9.5 流体压强与流速的关系【四大考点+四大题型】讲义--2025-2026学年八年级下册物理《考点•题型 •技巧》精讲与精练高分突破专题系列(人教版2024)
2026-03-24
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2份
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45页
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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 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 46.18 MB |
| 发布时间 | 2026-03-24 |
| 更新时间 | 2026-03-25 |
| 作者 | 启明数学物理探究室 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-03-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56972149.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
本讲义聚焦“流体压强与流速的关系”核心知识点,系统梳理“流速越大压强越小”的基本原理,结合飞机机翼升力、草原犬鼠洞穴通风、船吸现象等应用实例,通过实验探究与多样题型构建从原理到应用再到巩固的学习支架。
该资料以生活实例(如汽车天窗换气、无叶风扇)培养物理观念,通过传感器实验、机翼模型探究等提升科学思维与探究能力,题型涵盖选择、实验、计算,课中辅助教师教学,课后助力学生查漏补缺,强化知识应用。
内容正文:
9.5 流体压强与流速的关系
【考点归纳】
【知识梳理】
考点一、液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。
考点二、液体压强与流速的关系的应用
飞机的机翼通常都做成上面凸起、下面平直的形状。当飞机在机场跑道上滑行时,流过机翼上方的空气速度大、压强小,流过机翼下方的空气速度小、压强大。机翼上下方所受的压力差形成向上的升力。
流体压强与流速的关系的应用的实例
1.手拿一纸条,用嘴在其上方沿水平方向吹,纸条就会由竖直状态变成水平,因为吹出的气流比别处流速大,压强变小,把纸条吸引过来;
2.对于飞机,空气流到机翼前缘,分成上、下两股,分别沿机翼上、下表面流过,而在机翼后缘重新汇合向后流去。在机翼上表面,由于比较凸出,流管变细,说明流速加快,压力降低。在机翼下表面,气流受到阻挡作用,流管变粗,流速减慢,压力增大。于是,机翼上、下表面出现了压力差,垂直于相对气流方向的压力差的总和,就是机翼的升力。
3.根据流体力学的伯努利原理,流体的压强与它的流速有关,流速越大,压强越小;反之亦然。当两艘船平行着向前航行时,在两艘船中间的水比外侧的水流得快,中间水对两船内侧的压强,也就比外侧对两船外侧的压强要小。于是,在外侧水的压力作用下,两船渐渐靠近,最后相撞。现在航海上把这种现象称为"船吸现象"。
【题型归纳】
题型一:液体压强与流速的关系
【例1】.(25-26八年级上·北京延庆·期末)如图所示的是非洲草原犬鼠洞穴的横截面示意图,犬鼠的洞穴有两个出口,一个周围是平的(标记为A),另一个周围是隆起的土堆(标记为B),这样就能改善洞穴内的通风情况。当草原有风从左向右吹过时,下列说法正确的是( )
A.B出口空气流速大,压强小,洞中气流从B出口进 B.B出口空气流速大,压强小,洞中气流从A出口进
C.A出口空气流速大,压强小,洞中气流从B出口进 D.A出口空气流速大,压强小,洞中气流从A出口进
【变式1】.(2025·山东聊城·模拟预测)如图所示,两只小纸船浮在水面上,将注射器吸满水,通过塑料管在水面下向两纸船之间喷水,这时两只纸船向中间靠拢,这是因为两船之间( )
A.空气流速小,压强大 B.空气流速大,压强小
C.空气流速大,压强大 D.空气流速小,压强小
【变式2】.(2025·河南·模拟预测)汽车在高速行驶时,只需略微打开天窗,就可以实现高效的“换气”功能,净化车内空气,如图所示,下列选项与此原理相同的是( )
A. 热气球能够升空 B. 飞机的机翼做成流线型
C. 注射器吸取药液 D. 摩擦过的尺子吸引碎纸屑
【变式3】.(24-25八年级下·江苏扬州·月考)下列关于图中各图的现象描述,与事实不符的是( )
A.图甲:用力向下吹气,乒乓球不会掉落下来 B.图乙:用力吹气,杯中的液体沿塑料管上升
C.图丙:空气向左流动,物体获得向上的升力 D.图丁:在纸条上方吹气,纸条随气流飘起来
题型二:飞机升力及其应用
【例2】.(24-25八年级下·江苏苏州·月考)C919国产大飞机首度服务2024年春运,有网友兴奋地说,中国商飞将可能成为继波音和空客之后的第三大民航飞机制造者,下列说法正确的是( )
A.飞机不能垂直地面腾空而起,先滑行再起飞是为了让乘客充分欣赏机场景色
B.飞行时机翼下方空气的流速远大于机翼上方空气的流速
C.飞机在跑道上加速滑行时,速度越快,惯性越大
D.飞机在跑道上加速滑行时,地面对飞机的支持力小于重力
【变式1】.(24-25八年级下·广东惠州·期中)如图是某同学分析飞机如何获得升力时所画的示意图。下列说法正确的是( )
A.飞机获得升力利用了流体流速大的位置,压强大的原理
B.机翼受到空气向上的压力小于向下的压力
C.根据所知原理可推理出机翼下方空气流速小,压强小
D.根据机翼上凸下平,分析出机翼上方空气流速大,压强小
【变式2】.(24-25八年级下·山东德州·期中)如图所示,是我国拥有自主知识产权的第二架大型客机C919。关于C919下列说法中正确的是( )
A.客机的机翼上表面平直
B.客机在高空中受到的大气压强比地面附近的大气压强大
C.客机升空利用了“空气在流速越大的地方,压强越大”的原理
D.停在地面上的客机受到的重力与地面对飞机的支持力是一对平衡力
【变式3】.(24-25八年级下·河北保定·期末)C919国产大飞机的全部设计均由中国人自己的团队自主完成,标志着中国航空工业的飞跃。下列描述正确的是( )
A.乘客乘坐飞机时系好安全带是为了减小惯性
B.降落时飞机的速度越来越小,说明力是维持物体运动状态的原因
C.飞机停在机场时,飞机对地面的压力和地面对飞机的支持力是一对相互作用力
D.飞机产生升力的原因是机翼上下表面空气流速不同产生向下的压强差
题型三: 生活中压强与流速现象
【例3】.(24-25八年级下·全国·随堂练习)王伟老师经常引导学生利用身边的生活用品做实验,通过动手动脑,学习物理知识,揭示物理规律。如图所示的实验不是揭示流体压强与流速关系的是( )
A.吹气时硬币跳跃木块B.吹气时纸条向上飘
C.用吸管从瓶中吸饮料D.吹气时乒乓球不下落
【变式1】.(25-26八年级下·全国·课后作业)无风的天气,汽车在马路上快速驶过,马路两边原来静止的树叶会随车飘动。如图所示,汽车快速向左行驶的过程中,马路两边的树叶会( )
A.向A方向飘动 B.向B方向飘动
C.向C方向飘动 D.条件不足,无法判断
【变式2】.(25-26八年级下·全国·随堂练习)如下图所示,三节直径不同的塑料管a、b、c连接在一起(a管直径最大,c管直径最小),然后与吹风机相通。将三个气体压强传感器分别放入管内,将传感器与计算机相连,从计算机上就可以读出三个位置的气体的压强值。图中显示器显示的是压强与时间的关系图像。当吹风机吹气时,下列说法正确的是( )
A.a塑料管中气体流速最快,气体压强最大,对应图中曲线1
B.c塑料管中气体流速最慢,气体压强最大,对应图中曲线3
C.吹风过程中,三节塑料管中的气体流速相同
D.时,吹风机不工作,a、b、c三节塑料管中气体压强传感器测量的是大气压强
【变式3】.(2025·黑龙江牡丹江·二模)下列现象可以用流体压强与流速的关系解释的是( )
A.壁纸刀的刀刃做得很锋利 B.拦河大坝建成上窄下宽
C.飞机机翼的截面上凸下平 D.高原地区使用高压锅煮食物
题型四:探究液体压强与流速关系的实验
【例4】.(24-25八年级下·山西太原·期中)如图1甲,小源撑着伞在雨中行走,一阵大风吹来,伞面被吹翻。他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。
小源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
根据小源实验的结果,解决现实生活中以下几个问题。
(1)通过上表数据可知。流体流速大的地方压强________(选填“大”或“小”)。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,导致车轮和地面间的摩擦力________(选填“增大”或“减小”),会有很大的安全隐患;
(2)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________;
(3)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。如火车急速行驶过站时,容易将人吸入。所以我们可以防止这一事故发生,可做的措施有:_________。
【变式1】.(24-25八年级下·山东济宁·期末)如图小明利用传感器探究“气体压强与流速的关系”。图甲装置中三节长度相同、粗细不同的塑料管紧密连接在一起,左端与抽气机连通。(塑料管A最细,塑料管C最粗)
(1)将三个气体压强传感器探头分别插入三节塑料管中,传感器与电脑相连,2.5s后启动抽气机抽气。第一阶段抽气10s收集到的信息如图乙,已知①②③三条图线分别对应塑料管A、B、C中气体压强随时间变化的情况。实验时的管外环境气压为________kPa,塑料管________(选填:“A”、“B”或“C”)中的气流速度最大。由图像可知:平稳流动的气体,流速大处压强________;
(2)聪明的小明用3D打印机制作了图丙所示的机翼模型,置于电子秤上,用吹风机从右向左水平吹风,电子秤示数会________。(选填:“变大”、“变小”或“不变”)
【变式2】.(25-26八年级上·全国·课后作业)如图所示的是小李同学探究“流体压强与流速的关系”的实验装置。下列五个选项是他探究过程中的部分片段:
A.空气的压强与空气的流速有关系吗?
B.向两张纸之间吹气,两张纸相互靠近。
C.在气体中,流速越大的位置压强越小。
D.用手握住两张纸,让纸自由下垂,向两张纸之间吹气。
E.如果空气的压强与空气的流速有关系,向两张纸之间吹气,两张纸将相互靠近。
用以上片段的序号将小李同学的探究过程补充完整:小李同学首先提出了问题,并给出了猜想与假设;然后,为验证自己的猜想,他设计的实验是_________;进行实验时观察到的实验现象是_________;最后,通过分析和论证,得到的结论是___________。
【变式3】.(24-25八年级下·江西南昌·期末)小明看到一则新闻,新闻描述台湾风筝节一名三岁小女孩被风筝卷上天如图所示,小明想只有在有风的天气才容易让风筝飞起,应该是获得了升力,且此时的升力______小女孩的重力(选填“大于”或“等于”或“小于”)。他又想知道风筝为什么能获得如此大的升力,于是猜想升力大小与风筝的迎角、风筝的面积、风速有关,为了方便测量,他以机翼为模型,进行如图1中实验:
(1)小明制作了如图2甲所示的飞机机翼模型,机翼做成该形状的原因是流体流速大处压强______,从而获得的______升力;
(2)在探究升力与迎角的关系时,按以520应角/度下步骤进行:
①调节风扇使风速最大,并使飞机模型的迎角为记录测力计的示数;
②改变迎角大小,重复步骤①;
机翼投影面积
风速为升力
风速为升力
风速为升力
③得到“升力与迎角的关系”的图像如图2丁。由图像可知:飞机速度一定时,迎角增大,升力会( )(填序号);
A.逐渐变大 B.逐渐变小
C.先增大后减小 D.先减小后增大
(3)探究机翼面积及风速与升力的关系时,保持迎角不变,通过改变风速及机翼投影面积,获得实验数据如表所示。
①此时实验选用三组不同的风速分别进行是为了______(选填“多次测量取平均值”“避免实验偶然性”),通过上述信息分析可知:______(选填“大于”或“小于”);当机翼投影面积相同时,风速越大,机翼获得升力越大。
②继续分析数据可知:在风速相同时,______,机翼获得升力越大。
【高分达标】
一、单选题
1.(25-26八年级下·全国·课后作业)如图所示,在两张纸的中间用力向下吹气,纸会向中间靠拢。下列现象与上述现象所揭示的科学道理相同的是( )
A.壁虎紧贴墙面向上爬行 B.用吸管把饮料吸进嘴里
C.抽水机把水从低处抽往高处 D.大风把茅草屋顶掀翻
2.(24-25八年级下·甘肃平凉·期中)下列与压强有关的说法中,错误的是( )
A.三峡大坝的船闸是利用了连通器的原理实现船只通航
B.用吸管喝牛奶利用了大气压强
C.飞机获得升力利用了流速大的位置压强小的原理
D.托里拆利实验最早证明了大气压强的存在
3.(24-25八年级下·甘肃兰州·期末)如图所示的四个实验,下列描述正确的是( )
A.图甲中的汽车尾翼原理和飞机机翼原理不相同
B.图乙中的卫生间的地漏存水杯不是一个连通器
C.图丙中拿着自制气压计从楼下移动到楼上时,玻璃管内水柱高度越来越高
D.图丁中往管a中吹气时,流速大的地方压强大,则b管中的水面会下降
4.(24-25八年级下·山东济南·期中)如图所示,是飞机机翼的截面图,当飞机水平飞行时( )
A.机翼下方空气速度大,压强小 B.机翼下方空气速度大,压强大
C.机翼上方空气速度大,压强大 D.机翼上方空气速度大,压强小
5.(24-25八年级下·宁夏银川·期中)下列分析正确的是( )
A.甲图手机自动旋转屏幕的功能,是手机内部重力感应器检测到重力方向发生了变化
B.乙图中压强计利用了连通器的原理测量液体内部的压强
C.丙图中盆景自动供水装置中瓶内的水不流下来是因为瓶外气压大于瓶内气压
D.丁图中赛车外形设计成上凸下平,以确保快速行驶时汽车对地面的压力比静止时大而不侧翻
6.(24-25八年级下·甘肃陇南·期中)为避免乘客候车时发生事故,站台上设置了安全线,人必须在安全线外候车,如图所示。当列车进站时,下列说法正确的是( )
A.人前方的气流速度小于人后方的
B.人前方的空气压强大于人后方的
C.空气对人前方与后方都有压力,这两个力不平衡
D.若人站在安全线前,气流可以把人推向远离列车的方向
7.(24-25八年级下·甘肃陇南·期中)前段时间小甘爸爸刚买了一辆小轿车,爸爸带着小甘和妈妈一起开车外出旅游,小甘发现在行驶过程中,打开天窗就能有效地使车内、外空气疏通。下列有关换气原理说法正确的是( )
A.车外空气流速小于车内空气流速,空气从天窗内被压出
B.车外空气流速小于车内空气流速,空气从天窗外被压入
C.车外空气流速大于车内空气流速,空气从天窗外被压入
D.车外空气流速大于车内空气流速,空气从天窗内被压出
二、填空题
8.(25-26八年级下·全国·课后作业)如图-1所示,一乒乓球被踩瘪,此过程说明力可以改变物体的______。如图-2所示,将一个硬质塑料瓶装满水,如图-3所示,在两根筷子中间放上两只乒乓球,用吸管向中间吹气,可观察到两只乒乓球将______(选填“靠近”“远离”或“静止不动”),原因是流速大的地方气体压强较______。
9.(25-26八年级下·全国·课后作业)飞机的机翼横截面的大致形状为上表面凸起,下表面平直。飞机在空中飞行时,由于机翼的特殊形状,流过机翼上方的空气速度__________,流过机翼下方的空气速度__________,因此,机翼上方空气对机翼上表面的压强较__________,下方空气对机翼下表面的压强较__________。机翼上下方所受压力差形成向上的力,是飞机__________的一个来源。
10.(25-26八年级下·全国·周测)如图甲所示,在与水平面平行放置的两根筷子中间放上两个乒乓球,用吸管向两个球中间吹气,观察到两个乒乓球向中间靠拢,这是由于中间的空气流速变快,压强变___________。如图乙所示,在装满水的杯子上盖一张纸片,将杯子倒置过来,纸片不下落,说明纸片受到___________的作用。
11.(20-21八年级下·江西南昌·期末)如图甲所示,往吸管B中吹气,可以看到吸管A中的水面升高,由此可知:在空气中,流速大的地方,压强________________。图乙所示的是普通列车经过车站站台时的安全线,而高铁站台前也有一条安全线,根据所学知识,你认为高铁站台前的安全线与高铁列车间的距离应________________(选填“更大”“更小”或“一样”)。
12.(24-25八年级下·陕西西安·期末)如图所示,我国自主研制的首套高温超导电动悬浮全要素试验系统完成首次悬浮运行,车头设计成流线型,是为了________空气阻力;列车启动到悬浮,列车对轨道的压力________,受到摩擦力________,列车提速更快(以上三空均选填“增大”、“减小”或“不改变”);站台设置安全区域,是因为空气流速快的地方压强________;列车出站时,启动发动机后速度越来越快,若此时一切外力都消失,列车将________。
13.(2025·河南商丘·二模)物理知识和我们的生活息息相关。如图甲所示,人们根据液体压强随深度的增加而___________(选填“增大”或“减小”)的特点,将拦河大坝设计成上窄下宽的形状;如图乙所示,乘坐火车时,乘客应站在黄色安全线以外,因为火车快速驶过时,候车的乘客与火车之间的空气流速变大,压强___________(选填“变大”或“变小”),可能会被“吸”向行驶的火车。
14.(2025·新疆乌鲁木齐·二模)如图是一款无叶风扇,它具有易清洁、气流稳、安全等优点。
(1)无叶风扇向外喷射气流时,周围空气会___________(填“靠近”或“远离”)喷射气流。当空气流速变大时,人体表面汗液___________(填物态变化名称)加快,使人体表面温度降低。相比传统风扇。无叶风扇噪声较小,这是通过___________(填“防止噪声产生”或“阻断噪声传播”)的途径减弱噪声。
(2)无叶风扇从进风口吸入空气,经过加压后从圆环空腔的细缝中向外高速喷出形成风。气流从细缝向外喷出时,无叶风扇___________(填“会”或“不会”)受到气流对它的推力,为了使无叶风扇更稳定,其重心应该较___________(填“高”或“低”),且气流喷射细缝位置___________(填“需要”或“不需要”)对称。
三、实验题
15.(25-26九年级上·上海徐汇·月考)小王同学看到空中翱翔的飞机,他想探究飞机升力大小与哪些因素有关,和同学们讨论后,他们提出了以下三种猜想:
猜想1:上平下凸的机翼比上凸下平的机翼产生的升力大;
猜想2:升力大小与飞机的飞行速度有关;
猜想3:升力大小与飞机的迎角有关。
(1)根据所学知识,小王判断猜想1是___________(选填“正确”或“不正确”)的,判断的依据是___________。
(2)为探究猜想2,如图所示,将一架飞机模型水平固定在升力测力计上,用电风扇以不同的风速进行多次实验。测得数据如表1:
表1
风速v(m/s)
0
5
10
15
20
25
升力F(N)
0
0.5
2
4
7
11.5
分析表中数据可知,飞机升力F与飞行速度v的变化关系为:___________。
(3)在验证猜想2后,小王改变迎角(机翼轴线与水平气流方向的夹角)大小,用电风扇以相同的风速进行多次实验,测得数据如表2:
表2
迎角(°)
0
5
10
15
20
升力F(N)
2.5
5.2
7.6
10
3.5
①分析数据可知,飞机的飞行速度一定,迎角由逐渐增大到的过程中,升力的变化特点是( )
A.逐渐变大 B.逐渐变小 C.先增大后减小 D.先减小后增大。
②小王由此认为:相同情况下,飞机飞行时能获得最大升力的迎角为15°,你认为他的判断是___________(选填“正确”或“不正确”)的,理由是___________。
16.(24-25八年级下·福建宁德·期中)物理课上,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。
(1)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___________,压强较小;
(2)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,由图像可知:图线③反映的是装置中___________(选填“A”、“B”或“C”)塑料管的气体压强随时间变化的情况;
(3)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___________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
17.(24-25八年级下·河北石家庄·期中)根据图1和图2所示内容回答下列问题。
(1)在科技创新大赛中,小亮设计了如图1所示的自制赛车模型,为了使赛车在快速行驶时增大压力,从而增大摩擦力,小亮想在尾翼处安装上气流偏导器,你认为______(选填“A”或“B”)款气流偏导器更合适,原因是赛车在高速行驶时,______,产生一个向下的压强差,增加赛车对地面的压力,提高车轮的抓地性能。
(2)历史上首次证明大气压存在的著名实验是______。如图2甲所示是用托里拆利实验装置测量大气压强,将玻璃管稍微倾斜,细管下端管口未脱离水银面,则管内外的水银面高度差将______。如图2乙所示是小明自制的一个气压计,他把这个自制气压计从山脚拿到山顶,管内的液柱高度将______。(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
18.(24-25八年级下·四川巴中·期末)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()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。
请补充本实验得出的结论:_________;若迎角大于15°时,升力随迎角的增大而减小。
(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,只要控制迎角不变,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表所示。
风速()
0
5
10
15
20
25
30
测力计示数(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_________。(选填“顺风”或“逆风”)
(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,若飞机以做水平匀速直线飞行时的迎角为,而以做水平匀速直线飞行时的迎角为,(,均小于15°)。请比较,大小关系:_________。
四、计算题
19.(24-25八年级下·河南洛阳·期中)美国是世界上龙卷风发生频率最高的国家。如图所示是一所房屋,屋顶面积是100m2,则:(g取10N/kg,标准大气压取1×105 Pa)
(1)龙卷风是不稳定的天气情况下,产生的高速旋转的漏斗状的强风漩涡,其中心附近风速极大,可知中心附近的气压______(选填“极大”或“极小”)。
(2)在标准大气压下,大气对屋顶的压力是多少?
(3)这么大的压力,为什么没有把屋顶压塌?
(4)在一次发生龙卷风时,屋外大气压降到了0.9×105 Pa,此时屋顶内外受到的大气压力差是多少?
五、综合题
20.(24-25八年级下·湖北襄阳·期末)非洲草原犬鼠是一种哺乳动物,有很强的环境适应能力。如图所示是其洞穴的横截面示意图,洞穴有两个出口,一个是平的,而另一个则是隆起的土堆。这种离地面很深、洞口形状各异、看似简单的洞穴却有很强的空气流动能力,成为一个天然的“空调器”。请结合所学知识,回答下列问题。
(1)如图所示,洞穴中空气流动的方向是___________ (选填“从A洞口流入”或“从B洞口流入”)。
(2)当洞穴周围处于___________ 状态时,此“空调器”会失去效果。
(3)下列行为或做法与犬鼠洞穴“空调器”运用的科学原理不相同的是___________ (填字母序号)。
A.并列行驶的军舰“不能靠得太近”
B.列车进站时,旅客必须站在安全线外
C.盒装牛奶喝完后,再用力吸一下,纸盒变扁了
21.(24-25八年级下·宁夏银川·期中)2024年3月,某汽车发布会上展示了旗下首款纯电动轿车,如图所示为发布会上的新车展示图。该车质量为(空车),每个轮胎与地面的接触面积约为。求:
(1)空车静止时对水平地面的压强;
(2)若质量为的司机驾驶该汽车在水平公路上匀速直线行驶,此时汽车所受阻力为总重力的0.05倍,则汽车的牵引力是多少?
(3)解释:①如图甲是该款轿车车顶的天窗,若将天窗前面向上打开,轿车行驶时,就能将车内污浊的空气“抽出”,请分析其原理。
②如图乙所示的是汽车座椅的“头枕”(也叫安全枕),在汽车追尾时对司乘人员的头部起保护作用,请你用所学物理知识分析“头枕”能保护司乘人员头部的原因。
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9.5 流体压强与流速的关系
【考点归纳】
【知识梳理】
考点一、液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。
考点二、液体压强与流速的关系的应用
飞机的机翼通常都做成上面凸起、下面平直的形状。当飞机在机场跑道上滑行时,流过机翼上方的空气速度大、压强小,流过机翼下方的空气速度小、压强大。机翼上下方所受的压力差形成向上的升力。
流体压强与流速的关系的应用的实例
1.手拿一纸条,用嘴在其上方沿水平方向吹,纸条就会由竖直状态变成水平,因为吹出的气流比别处流速大,压强变小,把纸条吸引过来;
2.对于飞机,空气流到机翼前缘,分成上、下两股,分别沿机翼上、下表面流过,而在机翼后缘重新汇合向后流去。在机翼上表面,由于比较凸出,流管变细,说明流速加快,压力降低。在机翼下表面,气流受到阻挡作用,流管变粗,流速减慢,压力增大。于是,机翼上、下表面出现了压力差,垂直于相对气流方向的压力差的总和,就是机翼的升力。
3.根据流体力学的伯努利原理,流体的压强与它的流速有关,流速越大,压强越小;反之亦然。当两艘船平行着向前航行时,在两艘船中间的水比外侧的水流得快,中间水对两船内侧的压强,也就比外侧对两船外侧的压强要小。于是,在外侧水的压力作用下,两船渐渐靠近,最后相撞。现在航海上把这种现象称为"船吸现象"。
【题型归纳】
题型一:液体压强与流速的关系
【例1】.(25-26八年级上·北京延庆·期末)如图所示的是非洲草原犬鼠洞穴的横截面示意图,犬鼠的洞穴有两个出口,一个周围是平的(标记为A),另一个周围是隆起的土堆(标记为B),这样就能改善洞穴内的通风情况。当草原有风从左向右吹过时,下列说法正确的是( )
A.B出口空气流速大,压强小,洞中气流从B出口进
B.B出口空气流速大,压强小,洞中气流从A出口进
C.A出口空气流速大,压强小,洞中气流从B出口进
D.A出口空气流速大,压强小,洞中气流从A出口进
【答案】B
【详解】风是流动的空气,掠过A口时,沿直线前进。掠过B口时,沿曲线前进。在相同时间内,掠过B口的空气通过的距离大,故B口的空气流速大。根据流体压强与流速关系可以知道,掠过B口的空气流速大,此处的气压比较小,故洞内空气从气压较大的A口流入,从气压较小的B口流出。故ACD错误,B正确。
故选B。
【变式1】.(2025·山东聊城·模拟预测)如图所示,两只小纸船浮在水面上,将注射器吸满水,通过塑料管在水面下向两纸船之间喷水,这时两只纸船向中间靠拢,这是因为两船之间( )
A.空气流速小,压强大 B.空气流速大,压强小
C.空气流速大,压强大 D.空气流速小,压强小
【答案】B
【详解】由流体压强与流速的关系可知。当在水下向两船之间喷水时,两船之间的水流动速度增大,导致该区域的压强减小(可类比为“空气流速大,压强小”)。而两船外侧的水(或空气)流速较小,压强较大。外侧较大的压强将两船推向中间,使它们靠拢,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【变式2】.(2025·河南·模拟预测)汽车在高速行驶时,只需略微打开天窗,就可以实现高效的“换气”功能,净化车内空气,如图所示,下列选项与此原理相同的是( )
A. 热气球能够升空 B. 飞机的机翼做成流线型
C. 注射器吸取药液 D. 摩擦过的尺子吸引碎纸屑
【答案】B
【详解】汽车高速行驶时,天窗处空气流速大,根据流体压强与流速的关系(流速大的地方压强小),车内空气会在压强差作用下被 “压” 出,实现换气。
A.热气球升空是利用空气的浮力,热气球内空气受热膨胀,密度变小,浮力大于重力时升空,与流体压强和流速关系无关。故A不符合题意;
B.飞机机翼做成流线型,飞行时,机翼上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,产生向上的升力,利用了流体压强与流速的关系,和汽车天窗换气原理相同。故B符合题意;
C.注射器吸取药液是利用大气压,拉动活塞时,注射器内气压减小,外界大气压将药液压入注射器,与流体压强和流速关系无关。故C不符合题意;
D.摩擦过的尺子吸引碎纸屑是因为尺子摩擦后带电,具有吸引轻小物体的性质(静电现象),与流体压强和流速关系无关。故D不符合题意。
故选B。
【变式3】.(24-25八年级下·江苏扬州·月考)下列关于图中各图的现象描述,与事实不符的是( )
A.图甲:用力向下吹气,乒乓球不会掉落下来 B.图乙:用力吹气,杯中的液体沿塑料管上升
C.图丙:空气向左流动,物体获得向上的升力 D.图丁:在纸条上方吹气,纸条随气流飘起来
【答案】C
【详解】A.从漏斗上方向下用力吹气,乒乓球上方气体流速快,压强小,乒乓球下方气体压强大于上方压强,乒乓球不会掉落下来。故A正确,不符合题意;
B.图乙中用力在塑料管上方吹气,塑料管上方空气流速快,压强小,杯中液体在大气压的作用下沿着塑料管上升,故B正确,不符合题意;
C.该物体的形状是上表面平,下表面凸。当空气流动时,下表面空气流速快,压强小。物体将会受到一个向下的压力,故C错误,符合题意;
D.在纸条上方吹气,纸条上方空气流速快,压强小。于是纸条就随着气流向上飘起,故D正确,不符合题意。
故选C。
题型二:飞机升力及其应用
【例2】.(24-25八年级下·江苏苏州·月考)C919国产大飞机首度服务2024年春运,有网友兴奋地说,中国商飞将可能成为继波音和空客之后的第三大民航飞机制造者,下列说法正确的是( )
A.飞机不能垂直地面腾空而起,先滑行再起飞是为了让乘客充分欣赏机场景色
B.飞行时机翼下方空气的流速远大于机翼上方空气的流速
C.飞机在跑道上加速滑行时,速度越快,惯性越大
D.飞机在跑道上加速滑行时,地面对飞机的支持力小于重力
【答案】D
【详解】A.飞机不能垂直起飞的原因是它没有垂直起降能力,需要依靠机翼产生的升力。机翼受到的升力是因为流体压强与流速的关系,流速大的地方压强小,所以滑行是为了获得足够的速度,使机翼产生足够升力,从而起飞,故A错误;
B.机翼上表面弯曲,空气流经路径长,流速快,下表面较平,路径短,流速慢,根据伯努利原理,流速快的地方压强小,流速慢的地方压强大,所以,上表面压强小,下表面压强大,从而产生向上的升力,故B错误;
C.惯性是物体保持原有运动状态的性质,其大小只与质量有关,与速度无关,故C错误;
D.飞机在跑道上滑行时,机翼已经开始产生升力(虽然还没起飞),这个升力会抵消一部分重力,所以,地面对飞机的支持力等于重力减去升力,即地面对飞机的支持力小于重力,故D正确。
故选 D。
【变式1】.(24-25八年级下·广东惠州·期中)如图是某同学分析飞机如何获得升力时所画的示意图。下列说法正确的是( )
A.飞机获得升力利用了流体流速大的位置,压强大的原理
B.机翼受到空气向上的压力小于向下的压力
C.根据所知原理可推理出机翼下方空气流速小,压强小
D.根据机翼上凸下平,分析出机翼上方空气流速大,压强小
【答案】D
【详解】A.根据流体压强与流速的关系,流速越大的位置,压强越小。飞机获得升力利用了流体流速大的位置压强小的原理,故A错误;
B.飞机获得升力的原因,是机翼下方空气对机翼向上的压强大于上方空气对机翼向下的压强,所以机翼受到空气向上的压力大于向下的压力,这个压力差使飞机获得向上的升力,故B错误;
C.飞机机翼上凸下平,机翼上方空气流速大,压强小。机翼下方空气流速小,所以压强相对较大,故C错误;
D.观察机翼的形状,机翼上方是凸起的,而下方是平的。当飞机飞行时,机翼上方的空气需要流经更长的路程,所以流速会相对较大。因此,根据机翼上凸下平的形状,我们可以分析出机翼上方空气流速大,故D正确。
故选D。
【变式2】.(24-25八年级下·山东德州·期中)如图所示,是我国拥有自主知识产权的第二架大型客机C919。关于C919下列说法中正确的是( )
A.客机的机翼上表面平直
B.客机在高空中受到的大气压强比地面附近的大气压强大
C.客机升空利用了“空气在流速越大的地方,压强越大”的原理
D.停在地面上的客机受到的重力与地面对飞机的支持力是一对平衡力
【答案】D
【详解】AC.飞机升空利用了“空气在流速越大的地方,压强越小”的原理,机翼上表面是弧形,下表面平直,当飞机飞行时,空气经过机翼上下表面时间相同,空气经过机翼上表面时通过的路程长,速度大,空气经过机翼下表面时通过的路程短,速度小。产生向上的压强差,飞机才能升空,故AC错误;
B.大气压随高度增加而变小,客机在高空中受到的大气压强比地面附近的大气压强小,故B错误;
D.停在地面上的飞机静止,处于平衡状态,则飞机受到的重力与地面对飞机的支持力是一对平衡力,故D正确。
故选D。
【变式3】.(24-25八年级下·河北保定·期末)C919国产大飞机的全部设计均由中国人自己的团队自主完成,标志着中国航空工业的飞跃。下列描述正确的是( )
A.乘客乘坐飞机时系好安全带是为了减小惯性
B.降落时飞机的速度越来越小,说明力是维持物体运动状态的原因
C.飞机停在机场时,飞机对地面的压力和地面对飞机的支持力是一对相互作用力
D.飞机产生升力的原因是机翼上下表面空气流速不同产生向下的压强差
【答案】C
【详解】A.乘客乘坐飞机时系好安全带,是为了防止飞机颠簸时,人由于惯性可能甩离座位而带来的危害,惯性与质量有关,乘客的质量不变,惯性不变,故A错误;
B.降落时飞机的速度越来越小,是因为受到了阻力的作用,力改变了物体的运动状态,故B错误;
C.当飞机停在机场时,飞机对地面的压力与地面对飞机的支持力,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,并且分别作用在地面和飞机这两个相互作用的物体上,故飞机对地面的压力和地面对飞机的支持力是一对相互作用力,故C正确;
D.机翼形状上凸下平,上下不对称,上方空气流速大,压强小,下方空气流速小压强大,产生向上的压强差,机翼上表面受到的压力小于下表面受到的压力,即产生了向上的升力,故D错误。
故选C。
题型三: 生活中压强与流速现象
【例3】.(24-25八年级下·全国·随堂练习)王伟老师经常引导学生利用身边的生活用品做实验,通过动手动脑,学习物理知识,揭示物理规律。如图所示的实验不是揭示流体压强与流速关系的是( )
A.吹气时硬币跳跃木块B.吹气时纸条向上飘
C.用吸管从瓶中吸饮料D.吹气时乒乓球不下落
【答案】C
【详解】A.在硬币上方用力吹一口气,使硬币上方的空气流速大,压强变小,硬币下方的空气流速小,压强大,硬币上下的面积是相同的,硬币受到一个竖直向上的压力差,所以硬币就被托起来了,故A不符合题意;
B.将一纸条放在嘴边,用力从纸条上方吹气,因为纸条上方的空气流速大,压强小,纸条下方的空气流速小,压强大,纸条受到一个竖直向上的压力差,所以纸条就飘起来,故B不符合题意;
C.用吸管吸饮料是利用了大气压的作用,不能揭示流体压强与流速的关系,故C符合题意;
D.将一个乒乓球对着漏斗的细管处,对准漏斗细管口用力向下吹气,因为乒乓球上方的空气流速大,压强小,乒乓球下方的空气流速小,压强大,乒乓球受到一个竖直向上的压力差,所以乒乓球紧贴在漏斗上,故D不符合题意。
故选C 。
【变式1】.(25-26八年级下·全国·课后作业)无风的天气,汽车在马路上快速驶过,马路两边原来静止的树叶会随车飘动。如图所示,汽车快速向左行驶的过程中,马路两边的树叶会( )
A.向A方向飘动 B.向B方向飘动
C.向C方向飘动 D.条件不足,无法判断
【答案】A
【详解】因为快速行驶的汽车使得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,树叶向马路中央运动。故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
【变式2】.(25-26八年级下·全国·随堂练习)如下图所示,三节直径不同的塑料管a、b、c连接在一起(a管直径最大,c管直径最小),然后与吹风机相通。将三个气体压强传感器分别放入管内,将传感器与计算机相连,从计算机上就可以读出三个位置的气体的压强值。图中显示器显示的是压强与时间的关系图像。当吹风机吹气时,下列说法正确的是( )
A.a塑料管中气体流速最快,气体压强最大,对应图中曲线1
B.c塑料管中气体流速最慢,气体压强最大,对应图中曲线3
C.吹风过程中,三节塑料管中的气体流速相同
D.时,吹风机不工作,a、b、c三节塑料管中气体压强传感器测量的是大气压强
【答案】D
【详解】A.由题可知,a塑料管最粗,其中的气体流速最慢,压强最大,对应图中曲线1,故A错误;
B.c塑料管中气体流速最快,压强最小,对应图中曲线3,故B错误;
C.由于塑料管的粗细不同,气体的流速不同,故C错误;
D.时,吹风机不工作,a、b、c三节塑料管中气体压强传感器测量的是大气压强,故D正确。
故选D。
【变式3】.(2025·黑龙江牡丹江·二模)下列现象可以用流体压强与流速的关系解释的是( )
A.壁纸刀的刀刃做得很锋利 B.拦河大坝建成上窄下宽
C.飞机机翼的截面上凸下平 D.高原地区使用高压锅煮食物
【答案】C
【详解】A. 壁纸刀的刀刃做的很锋利,是通过减小受力面积增大压强,与流体压强无关,故A不符合题意;
B. 拦河大坝建成上窄下宽,是因为液体压强随深度增加而增大,拦河坝底部所受的压强更大,与流体压强无关,故B不符合题意;
C. 飞机机翼的截面上凸下平,飞机飞行时,机翼上表面空气流速快,压强小,于是就能获得向上的压强差,获得向上的升力,故C符合题意;
D. 使用高压锅煮食物是因为液体沸点与气压有关,与流体压强无关,故D不符合题意。
故选C。
题型四:探究液体压强与流速关系的实验
【例4】.(24-25八年级下·山西太原·期中)如图1甲,小源撑着伞在雨中行走,一阵大风吹来,伞面被吹翻。他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。
小源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
根据小源实验的结果,解决现实生活中以下几个问题。
(1)通过上表数据可知。流体流速大的地方压强________(选填“大”或“小”)。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,导致车轮和地面间的摩擦力________(选填“增大”或“减小”),会有很大的安全隐患;
(2)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________;
(3)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。如火车急速行驶过站时,容易将人吸入。所以我们可以防止这一事故发生,可做的措施有:_________。
【答案】(1) 小 减小
(2)二
(3)见解析
【详解】(1)[1]通过表中数据可知,风速越大,托盘测力计的示数越小,说明流体流速大的地方压强小。
[2]遮阳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,从而导致车轮对地面间的摩擦力减小,带来极大的安全隐患。
(2)为解决工字形过道通风问题,让空气流动起来,就要使得两侧通道空气流速不同从而使得两侧过道压强不同,利用压强差促使空气流动产生通风效果,根据流体压强与流速的关系,我们需要在两通道其中加一个凸起墙面,就可以保证两侧有压强差,则其中最有效的是方案二。
(3)当火车急速行驶过站时,火车附近空气流速大,压强小,容易将人吸入,为了防止这一事故发生,可以在火车站站台设置安全线。
【变式1】.(24-25八年级下·山东济宁·期末)如图小明利用传感器探究“气体压强与流速的关系”。图甲装置中三节长度相同、粗细不同的塑料管紧密连接在一起,左端与抽气机连通。(塑料管A最细,塑料管C最粗)
(1)将三个气体压强传感器探头分别插入三节塑料管中,传感器与电脑相连,2.5s后启动抽气机抽气。第一阶段抽气10s收集到的信息如图乙,已知①②③三条图线分别对应塑料管A、B、C中气体压强随时间变化的情况。实验时的管外环境气压为________kPa,塑料管________(选填:“A”、“B”或“C”)中的气流速度最大。由图像可知:平稳流动的气体,流速大处压强________;
(2)聪明的小明用3D打印机制作了图丙所示的机翼模型,置于电子秤上,用吹风机从右向左水平吹风,电子秤示数会________。(选填:“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】(1) 101.4 A 小
(2)变大
【详解】(1)[1]实验前管内气体压强与管外环境气压相等,由图乙可知,初始压强为101.4kPa,所以实验时的管外环境气压为101.4kPa。
[2]如图所示的抽气机中,塑料管A最细,C管最粗,抽气时,A管的流速最大,C管流速最小。
[3]①②③三条图线分别对应塑料管A、B、C中气体压强随时间变化,A管的流速最大,对应的①图像压强最小,反之C管流速最小,对应的③图像压强最大,所以可得出结论:平稳流动的气体,流速大处压强小。
(2)用吹风机从右向左水平吹风,如图所示机翼模型上方空气流速小,下方空气流速大。根据流体压强与流速的关系:流速大的地方压强小,流速小的地方压强大 ,所以模型下表面压强小,上表面压强大,会产生向下的压力差 。机翼模型对电子秤的压力等于其重力加上这个向下的压力差,相比吹风前,压力增大 。根据电子秤示数反映压力大小,所以电子秤示数会变大。
【变式2】.(25-26八年级上·全国·课后作业)如图所示的是小李同学探究“流体压强与流速的关系”的实验装置。下列五个选项是他探究过程中的部分片段:
A.空气的压强与空气的流速有关系吗?
B.向两张纸之间吹气,两张纸相互靠近。
C.在气体中,流速越大的位置压强越小。
D.用手握住两张纸,让纸自由下垂,向两张纸之间吹气。
E.如果空气的压强与空气的流速有关系,向两张纸之间吹气,两张纸将相互靠近。
用以上片段的序号将小李同学的探究过程补充完整:小李同学首先提出了问题,并给出了猜想与假设;然后,为验证自己的猜想,他设计的实验是_________;进行实验时观察到的实验现象是_________;最后,通过分析和论证,得到的结论是___________。
【答案】 D B C
【详解】[1]猜想与假设(E)为 “如果空气的压强与空气的流速有关系,向两张纸之间吹气,两张纸将相互靠近”,需设计操作步骤来实现 “向两张纸之间吹气” 的行为;选项D“用手握住两张纸,让纸自由下垂,向两张纸之间吹气”,描述了实验的具体操作:先固定纸张自由下垂,再向中间吹气,后续观察现象。
[2]完成实验设计(D)的操作后,需观察纸张的运动状态;选项B“向两张纸之间吹气,两张纸相互靠近”,吹气后纸张相互靠近,属于观察到的实验现象。
[3]实验现象(B)为 “两张纸相互靠近”:向两张纸之间吹气时,中间空气流速变大,两侧空气流速不变,纸张向中间靠拢说明“中间压强小于两侧压强”;选项C“在气体中,流速越大的位置压强越小”,将两张纸的运动上升为气体流速与压强的关系,可解释类似流体现象(如飞机升力、火车站安全线)。
【变式3】.(24-25八年级下·江西南昌·期末)小明看到一则新闻,新闻描述台湾风筝节一名三岁小女孩被风筝卷上天如图所示,小明想只有在有风的天气才容易让风筝飞起,应该是获得了升力,且此时的升力______小女孩的重力(选填“大于”或“等于”或“小于”)。他又想知道风筝为什么能获得如此大的升力,于是猜想升力大小与风筝的迎角、风筝的面积、风速有关,为了方便测量,他以机翼为模型,进行如图1中实验:
(1)小明制作了如图2甲所示的飞机机翼模型,机翼做成该形状的原因是流体流速大处压强______,从而获得的______升力;
(2)在探究升力与迎角的关系时,按以520应角/度下步骤进行:
①调节风扇使风速最大,并使飞机模型的迎角为记录测力计的示数;
②改变迎角大小,重复步骤①;
机翼投影面积
风速为升力
风速为升力
风速为升力
③得到“升力与迎角的关系”的图像如图2丁。由图像可知:飞机速度一定时,迎角增大,升力会( )(填序号);
A.逐渐变大 B.逐渐变小
C.先增大后减小 D.先减小后增大
(3)探究机翼面积及风速与升力的关系时,保持迎角不变,通过改变风速及机翼投影面积,获得实验数据如表所示。
①此时实验选用三组不同的风速分别进行是为了______(选填“多次测量取平均值”“避免实验偶然性”),通过上述信息分析可知:______(选填“大于”或“小于”);当机翼投影面积相同时,风速越大,机翼获得升力越大。
②继续分析数据可知:在风速相同时,______,机翼获得升力越大。
【答案】 大于 小 向上 C 避免实验偶然性 大于 机翼投影面积越大
【详解】[1]升力的方向向上,重力的方向向下,要使得风筝飞起,则需要升力和重力的合力的方向向上,所以,此时的升力大于小女孩的重力。
(1)[2][3]根据流体压强与流速的关系,流体流速大的地方压强小。飞机机翼做成上凸下平的形状,上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,从而产生向上的压力差,这个压力差就是飞机获得的向上的升力。
(2)[4]观察图中“升力与迎角的关系”图像(图2丁),可以看到随着迎角的增大,升力的数值先上升然后下降。所以飞机速度一定时,迎角增大,升力会先增大后减小,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(3)①[5]实验选用三组不同的风速分别进行,是因为如果只选用一组风速进行实验,得到的结果可能只是在这一个特定风速下的情况,具有偶然性。通过选用多组不同风速进行实验,可以避免实验结果的偶然性,使得到的结论更具有普遍性。
[6]从表格数据中,当机翼投影面积为0.01331m2时,F1=0.032N,F2=0.027N,F3=0.023N,由于机翼投影面积相同时,风速越大,机翼获得升力越大,可知F1>F2>F3,所以v1>v2>v3。
②[7]分析表格中同一风速下的数据,比如风速为v1时,机翼投影面积0.01331m2对应升力0.032N,0.00998m2对应升力0.023N,0.00665m2对应升力0.015N,可以发现机翼投影面积越大,升力越大。所以在风速相同时,机翼投影面积越大,机翼获得升力越大。
【高分达标】
一、单选题
1.(25-26八年级下·全国·课后作业)如图所示,在两张纸的中间用力向下吹气,纸会向中间靠拢。下列现象与上述现象所揭示的科学道理相同的是( )
A.壁虎紧贴墙面向上爬行 B.用吸管把饮料吸进嘴里
C.抽水机把水从低处抽往高处 D.大风把茅草屋顶掀翻
【答案】D
【详解】A.在两张纸的中间用力向下吹气,两张纸中间的空气流速变大,压强变小,小于两张纸外侧的大气压,会产生一个向内的压强差,将纸压向中间。壁虎的脚掌上有许多“吸盘”,当挤压“吸盘”时,排出里面的空气,大气压将脚掌压在墙壁上,使壁虎在墙壁上爬行,利用了大气压,故A不符合题意;
B.用吸管把饮料吸进嘴里,利用的是大气压,故B不符合题意;
C.抽水机把水从低处抽往高处,利用的是大气压,故C不符合题意;
D.有大风时,屋顶的空气流速大、压强小,屋内压强不变,在屋内外压强差的作用下茅草屋顶被掀翻,故D符合题意。
故选D。
2.(24-25八年级下·甘肃平凉·期中)下列与压强有关的说法中,错误的是( )
A.三峡大坝的船闸是利用了连通器的原理实现船只通航
B.用吸管喝牛奶利用了大气压强
C.飞机获得升力利用了流速大的位置压强小的原理
D.托里拆利实验最早证明了大气压强的存在
【答案】D
【详解】A.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,船只才能通航,故A正确,不符合题意;
B.当用吸管吸牛奶时,先吸走的是管中的空气,这时大气压就压着牛奶进入管中,从而进入人的嘴中,利用了大气压,故B正确,不符合题意;
C.飞机起飞时,机翼上方的空气流速大压强小,机翼下方的空气流速小压强大,从而产生向上的升力,所以能使飞机上升,故C正确,不符合题意;
D.马德堡半球实验证明了大气压的存在,托里拆利实验测出了大气压强的值,故D错误,符合题意。
故选D。
3.(24-25八年级下·甘肃兰州·期末)如图所示的四个实验,下列描述正确的是( )
A.图甲中的汽车尾翼原理和飞机机翼原理不相同
B.图乙中的卫生间的地漏存水杯不是一个连通器
C.图丙中拿着自制气压计从楼下移动到楼上时,玻璃管内水柱高度越来越高
D.图丁中往管a中吹气时,流速大的地方压强大,则b管中的水面会下降
【答案】C
【详解】A.图甲中的汽车尾翼和飞机机翼都是利用了流体压强与流速的关系原理来工作的,二者的原理相同,故A错误;
B.图乙中的卫生间的地漏的结构图可以看出,存水杯上端开口,底部连通,因此存水杯就是利用连通器的原理,以有效的减少异味,故B错误;
C.图丙中拿着自制气压计从楼下移动到楼上时,因大气压随着高度的增加而减小,液柱会在内部气压的作用下被压高,所以气压计玻璃管内水柱的液面会上升得越来越高,故C正确;
D.图丁中往管a中吹气时,流速大的地方压强小,则b管中的水面在瓶内气压作用下会上升,故D错误。
故选C。
4.(24-25八年级下·山东济南·期中)如图所示,是飞机机翼的截面图,当飞机水平飞行时( )
A.机翼下方空气速度大,压强小 B.机翼下方空气速度大,压强大
C.机翼上方空气速度大,压强大 D.机翼上方空气速度大,压强小
【答案】D
【详解】飞机机翼上方的形状更凸,空气流过时路程更长,速度更大;根据流体压强与流速的关系,流速大的地方压强小,所以机翼上方压强小,下方压强大,从而产生向上的升力。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
5.(24-25八年级下·宁夏银川·期中)下列分析正确的是( )
A.甲图手机自动旋转屏幕的功能,是手机内部重力感应器检测到重力方向发生了变化
B.乙图中压强计利用了连通器的原理测量液体内部的压强
C.丙图中盆景自动供水装置中瓶内的水不流下来是因为瓶外气压大于瓶内气压
D.丁图中赛车外形设计成上凸下平,以确保快速行驶时汽车对地面的压力比静止时大而不侧翻
【答案】C
【详解】A.重力感应器之所以能感受到方向的改变,是因为当手机转动时,重力方向不变,始终竖直向下,而互相垂直的传感器却发生了转动,所以重物对每个传感器的力发生了变化,故A错误;
B.乙图中压强计一端开口,一端封闭,不是连通器,故B错误;
C..丙图中盆景自动供水装置中瓶内的水不流下来是因为瓶外气压等于瓶内气压与瓶内外水的高度差产生的压强之和,故瓶外气压大于瓶内气压,故C正确;
D.赛车外形设计成上凸下平,快速行驶时,空气通过上面的流速大于下面的流速,所以上方所受的压强小于下方的压强,则汽车所受的空气向上的压力大于受到的向下的压力,所以汽车对地面的压力小于自身重力,从而减小了轮胎与地面的摩擦力,不利于赛车行驶的稳定性和操控性,故D错误。
故选C。
6.(24-25八年级下·甘肃陇南·期中)为避免乘客候车时发生事故,站台上设置了安全线,人必须在安全线外候车,如图所示。当列车进站时,下列说法正确的是( )
A.人前方的气流速度小于人后方的
B.人前方的空气压强大于人后方的
C.空气对人前方与后方都有压力,这两个力不平衡
D.若人站在安全线前,气流可以把人推向远离列车的方向
【答案】C
【详解】人离安全线比较近时,高速列车的速度很大,人和高铁之间(即人前方)的空气流动速度变大,压强变小,压力随之变小;人后方的压强不变,人受到后面压强大于人前面受到的压强,空气对人前方与后方都有压力,这两个力不平衡,后方压力大于前方压力,若人站在安全线前,人在较大的压力差作用下很容易被推向靠近列车的一侧,发生交通事故,综上分析知,故C正确,ABD错误。
故选C。
7.(24-25八年级下·甘肃陇南·期中)前段时间小甘爸爸刚买了一辆小轿车,爸爸带着小甘和妈妈一起开车外出旅游,小甘发现在行驶过程中,打开天窗就能有效地使车内、外空气疏通。下列有关换气原理说法正确的是( )
A.车外空气流速小于车内空气流速,空气从天窗内被压出
B.车外空气流速小于车内空气流速,空气从天窗外被压入
C.车外空气流速大于车内空气流速,空气从天窗外被压入
D.车外空气流速大于车内空气流速,空气从天窗内被压出
【答案】D
【详解】根据流体压强与流速的关系:流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。汽车行驶时,车内空气流速小则压强大,车外空气流速大则压强小,车内与车外形成压强差。在该压强差的作用下,空气会从压强大的车内流向压强小的车外。据此分析每个选项。
A.汽车行驶时,车外空气流速大于车内空气流速,不是车外流速小。故A错误;
B.车外空气流速大于车内空气流速,且空气是从天窗内被压出,而非从外被压入,故B错误;
C.空气是从天窗内被压出,不是从外被压入,故C错误;
D.汽车行驶时,车外空气流速大于车内空气流速,车内压强大于车外压强,空气从天窗内被压出,故D正确。
故选D。
二、填空题
8.(25-26八年级下·全国·课后作业)如图-1所示,一乒乓球被踩瘪,此过程说明力可以改变物体的______。如图-2所示,将一个硬质塑料瓶装满水,如图-3所示,在两根筷子中间放上两只乒乓球,用吸管向中间吹气,可观察到两只乒乓球将______(选填“靠近”“远离”或“静止不动”),原因是流速大的地方气体压强较______。
【答案】 形状 靠近 小
【详解】[1]图1中乒乓球被踩瘪,说明力可以改变物体的形状。
[2][3]图3中,用吸管向两只乒乓球中间吹气,中间空气流速变大,流速大的地方压强小,乒乓球外侧的空气流速小、压强大,会将乒乓球向中间压,所以两只乒乓球将靠近。
9.(25-26八年级下·全国·课后作业)飞机的机翼横截面的大致形状为上表面凸起,下表面平直。飞机在空中飞行时,由于机翼的特殊形状,流过机翼上方的空气速度__________,流过机翼下方的空气速度__________,因此,机翼上方空气对机翼上表面的压强较__________,下方空气对机翼下表面的压强较__________。机翼上下方所受压力差形成向上的力,是飞机__________的一个来源。
【答案】 大 小 小 大 升力
【详解】[1][2]飞机机翼上表面凸起,下表面平直。当飞机在空中飞行时,在相同时间内,机翼上方的气流通过的路程长,所以流过机翼上方的空气速度大;机翼下方气流通过的路程短,所以流过机翼下方的空气速度小。
[3][4][5]根据流体压强与流速的关系:流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。可知机翼上方空气流速大,对机翼上表面的压强小;机翼下方空气流速小,对机翼下表面的压强大。 机翼上下表面存在压强差,也就存在压力差,这个压力差形成向上的力,是飞机升力的一个来源。
10.(25-26八年级下·全国·周测)如图甲所示,在与水平面平行放置的两根筷子中间放上两个乒乓球,用吸管向两个球中间吹气,观察到两个乒乓球向中间靠拢,这是由于中间的空气流速变快,压强变___________。如图乙所示,在装满水的杯子上盖一张纸片,将杯子倒置过来,纸片不下落,说明纸片受到___________的作用。
【答案】 小 大气压/大气压强
【详解】[1]根据流体压强与流速的关系,流体流速越大的位置,压强越小。向两球中间吹气,中间空气流速变快,压强减小,外侧压强大于内侧,使乒乓球向中间靠拢。
[2]装满水的杯子倒置后,杯内水对纸片的压强小于外界大气压,纸片在外界大气压强的作用下不会下落,证明了大气压的存在。
11.(20-21八年级下·江西南昌·期末)如图甲所示,往吸管B中吹气,可以看到吸管A中的水面升高,由此可知:在空气中,流速大的地方,压强________________。图乙所示的是普通列车经过车站站台时的安全线,而高铁站台前也有一条安全线,根据所学知识,你认为高铁站台前的安全线与高铁列车间的距离应________________(选填“更大”“更小”或“一样”)。
【答案】 小 更大
【详解】[1]往B管中吹气,可以看到A管中的水面上升,原因是:往B管中吹气,A管上方空气的流速增大,压强减小,在管外大气压的作用下,A管内的水面上升;
[2]当列车急速驶过车站,警戒线区域内的空气流速会变大,由流体压强与流速的关系可知,警戒线以内的地方空气压强减小,而此时人外侧的空气流动速度慢,人外侧的空气压强大,会产生一个向内侧的压强差,将人推向列车,易出现危险;高铁列车速度大于普通列车,则向内侧的压强差会更大,所以应该增大站台上乘客与行驶的高铁之间安全距离。
12.(24-25八年级下·陕西西安·期末)如图所示,我国自主研制的首套高温超导电动悬浮全要素试验系统完成首次悬浮运行,车头设计成流线型,是为了________空气阻力;列车启动到悬浮,列车对轨道的压力________,受到摩擦力________,列车提速更快(以上三空均选填“增大”、“减小”或“不改变”);站台设置安全区域,是因为空气流速快的地方压强________;列车出站时,启动发动机后速度越来越快,若此时一切外力都消失,列车将________。
【答案】 减小 减小 减小 小 做匀速直线运动
【详解】[1]车头设计成流线型,可以减小受力面积,所以是为了减小空气阻力。
[2]当列车悬浮时,受到向上的悬浮力,所以列车对轨道的压力减小。
[3]列车悬浮时,列车对轨道的压力减小,所以列车与轨道之间不存在摩擦力,即列车受到的摩擦力减小。
[4]人离列车太近时,高速列车行驶过程中,使人和列车之间的空气流动速度很大,压强很小,人外侧的压强不变,人在内外压强差的作用下,被压向列车出现事故,所以站台设置安全区域。
[5]列车出站时,启动发动机后速度越来越快,若此时一切外力都消失,根据牛顿第一定律可知,列车将保持原来的运动状态,即做匀速直线运动。
13.(2025·河南商丘·二模)物理知识和我们的生活息息相关。如图甲所示,人们根据液体压强随深度的增加而___________(选填“增大”或“减小”)的特点,将拦河大坝设计成上窄下宽的形状;如图乙所示,乘坐火车时,乘客应站在黄色安全线以外,因为火车快速驶过时,候车的乘客与火车之间的空气流速变大,压强___________(选填“变大”或“变小”),可能会被“吸”向行驶的火车。
【答案】 增大 变小
【详解】[1]拦河大坝设计成下宽上窄的形状,是因为液体压强随深度的增加而增大。
[2]行驶的列车快速驶过时,列车与候车的乘客之间的空气流速变大、压强变小,因而乘客会受到指向列车的压力差,可能会被“吸”向行驶的列车,所以候车的乘客应站在安全线以外。
14.(2025·新疆乌鲁木齐·二模)如图是一款无叶风扇,它具有易清洁、气流稳、安全等优点。
(1)无叶风扇向外喷射气流时,周围空气会___________(填“靠近”或“远离”)喷射气流。当空气流速变大时,人体表面汗液___________(填物态变化名称)加快,使人体表面温度降低。相比传统风扇。无叶风扇噪声较小,这是通过___________(填“防止噪声产生”或“阻断噪声传播”)的途径减弱噪声。
(2)无叶风扇从进风口吸入空气,经过加压后从圆环空腔的细缝中向外高速喷出形成风。气流从细缝向外喷出时,无叶风扇___________(填“会”或“不会”)受到气流对它的推力,为了使无叶风扇更稳定,其重心应该较___________(填“高”或“低”),且气流喷射细缝位置___________(填“需要”或“不需要”)对称。
【答案】(1) 靠近 汽化 防止噪声产生
(2) 会 低 需要
【详解】(1)[1]无叶风扇向外喷射气流时,喷射气流处空气流速大、压强小,周围空气流速小,压强大,因此周围空气会靠近喷射气流。
[2]当空气流速变大时,人体表面汗液汽化(或蒸发)加快,因为液体表面空气流速越快,蒸发越快,蒸发吸热,从而使人体表面温度降低。
[3]无叶风扇通过优化设计,如减少紊流、减少振动、改进电机等方式,从源头上降低噪声的产生,这是通过防止噪声产生的途径减弱噪声。
(2)[1]力的作用是相互的,当气流从细缝向外高速喷出时,会对无叶风扇产生一个反作用力,即推力。所以气流从细缝向外喷出时,无叶风扇会受到气流对它的推力。
[2][3]为了使无叶风扇更稳定,其重心应该较低,重心越低,物体越稳定且气流喷射细缝位置需要对称,这样可以使风扇在各个方向上受到的气流推力相对均衡,避免因受力不均而发生倾倒或晃动。
三、实验题
15.(25-26九年级上·上海徐汇·月考)小王同学看到空中翱翔的飞机,他想探究飞机升力大小与哪些因素有关,和同学们讨论后,他们提出了以下三种猜想:
猜想1:上平下凸的机翼比上凸下平的机翼产生的升力大;
猜想2:升力大小与飞机的飞行速度有关;
猜想3:升力大小与飞机的迎角有关。
(1)根据所学知识,小王判断猜想1是___________(选填“正确”或“不正确”)的,判断的依据是___________。
(2)为探究猜想2,如图所示,将一架飞机模型水平固定在升力测力计上,用电风扇以不同的风速进行多次实验。测得数据如表1:
表1
风速v(m/s)
0
5
10
15
20
25
升力F(N)
0
0.5
2
4
7
11.5
分析表中数据可知,飞机升力F与飞行速度v的变化关系为:___________。
(3)在验证猜想2后,小王改变迎角(机翼轴线与水平气流方向的夹角)大小,用电风扇以相同的风速进行多次实验,测得数据如表2:
表2
迎角(°)
0
5
10
15
20
升力F(N)
2.5
5.2
7.6
10
3.5
①分析数据可知,飞机的飞行速度一定,迎角由逐渐增大到的过程中,升力的变化特点是( )
A.逐渐变大 B.逐渐变小 C.先增大后减小 D.先减小后增大。
②小王由此认为:相同情况下,飞机飞行时能获得最大升力的迎角为15°,你认为他的判断是___________(选填“正确”或“不正确”)的,理由是___________。
【答案】(1) 不正确 见解析
(2)飞机受到的升力随风速的增大而增大
(3) C 不正确 见解析
【详解】(1)[1][2]若机翼上平下凸,上方空气流速小、压强大,下方空气流速大、压强小,合力向下,无法产生升力,故猜想1不正确。
(2)由表中数据可知,飞机受到的升力随风速的增大而增大。
(3)[1]分析数据可知,飞机的飞行速度一定,迎角逐渐增大到的过程中,升力的变化特点是先增大后减小,故ABD不符合题意,C符合题意。
[2][3]实验中迎角只在0°~20°范围内探究,且数据较少、数据间隔(5°)较大测量的,不能确定15°就是获得最大升力的迎角。可能在10°~15°或15°~20°还有更大升力的存在,需进一步细化测量才能确定最大升力的迎角,则飞机飞行时能获得最大升力的迎角为15°,是不正确的。
16.(24-25八年级下·福建宁德·期中)物理课上,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。
(1)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___________,压强较小;
(2)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,由图像可知:图线③反映的是装置中___________(选填“A”、“B”或“C”)塑料管的气体压强随时间变化的情况;
(3)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___________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】(1)大
(2)C
(3)增大
【详解】(1)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,流体在流速大的地方压强小,故A管的液面最低。
(2)由图乙的①②③三条图线可知,③的压强最大,说明③的流速最小,则对应塑料管的横截面积最大,所以图线③反映的是塑料管C的气体压强随时间变化的情况。
(3)①②③三条图线出现了下移,说明气体的压强变小,气体的流速增大。
17.(24-25八年级下·河北石家庄·期中)根据图1和图2所示内容回答下列问题。
(1)在科技创新大赛中,小亮设计了如图1所示的自制赛车模型,为了使赛车在快速行驶时增大压力,从而增大摩擦力,小亮想在尾翼处安装上气流偏导器,你认为______(选填“A”或“B”)款气流偏导器更合适,原因是赛车在高速行驶时,______,产生一个向下的压强差,增加赛车对地面的压力,提高车轮的抓地性能。
(2)历史上首次证明大气压存在的著名实验是______。如图2甲所示是用托里拆利实验装置测量大气压强,将玻璃管稍微倾斜,细管下端管口未脱离水银面,则管内外的水银面高度差将______。如图2乙所示是小明自制的一个气压计,他把这个自制气压计从山脚拿到山顶,管内的液柱高度将______。(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】(1) A 偏导器上方的空气流速小、压强大,下方的空气流速大、压强小
(2) 马德堡半球实验 不变 变大
【详解】(1)[1][2]“气流偏导器”的上表面平直、底部呈弧形凸起,当跑车高速行驶时,偏导器上方的空气流速小、压强大,下方的空气流速大、压强小,产生一个向下的压强差,增加轿车对地面的压力,提高车轮的抓地性能,故A款气流偏导器更合适。
(2)[1]历史上首次证明大气压存在的著名实验是马德堡半球实验。1654年,在德国马德堡市进行了这个实验,当时用两个直径约50厘米的空心铜半球,将它们合在一起,抽去里面的空气,然后用两队马向相反方向拉这两个半球,最终用了很大的力气才将半球拉开,这有力地证明了大气压的存在 。
[2]在托里拆利实验中,管内外水银面的高度差只与当时的大气压有关,与玻璃管的粗细、是否倾斜、以及水银槽中水银的多少无关。所以将玻璃管稍微倾斜,细管下端管口未脱离水银面,管内外的水银面高度差不变。
[3]把自制气压计从山脚拿到山顶,海拔升高,大气压减小。而瓶内气压大于外界大气压,会将水压入玻璃管,所以管内的液柱高度将变大。
18.(24-25八年级下·四川巴中·期末)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()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。
请补充本实验得出的结论:_________;若迎角大于15°时,升力随迎角的增大而减小。
(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,只要控制迎角不变,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表所示。
风速()
0
5
10
15
20
25
30
测力计示数(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_________。(选填“顺风”或“逆风”)
(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,若飞机以做水平匀速直线飞行时的迎角为,而以做水平匀速直线飞行时的迎角为,(,均小于15°)。请比较,大小关系:_________。
【答案】(1)见解析
(2) 风扇转速 逆风
(3)
【详解】(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,当迎角小于15°时,升力随迎角的增大而增大;若迎角大于15°时,升力随迎角的增大而减小。
(2)[1]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。
[2]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,由表中数据可知,风速越大时,越小,越大。逆风起飞时,风速更大,升力更大,所以逆风起飞更好。
(3)飞机在水平匀速直线飞行时,升力等于重力,则升力一定。根据“飞机迎角一定时,飞行速度越大升力也越大;,均小于15°,升力随迎角的增大而增大”可知,当飞机水平匀速飞行时,升力一定,速度越大,则迎角越小。所以。
四、计算题
19.(24-25八年级下·河南洛阳·期中)美国是世界上龙卷风发生频率最高的国家。如图所示是一所房屋,屋顶面积是100m2,则:(g取10N/kg,标准大气压取1×105 Pa)
(1)龙卷风是不稳定的天气情况下,产生的高速旋转的漏斗状的强风漩涡,其中心附近风速极大,可知中心附近的气压______(选填“极大”或“极小”)。
(2)在标准大气压下,大气对屋顶的压力是多少?
(3)这么大的压力,为什么没有把屋顶压塌?
(4)在一次发生龙卷风时,屋外大气压降到了0.9×105 Pa,此时屋顶内外受到的大气压力差是多少?
【答案】(1)极小
(2)1×107 N
(3)房子内外气压平衡
(4)1×106 N
【详解】(1)根据流体压强和流速的关系可知:流速越大的位置压强越小。因为空气旋转时,其中心最大风速比涡旋外围的风速大得多,所以漏斗状涡旋内部的压强远小于外部的大气压。
(2)大气对屋顶的压力
(3)房子内部与外部大气相通,内外气压相平衡,因此不会把屋顶压塌;
(4)屋外大气对屋顶的压力
屋顶内外受到的大气压力差
五、综合题
20.(24-25八年级下·湖北襄阳·期末)非洲草原犬鼠是一种哺乳动物,有很强的环境适应能力。如图所示是其洞穴的横截面示意图,洞穴有两个出口,一个是平的,而另一个则是隆起的土堆。这种离地面很深、洞口形状各异、看似简单的洞穴却有很强的空气流动能力,成为一个天然的“空调器”。请结合所学知识,回答下列问题。
(1)如图所示,洞穴中空气流动的方向是___________ (选填“从A洞口流入”或“从B洞口流入”)。
(2)当洞穴周围处于___________ 状态时,此“空调器”会失去效果。
(3)下列行为或做法与犬鼠洞穴“空调器”运用的科学原理不相同的是___________ (填字母序号)。
A.并列行驶的军舰“不能靠得太近”
B.列车进站时,旅客必须站在安全线外
C.盒装牛奶喝完后,再用力吸一下,纸盒变扁了
【答案】(1)从B洞口流入
(2)无风
(3)C
【详解】(1)液体和气体都称为流体,流体在流速大的地方压强小,流速小的地方压强大;由图可知,A洞口凸,B洞口平,有风经过时,相同时间内,经过B时速度小,压强大;经过A时速度大,压强小,洞中出现压强差,使空气顺利进入洞穴,故风是从B洞口流入。
(2)当洞穴周围处于无风状态时,洞口A、B处不存在压强差,此“空调器”会失去效果。
(3)A.并列行驶的军舰“靠得太近”,会因为军舰中间的水流速快,压强小,军舰容易向中靠拢,发生撞击,与犬鼠洞穴“空调器”运用的科学原理相同,故A不符合题意;
B.旅客离列车太近,列车开动时,使人和列车之间的空气流动速度变大,压强变小,离列车远的地方气体相对流速较小,压强较大,人在压强差的作用下,被压向列车,因此,为了人的安全,一定不能越过安全线,与犬鼠洞穴“空调器”运用的科学原理相同,故B不符合题意;
C.用力吸一下空奶盒,盒内气体减少气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下奶盒变扁了,这个现象说明了大气压的存在,与犬鼠洞穴“空调器”运用的科学原理不相同,故C符合题意。
故选C。
21.(24-25八年级下·宁夏银川·期中)2024年3月,某汽车发布会上展示了旗下首款纯电动轿车,如图所示为发布会上的新车展示图。该车质量为(空车),每个轮胎与地面的接触面积约为。求:
(1)空车静止时对水平地面的压强;
(2)若质量为的司机驾驶该汽车在水平公路上匀速直线行驶,此时汽车所受阻力为总重力的0.05倍,则汽车的牵引力是多少?
(3)解释:①如图甲是该款轿车车顶的天窗,若将天窗前面向上打开,轿车行驶时,就能将车内污浊的空气“抽出”,请分析其原理。
②如图乙所示的是汽车座椅的“头枕”(也叫安全枕),在汽车追尾时对司乘人员的头部起保护作用,请你用所学物理知识分析“头枕”能保护司乘人员头部的原因。
【答案】(1)
(2)
(3)见解析
【详解】(1)空车静止时对水平地面的压力
空车静止时轮胎与地面的接触面积
空车静止时对水平地面的压强
(2)若质量为的司机驾驶该汽车在水平公路上匀速直线行驶,汽车和人总重力
汽车所受阻力为
汽车的牵引力
(3)①将天窗前面向上打开,轿车行驶时,就能将车内污浊的空气“抽出”。原因是:轿车行驶时,天窗上面空气流速大,压强小,就能将车内污浊的空气“抽出”。
②当汽车尾部遭到追尾时,人体会随车一同向前加速,头部由于惯性保持原来运动状态而后仰,此时头部会靠在头枕上,对头部和颈椎起到保护。
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