车重力和铁轨对车支持力大小相等方向相反，作用在同一直线上，作用在同一物体上，是一对平衡力。 6．如图所示为某同学设计的冷热水混合淋浴器，图中水平连接部分管径较细，冷水流经此处时，流速大，压强 ，瓶中的热水在 的作用下上升，与冷水混合得到温水。 【答案】 小（或低） 大气压（或大气压强､大气压力､压强差､压力差） 【解析】[1]流体流速越大的位置，压强越小。 [2]瓶中的热水在大气压的作用下被压上，进入混合器中与冷水混合得到温水。 7．晋朝葛洪所著的《抱朴子》一书有这样的记述：“或用枣心木为飞车，以牛革结环剑，以引其机……上升四十里。”其中的“飞车”被认为是关于竹蜻蜓的最早记载。竹蜻蜓的原理如图所示，当旋转时，流过叶片上方的气流速度较 ，在叶片上下表面产生压强差，形成对叶片向 的压力差，推动竹蜻蜓飞行。 【答案】 大 上 【解析】[1][2]竹蜻蜓上面凸起、下面平直，旋转时上方的空气流速大、压强小，下方的空气流速小、压强大，产生向上的压力差。 【素养提升】 8．如图，小华利用自制喷雾器浇花。推动注射器的活塞时吸管内水面上升，这是因为吸管上方空气（　　） 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 【答案】B 【解析】推动注射器的活塞时，吸管上方的空气流速增大，压强减小，吸管受到向上的压强大于向下的压强，所以液面上升，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 9．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。 10．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 【解析】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。 11．在学校科技社团活动中，小赵同学所在的团队利用3D打印机制作了如图所示的飞机模型。飞机模型的机翼设计成上凸下平。试飞时，手将飞机模型向前推出，是力改变了飞机模型的 ；飞机模型在空中水平飞行过程中，机翼上方的空气流速较快，压强较 ；飞机模型着地后，能够沿水平地面继续向前滑行一段距离，是由于飞机模型具有 。 【答案】 运动状态 小 惯性 【解析】[1]试飞时，手将飞机模型向前推出，手对飞机模型施加了作用力，使它由静止变为运动，是力改变了飞机模型的运动状态。 [2]飞机模型在空中水平飞行过程中，机翼上方的空气流速较快，压强较小，下方空气流速较小、压强较大，从而形成向上的升力。 [3]飞机模型着地后，能够沿水平地面继续向前滑行一段距离，是由于飞机模型具有惯性，要保持原来的运动状态，继续向前运动。 12．如图为自制发球机示意图，当吹风机向水平管吹风时，乒乓球上方的气体压强变 。已知球的质量为2.5g，竖直方向受大气压作用的等效面积为12.5cm2，若不计管壁摩擦，当球下方和上方气压差为 Pa时，球恰能上升；若考虑管壁摩擦，则需要 乒乓球上方的风速（g取10N/kg）。 【答案】 小 20 增大 【解析】[1]当吹风机向水平管吹风时，乒乓球上方的气体流速大，压强小，小于下端管口气体压强，原本静止的乒乓球沿管上升。 [2]球的重力 G=mg=2.5×10﹣3kg×10N/kg=2.5×10﹣2N 当球下方和上方受到的压力差时，乒乓球开始上升，即 竖直方向受大气压作用的等效面积 S=12.5cm2=12.5×10﹣4m2 则球下方和上方气压差 [3]若考虑管壁摩擦，则需要增大乒乓球上方的风速，则球下方和上方气压差增大，从而使球沿竖直管上升。 13．如图所示，高铁车头采用流线型设计是为了减小 ；高铁站台设置有安全线，乘客候车时，不能越过安全线，这是因为在气体中，流速越大的位置，压强越 。 【答案】 空气阻力 小 【解析】[1]高铁车头采用流线型，车身线条更加流畅优美，车头颇像子弹头是为了减小空气阻力。 [2]流体的压强与流速有关，流体在流速大的地方压强小，在流速小的地方压强大；列车在高速行驶时，车体附近流速大，压强小，外侧的空气流速小，压强大，在内外压强差的作用下易把人压向列车，造成安全事故，故为避免候车乘客被“吸”向火车事故发生，站台上设计了安全线。 14．观察图甲中汽车的外形可知，若汽车在水平路面上急速行驶，由于车上、下表面空气的流动速度不同，车对地面的压力会 （选填“变大”“变小”或“不变”），从而使车与地面之间的摩擦力 （选填“变大”“变小”或“不变”），车容易失控。为了避免发生上述意外情况，有些跑车为了提高“抓地力”在车尾安装了一种“气流偏导器”，其外形应选用图乙中的 （选填“A”或“B”）。 【答案】 变小 变小 B 【解析】[1]汽车在水平路面上急速行驶,由图甲可知，相同时间内汽车上表面空气通过的路程较长，根据，汽车上表面空气的流动速度大于下表面流动的速度，因气体流速大的地方压强小，故汽车上表面受到的压力小于下表面受到的压力，汽车产生向上的升力，汽车对地面的压力会变小。 [2]因在接触面粗糙程度相同时，压力越小，摩擦力越小，根据汽车对地面的压力会变小，从而使车与地面之间的摩擦力变小，车容易失控。 [3]为了避免发生上述意外情况，有些跑车为了提高“抓地力”，即应增大车对地面的压力，在车尾安装了一种“气流偏导器”， 结合[1]，其外形应选与汽车外形相反的形状，即用图乙中的B。 【能力培优】 15．如图1，连通器中的水静止，此时水面上方a、b处的气压为pa0、pb0。在b上方持续水平吹气，水面稳定后如图2所示，此时a、b处的气压为pa、pb。水面下c、d处水的压强为pc、pd，若大气压保持不变，则（　　） A．pc> pd B．pa> pb C．pa0>pa D．pb0=pb 【答案】B 【解析】A．在b上方持续水平吹气，因为b处流速大，压强小，a处流速小，压强大，形成气压差，在气压差的作用下，b处液面升高，水面稳定后如图2所示，但c、d处深度相同，则根据可知，，故A不符合题意； B．在b上方持续水平吹气，因为b处流速大，压强小，a处流速小，压强大，形成气压差，此时a、b处的气压为pa、pb，则可知，故B符合题意； C．因为大气压保持不变，此时水面上方a处的气压为大气压，保持不变，则可知，故C不符合题意； D．在b上方持续水平吹气，因为b处流速变大，压强变小，则可知，故D不符合题意。 故选B。 16．足球比赛中，运动员将足球以旋转的方式发出“香蕉球”，利用足球的自旋使足球两侧空气流速不同形成压强差，使足球走出一条香蕉状的路径。图中给出了四种足球自旋方向与飞行路径的示意图，下列说法正确的是（　　） A．乙、丙两图是正确的 B．甲、丙两图是正确的 C．甲、乙两图是正确的 D．甲、丁两图是正确的 【答案】D 【解析】由甲、丙图可知，足球沿顺时针方向旋转，足球右侧空气流速大，压强小，左侧空气流速小，压强大，足球在压强差的作用下逐渐向右侧偏移，故甲图正确，丙图错误； 由乙、丁图可知，足球沿逆时针方向旋转，足球左侧空气流速大，压强小，右侧空气流速小，压强大，足球在压强差的作用下应该逐渐向左侧偏移，故乙图错误，丁图正确。 故选D。 17．在地面附近同一高度或高度差不显著的情况下，空气流速v与压强p的关系可以写成：+p＝C（其中：ρ表示空气密度，v表示空气的流速，C是常量）。在水平桌面上放置一个质量为m、底面积为S的硬币，并沿箭头所示方向吹气，气流通过硬币上部，由于硬币下面没有气流通过，从而产生压力差，给硬币一个向上的动力。刚好将硬币吹起时，吹气的速度v＝ 。（用字母表示） 【答案】 【解析】解：刚好吹起硬币时可看作硬币受到平衡力的作用，即 ΔF＝G＝mg 此时硬币上方的压强为 硬币下方的压强为 p下＝C（空气流速为0） 那么硬币上下方的压强差为 根据ΔF＝ΔpS可知 则刚好将硬币吹起时吹气速度 18．流量表示单位时间内通过某一横截面的流体的体积，用字母Q表示。流量在生产和生活中有广泛的应用，如每到汛期，监测长江的流量是抗洪防汛的重要工作。 (1)如图甲所示，水流在粗细均匀的水平管道内向右匀速流动，设水流速度为v，管内通道的横截面积为S。取一段管道AB，水从B端流到A端所用时间为t，则AB间水柱的长度l= ，体积V= （要求用S、v、t表示）。根据流量的定义Q=可得Q=vS，它表示流量等于流速与横截面积的乘积； (2)打开水龙头，自来水通过导管流过如图乙所示的玻璃管。待水流稳定后，比较图中1、2两处的流速， 处的流速较大；比较C、D玻璃管中的水面高度， 管中的水面较高； (3)打开水龙头后，只要水流不散开，就可以观察到水柱越来越细，如图丙所示。请你指出产生这种现象的原因： 。 【答案】 vt Svt 2 C 水往下流时，重力势能转化为动能，速度变大，而流量保持不变，根据Q=vS可知，水柱的横截面积将减小；因此，水柱越来越细 【解析】(1)[1][2]AB间水柱的长度l=s=vt；B到A的水柱体积为V=Sl=Svt。 (2)[3][4]由题意知，由于两处是在同一水管中，在相同的时间内流过的水量相同，由于2处水管最细，所以2处的水流速最大；由流体压强与流速的关系可知，此处的压强最小，即D管水柱的竖直高度最低，C管中的水面较高。 (3)水往下流时，重力势能转化为动能，速度变大，而流量保持不变，根据Q=vS可知，水柱的横截面积将减小。因此，水柱越来越细。 19．一次飓风发生时，屋外气压急剧降到9×104 Pa，当时房间门窗紧闭，可以认为室内气压是1标准大气压(取1×105 Pa)。若室内屋顶的面积为100 m2，屋顶受到的力足以将屋顶掀翻。 （1）为什么屋外气压会急剧下降？ （2）求由于内外压强差使屋顶受到的力的大小和方向。 （3）举出应用题中所含原理的一个实例。 【答案】 因为气体流速越大的地方，压强越小 1.0×106 N 、方向垂直于屋顶向上 见解析 【解析】（1）屋外气压会急剧下降的原因是室外飓风天气，空气流速加快。而流体在流速大的位置压强小。所以室外的气压小于室内的气压。 （2）屋内外压强差为为 ΔP=P1-P2=1×105Pa-9×104Pa=1×104Pa 屋顶受到的合力为 F=PS=1×104Pa×100m2=1×106N 方向垂直于屋顶向上 （3）飞机升空应用了流体压强与流速的关系。跑车的气体偏导器也是应用了流体压强与流速的关系。 20．请你运用所学的物理知识解答下面有关小汽车的问题。 （1）试从小轿车的外型（如图）判断小轿车在水平路面行驶和静止时，对地面压强哪一个大？为什么？ （2）一质量为60kg的司机，驾驶一辆质量为2t的小轿车（车内无其它乘客）静止在公路上时，如果每个车轮与路的接触面积为2dm2，则此时汽车对路面的压强为多少？ 【答案】(1)小轿车在水平路面行驶和静止时，静止时它对地面的压强较大；因为小轿车行驶时，小轿车上方空气流速大，压强小，下方空气压强大，会产生一个向上的升力，小轿车重力不变，则地面对它的支持力变小，力的作用是相互的，那么它对地面的压力变小，受力面积不变，根据可知，它对地面的压强变小；(2)。 【解析】(1)小轿车在水平路面行驶和静止时，静止时它对地面的压强较大；因为小轿车行驶时，小轿车上方空气流速大，压强小，下方空气压强大，会产生一个向上的升力，小轿车重力不变，则地面对它的支持力变小，力的作用是相互的，那么它对地面的压力变小，受力面积不变，根据可知，它对地面的压强变小； (2)小轿车总的质量是 小轿车对路面的压力是 小轿车与路面的接触面积是 此时汽车对路面的压强为 。 答：(1)小轿车在水平路面行驶和静止时，静止时它对地面的压强较大；因为小轿车行驶时，小轿车上方空气流速大，压强小，下方空气压强大，会产生一个向上的升力，小轿车重力不变，则地面对它的支持力变小，力的作用是相互的，那么它对地面的压力变小，受力面积不变，根据可知，它对地面的压强变小；(2)此时汽车对路面的压强为。 21．如图是临汾汾河大桥，根据大桥设计，过桥车辆对桥面的压强一般应控制在Pa以下，有一辆质量为2000千克的6轮轻型货车，如果每个车轮与路面的接触面积为200cm2。 （1）请你计算允许该货车通过汾河大桥载货的最大质量是多少千克； （2）现在轿车都采用流线型设计（如图所示），这种设计在减小空气阻力、提高车速的同时也产生了新的问题：轿车高速行驶时，常常有“漂”的潜在危险。请你简要说明汽车高速行驶时“漂”的原因。 【答案】（1）7.6×103kg ；（2）见解析 【解析】解：（1）汽车与地面的总接触面积为 S=6×200×10-4m2=0.12m2 由公式得：桥面可以承受的最大压力 F=pS=8×105Pa×0.12m2=9.6×104N 桥面可以承受货物的最大质量 载货的最大质量是 m=m总-m车=9.6×103kg-2000kg=7.6×103kg （2） 当车高速行驶时，轿车上方空气流速快，压强小，轿车下发空气流速慢，压强大，产生向上的压强差，从而产生向上的升力，升力越大，车对地面的压力就越小，摩擦力就越小，就会“发漂”。 答：（1）该货车通过汾河大板载货的最大质量是7.6×103kg； （2）略。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第八章 压强 课时8.4 流体的压强和流速的关系 2022年课程标准 物理素养 2.2.8 了解流体压强与流速的关系及其在生产生活中的应用。 物理观念： 概念 （1）流体：气体和液体都具有流动性，统称为流体。（2）升力：机翼上、下方所受的向上的压力差。 规律 （1）对于流体，流速越大的地方压强越小。（2）飞机的升力计算公式：F升=F向上-F向下。 科学思维：采用“归纳法”得出气体运动时的压强比静止时的压强小；用“转换法”将流体压强大小转换成纸片的运动或形变。 科学探究：在探究液体压强和流速大小关系中学会设计实验。 科学态度与责任：领略气体压强差异所产生现象的奥妙，获得对科学的热爱和亲近感。 知识点一、流体压强与流速的关系 1．探究气体压强和流速的关系 实验 实验现象 纸片向吹气一侧摆动或弯曲 分析 纸片向吹气一侧摆动或弯曲，说明吹气这一侧的压强小于另一侧，而原来两侧空气的压强相等，因此一定是吹气使空气压强变小了 结论 气体运动时的压强比静止时的压强小 特别提醒 归纳法 向纸片下方吹气、向两张纸片中间吹气、向竖放的纸片一侧吹气，发现纸片都向吹气一侧弯曲或运动，从而归纳出气体运动时的压强比静止时的压强小。 2．探究液体压强和流速的关系 实验图示 现象 流水“吸引”乒乓球 A管中的水面上升 结论 在液体中，液体运动位置处的压强比静止位置处的压强小 总结归纳 （1）流体: 气体和液体都具有流动性，统称为流体。 （2）对于流体来说，运动位置处的压强比静止位置处的压强小。 3．探究流体压强大小和流速大小关系 实验 在一双筷子中间放上两个乒乓球，用吸管向中间吹气 在水面上放两只小纸船，用水管向两船之间的水域冲水 现象 两个乒乓球向中间滚动 小纸船向中间靠拢，几乎靠在一起 分析 两个乒乓球向中间靠拢，说明两乒乓球外侧所受气体的压强比内侧受到气体的压强大 两只小纸船向中间靠拢，说明两船外侧所受液体的压强比内侧受到液体的压强大 实验结论 对流体来说，流速越大的地方压强越小；流速越小的地方压强越大 总结归纳 对于流体来说，流速越大的地方压强越小；流速越小的地方压强越大。 特别提醒 如图所示的是一个连通器样式的容器，两边连上自来水管，夹子B关闭时，容器中的水不流动，这时依据连通器原理，三根竖管中水的高度是一样的。当打开夹子B后，由于三根竖管底部的横截面积不同，导致三根竖管下部所连的水管中的水流速度不同，根据流速与流体压强的关系得出三根竖管中水的高度是不一样的。 用转换法比较流体压强大小 流体运动处的压强大小我们看不到，但当我们看到纸片向吹气一侧摆动或弯曲时，我们就可以分析出吹气使空气压强变小了，这是把压强的变化转换成了纸片的形变或运动状态的改变。 典例01 如图所示，用力向上吸气时，乒乓球不会下落，这是由于 的作用。若用力向下吹气，则乒乓球 （选填“会”或“不会”）下落。 知识点二、飞机的升力 1．用电吹风对着机翼模型吹（形状特征：上凸下平） 2. 实验过程及结论 实验装置和操作 如图所示，将机翼模型固定在一根铁丝上，在铁丝上下端各挂一弹簧测力计(开始时两弹簧测力计示数均不为零)，接通电风扇，将其对着机翼模型吹风 实验现象 弹簧测力计A示数变小，B的示数变大 实验结论 机翼受到一个向上的升力 现象分析 机翼模型是上凸下平的形状，其上方弯曲，下方近似于平面，电风扇吹来的气流被机翼模型分成上、下两部分。其中机翼模型上方空气流速较快，压强较小；机翼模型下方空气流速较慢，压强较大。机翼模型上下方的压强差使其获得向上的升力，因此弹簧测力计A的示数变小，B的示数变大 探究结论 机翼模型的形状决定了机翼模型上、下方空气流速不同，使机翼模型上、下表面形成压强差，这一压强差使其获得向上的升力 总结归纳 （1）升力：机翼上、下方所受的向上压力差。 （2）公式：F升= F向上－F向下。 特别提醒 升力与浮力的区别 机翼获得的升力与物体在流体中受到的浮力都是由物体上、下表面受到的压强差引起的，都等于物体下表面受到的向上的压力与上表面受到的向下的压力之差。但升力的压强差是由机翼上、下表面的流体流速不同造成的，下表面气体流速小，压强大，上表面气体流速大，压强小；浮力的压强差是由物体上、下表面所处的深度不同造成的，下表面深度大，压强大，上表面深度小，压强小。 “机翼”模型 如图所示，在生活中，有许多物体的形状与飞机机翼的截面形状相似，当空气流过物体的凸、平两表面时，由于空气流速大小不同而产生压力差。 典例02 如图所示，玻璃瓶里装一些红色的水，将一根两端开口的细玻璃管穿过橡皮塞插入水中，从管子上端吹入少量气体，就制成了一个多功能实验演示器。 （1）把此装置从山脚带到山顶时，发现玻璃管内液面会 （选填“上升”或“下降”），这说明了高度越高，大气压越 （选填“大”或“小”）； （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 （选填“上升”或“下降”），这说明：在流体中，流速越大的位置，压强越 ； （3）将瓶内灌满水，塞紧塞子，用力挤压瓶子，玻璃管内液面 （选填“上升”或“下降”），说明力可以改变物体的 。 知识点三、流体压强的应用 1．流速越大的地方压强越小 不能在列车驶入或驶离站台时距离站台太近 喷雾器的活塞在向外喷水时，贮水罐中的水会自动上升 龙卷风会将物体带入高空 煤气灶的进气处在燃烧时，煤气不会泄漏 2．升力的应用 水翼船下方装有的水翼，在前进时会受到升力抬高船体，从而达到快速航行 洞穴有两个出口，一个是平的，而另一个则是隆起的土堆，有风经过时，相同时间内，经过平的时速度小、压强大；经过凸的时速度大、压强小，两洞口出现压强差，使空气顺利进入洞穴 特别提醒 利用流体压强和流速关系解释有关现象的方法 （1）确定流速大的地方在哪里(或分析物体形状，物体凸起部分周围流体的流速大；) （2）确定压强大的地方在哪里，进而确定压强差的方向； （3）根据压强差的作用分析产生的现象。 典例03 在学校科技社团活动中，小梦同学所在的团队利用3D打印机制作了如图1所示的飞机模型。她了解到飞机在空中飞行时受多种因素的影响。 (1)小梦思考飞机升力与迎角（α）大小有什么关系？在老师的帮助下，她利用电风扇、升力测力计、飞机模型，按图2方式进行如下实验， ①闭合电风扇的开关，调节挡位使其风速最大，并使飞机模型的迎角为0°，记录测力计的示数。 ②改变迎角的大小，使其分别为5°10°、15°、20°，重复步骤①并计算升力平均值。 ③处理相关数据得到“升力与迎角的关系”如图3。 本实验得出的结论： 。 (2)小梦想要进一步研究“飞机的升力与其飞行的速度关系”。利用现有器材，只要控制 不变，通过调节 改变飞机模型的飞行速度即可获得结论。以不同的风速进行多次实验，如图4所示，托盘测力计的示数与风速大小的关系记录如下表。 风速（m/s） 0 5 10 15 20 25 30 托盘测力计的示数（N） 15 14.5 13 11 8 3.5 由该实验结果推测飞机起飞应该选择顺风起飞还是逆风起飞更好？并说明理由 。 (3)资料显示：本实验结论与实际相符且飞机迎角一定时，飞行速度越大，升力也越大，若飞机以600km/h做水平匀速直线飞行时的迎角为α1，而以900km/h做水平匀速直线飞行时的迎角为α2，（α1，α2均小于15°）。请比较α1，α2大小关系： 。 问题一：流体压强与流速的关系 【典例1】如图，某创新实验小组设计的“研究液体压强与流速的关系”的装置，Y为上端开口的容器，储存液体，X1、X2为上端开口的细玻璃管，与矿泉水瓶、细塑料管等连通。Ｍ、N分别是X1、X2内液体中同一水平线上的两个点。下列判断正确的是（　　） A．开关关闭时，X1内的液面高于X2内的液面 B．开关打开时，X1内的液面低于X2内的液面 C．开关关闭时，液体在M点的压强大于液体在N点的压强 D．开关打开时，液体在Ｍ点的压强大于液体在N点的压强 液体流速越大，该位置压强越小。当开关打开后，液体流动时，需分析不同位置流速差异对压强的直接影响。 总结关键逻辑：①静止时：连通器原理（液面等高，压强仅由深度决定）。② 流动时：流速差异 → 压强差 → 液面高低反向变化（流速大处液面低）。 【变式1-1】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，则左侧可能装有哪种液体？若想让活塞向左侧移动，可以在什么位置水平吹气？（）（　　） A．水a处 B．水b处 C．酒精a处 D．酒精b处 【变式1-2】关于下列四幅图中，现象的解释错误的是（  ） A．甲图中两张纸中间向下吹气，流速越大的位置压强越小，两张纸会向中间靠拢 B．乙图中列车驶过时乘客需要站在安全线以外，因为列车附近气体流速较大压强较小 C．丙图中塑料瓶中的水短时间内不会全部流掉的原因是受到大气压的作用 D．丁图中人吸气的时候管内液面上升，吹气的时候管内液面下降 问题二：飞机的升力及其应用 【典例2】如图，当直升机悬停在空中时，直升机的螺旋桨高速旋转时，螺旋桨上方的空气流速较大，压强较 ，从而使飞机获得向上的 ；以下现象中能用此原理解释的是 （填字母序号） A．平行于岸边航行的船不能靠岸太近 B．狂风会把一些不牢固的建筑物的屋顶掀翻 C．风沿着窗外的墙面吹过时，窗口悬挂的窗帘会飘向窗外 流体（空气或液体）流速越大，该位置压强越小。直升机螺旋桨旋转时，上方空气流速大→压强小，与下方形成压强差，产生升力。 【变式2-1】某科技馆内有一个风洞实验室。如图所示，一架飞机模型固定在测力计的秤盘上，当有风对着机头吹过时，测力计的示数会发生变化。这是因为风吹过飞机时，机翼上方空气的流速大于机翼下方空气的流速，使得机翼上方空气的压强 （选填“大于”“小于”或“等于”）机翼下方空气的压强，从而产生一个向上的升力。如果无风时测力计的示数为30N，有风吹过时测力计的示数是10N，那么产生的升力是 N。 【变式2-2】小明水平抛出剖面图形状为的圆形玩具飞盘，初始阶段飞盘轨迹如图中虚线所示，所以飞盘在爬升过程中，飞盘受到 （选填“平衡力”或“非平衡力”）作用；该阶段飞盘的凸面应该向 （选填“上”或“下”）。飞盘最终要落向地面，这是由于它受到 的作用。 【基础强化】 1．春节期间，小明和父母乘飞机去上海旅游。在飞机上升的过程中，外界大气压强 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；在飞机飞行过程中，座位上的小明相对于窗外的机翼是 （选填“静止”或“运动”）的；机翼 方（选填“上”或“下”）的空气流速快，压强小，因此获得了向上的升力。 2．唐代诗人杜甫有诗句“八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅”。诗中秋风“卷”走“三重茅”主要是由于屋顶外侧空气相对于屋内空气的流速 、压强 ，从而产生一个向 的力。 3．科技兴趣小组利用盛有水的烧杯和A、B两根吸管组成如图所示的实验装置，用于证明流体压强和流速的关系。沿着B管水平吹气，观察到A管液面 （选填“上升”或“下降”），说明了 。 4．我国南极泰山站采用轻质材料装配而成，为了避免被强横风吹动移位，支架上悬空部分结构特点如图，其上方空气的流速 下方的流速，上方的压强 下方的压强，使房屋更加牢固。 5．乘客在动车站台候车时一定要站在警戒线以内，否则动车进站时，乘客易被“吸”向车身而造成伤害事故，这是因为流体的流速越大，压强越 ；如图是进站后的动车静止在水平轨道上，此时它受到的重力和 是一对平衡力。 6．如图所示为某同学设计的冷热水混合淋浴器，图中水平连接部分管径较细，冷水流经此处时，流速大，压强 ，瓶中的热水在 的作用下上升，与冷水混合得到温水。 7．晋朝葛洪所著的《抱朴子》一书有这样的记述：“或用枣心木为飞车，以牛革结环剑，以引其机……上升四十里。”其中的“飞车”被认为是关于竹蜻蜓的最早记载。竹蜻蜓的原理如图所示，当旋转时，流过叶片上方的气流速度较 ，在叶片上下表面产生压强差，形成对叶片向 的压力差，推动竹蜻蜓飞行。 【素养提升】 8．如图，小华利用自制喷雾器浇花。推动注射器的活塞时吸管内水面上升，这是因为吸管上方空气（　　） 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 9．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 10．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 11．在学校科技社团活动中，小赵同学所在的团队利用3D打印机制作了如图所示的飞机模型。飞机模型的机翼设计成上凸下平。试飞时，手将飞机模型向前推出，是力改变了飞机模型的 ；飞机模型在空中水平飞行过程中，机翼上方的空气流速较快，压强较 ；飞机模型着地后，能够沿水平地面继续向前滑行一段距离，是由于飞机模型具有 。 12．如图为自制发球机示意图，当吹风机向水平管吹风时，乒乓球上方的气体压强变 。已知球的质量为2.5g，竖直方向受大气压作用的等效面积为12.5cm2，若不计管壁摩擦，当球下方和上方气压差为 Pa时，球恰能上升；若考虑管壁摩擦，则需要 乒乓球上方的风速（g取10N/kg）。 13．如图所示，高铁车头采用流线型设计是为了减小 ；高铁站台设置有安全线，乘客候车时，不能越过安全线，这是因为在气体中，流速越大的位置，压强越 。 14．观察图甲中汽车的外形可知，若汽车在水平路面上急速行驶，由于车上、下表面空气的流动速度不同，车对地面的压力会 （选填“变大”“变小”或“不变”），从而使车与地面之间的摩擦力 （选填“变大”“变小”或“不变”），车容易失控。为了避免发生上述意外情况，有些跑车为了提高“抓地力”在车尾安装了一种“气流偏导器”，其外形应选用图乙中的 （选填“A”或“B”）。 【能力培优】 15．如图1，连通器中的水静止，此时水面上方a、b处的气压为pa0、pb0。在b上方持续水平吹气，水面稳定后如图2所示，此时a、b处的气压为pa、pb。水面下c、d处水的压强为pc、pd，若大气压保持不变，则（　　） A．pc> pd B．pa> pb C．pa0>pa D．pb0=pb 16．足球比赛中，运动员将足球以旋转的方式发出“香蕉球”，利用足球的自旋使足球两侧空气流速不同形成压强差，使足球走出一条香蕉状的路径。图中给出了四种足球自旋方向与飞行路径的示意图，下列说法正确的是（　　） A．乙、丙两图是正确的 B．甲、丙两图是正确的 C．甲、乙两图是正确的 D．甲、丁两图是正确的 17．在地面附近同一高度或高度差不显著的情况下，空气流速v与压强p的关系可以写成：+p＝C（其中：ρ表示空气密度，v表示空气的流速，C是常量）。在水平桌面上放置一个质量为m、底面积为S的硬币，并沿箭头所示方向吹气，气流通过硬币上部，由于硬币下面没有气流通过，从而产生压力差，给硬币一个向上的动力。刚好将硬币吹起时，吹气的速度v＝ 。（用字母表示） 18．流量表示单位时间内通过某一横截面的流体的体积，用字母Q表示。流量在生产和生活中有广泛的应用，如每到汛期，监测长江的流量是抗洪防汛的重要工作。 (1)如图甲所示，水流在粗细均匀的水平管道内向右匀速流动，设水流速度为v，管内通道的横截面积为S。取一段管道AB，水从B端流到A端所用时间为t，则AB间水柱的长度l= ，体积V= （要求用S、v、t表示）。根据流量的定义Q=可得Q=vS，它表示流量等于流速与横截面积的乘积； (2)打开水龙头，自来水通过导管流过如图乙所示的玻璃管。待水流稳定后，比较图中1、2两处的流速， 处的流速较大；比较C、D玻璃管中的水面高度， 管中的水面较高； (3)打开水龙头后，只要水流不散开，就可以观察到水柱越来越细，如图丙所示。请你指出产生这种现象的原因： 。 19．一次飓风发生时，屋外气压急剧降到9×104 Pa，当时房间门窗紧闭，可以认为室内气压是1标准大气压(取1×105 Pa)。若室内屋顶的面积为100 m2，屋顶受到的力足以将屋顶掀翻。 （1）为什么屋外气压会急剧下降？ （2）求由于内外压强差使屋顶受到的力的大小和方向。 （3）举出应用题中所含原理的一个实例。 20．请你运用所学的物理知识解答下面有关小汽车的问题。 （1）试从小轿车的外型（如图）判断小轿车在水平路面行驶和静止时，对地面压强哪一个大？为什么？ （2）一质量为60kg的司机，驾驶一辆质量为2t的小轿车（车内无其它乘客）静止在公路上时，如果每个车轮与路的接触面积为2dm2，则此时汽车对路面的压强为多少？ 21．如图是临汾汾河大桥，根据大桥设计，过桥车辆对桥面的压强一般应控制在Pa以下，有一辆质量为2000千克的6轮轻型货车，如果每个车轮与路面的接触面积为200cm2。 （1）请你计算允许该货车通过汾河大桥载货的最大质量是多少千克； （2）现在轿车都采用流线型设计（如图所示），这种设计在减小空气阻力、提高车速的同时也产生了新的问题：轿车高速行驶时，常常有“漂”的潜在危险。请你简要说明汽车高速行驶时“漂”的原因。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$