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【寒假衔接讲义】人教版 初中物理 八年级下册 专题知识讲义 第10讲 流体压强与流速关系(教师卷+学生卷)
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1.知道什么是流体;
2.理解流体的压强与流速的关系;
3.利用流体压强与流速关系解释生活中的现象;
4.了解飞机的升力是怎样产生。
【基础知识】
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
3.生活中跟流体压强与流速关系相关的现象
二、飞机的升力
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)。
【考点剖析】
考点一:流体压强现象
【答题技巧】
明确“因果”,辨别现象
流体流动时,不同的区域流速不同,压强大小不同,流速大的区域压强小,不同的区域之间就会出现压强差。有压强差时,物体的形状或运动状态就会发生改变。这时,流体流动是“因”,压强差是:“果”。根据这个“因”和“果”辨别是不是流体压强跟流速的关系导致的现象。
【例1】轿车高速行驶时,对地面的压力会减小,出现“发飘”现象,具有一定的危险性,所以很多汽车上会安装“气流偏导器”,它的上表面平直,底部迎风的方向成弧形凸起,相当于一个倒置的翅膀,当跑车高速行驶时,流过气流偏导器上方的空气速度较______,压强较______,增大了汽车对地面的压力,从而增大了汽车与地面之间的______。
考点二:流体压强与流速关系
【答题技巧】
利用流体压强与流速的关系解题时,先弄清哪个位置的流体流速大,哪个位置的流体流速小,再找出各处压强的大小的关系,进而分析物体受力情况和可能发生的现象。
【例2】我国要求乘客候车时必须站在站台安全线之外,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,压强小 D.人太多了,为防止拥挤
考点三:飞机的升力
【答题技巧】
明确产生了升力是解答此题的关键,要注意升力的方向是指向弯曲程度较大的那一面。
【例3】在下列几种航空器中,主要利用压强和流速的关系获得升力的是( )。
A.观光热气球 B.民航客机
C.武装直升机 D.运载火箭
考点四:流体压强与流速关系在生活中的应用
【答题技巧】
分析流体压强现象的步骤:
分析流体压强现象一般步骤:(1)确定流速大的地方在哪里;(2)根据压强大小确定压力大小及压力差的方向;(3)根据压力差的作用分析产生的各种现象。
【例4】我们经常看到这样的现象:在无风的天气,汽车在马路上快速驶过以后,马路两边的树叶会随风飘动,如图所示,汽车向左行驶,马路两边的树叶会沿着A、B、C哪一个方向飘动( )。
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
【真题演练】
1.(娄底)下列有关科技、生活与物理的说法,正确的是( )。
A. 菜刀磨得锋利更容易切割食物,是因为增大了压力;
B. 能用吸管将杯中饮料吸进嘴里,是利用了大气压强;
C. 水坝修建为上窄下宽是因为液体压强随深度增加而减小;
D. 高空飞行的大型客机,机翼上方空气流速大、压强大
2.(锦州) 下列与日常生活相关的物理现象中,解释正确的是( )。
A. 洗手池下方的回水管是一个连通器;
B. 塑料吸盘能吸在瓷砖墙面上,是因为吸盘对墙面有吸引力;
C. 灰尘被吸入吸尘器,是因为流速大的地方压强大;
D. 潜水员需要穿抗压潜水服,是因为液体压强随深度增加而减小
3.(贺州)如图所示,往自由下垂的两张白纸中间向下吹气,两张白纸会( )。
A. 朝上翻卷 B. 彼此远离 C. 不动 D. 相互靠拢
4.(武威)下列对四幅图片及情景解释正确的是( )。
A. 甲图中,用力才能把饮料吸入口中,说明吸力改变了大气压强;
B. 乙图中,飞镖箭头做得很尖,是为了增大压强;
C. 丙图中,拿自制气压计下楼,细管内水柱上升;
D. 丁图中,若向B管中吹气,A管中液面会下降
5. (北部湾)看似“轻”的空气,却有很大作用。以下事例中,利用流体压强与流速关系的是( )。
A. 塑料吸盘“吸”在光滑的墙上;
B. 我们交谈的声音是通过空气传播;
C. 茶壶盖上开小孔便于把水倒出;
D. 飞机机翼设计成上表面弯曲,下表面较平
6.(绥化)下列说法中正确的是( )。
A. 篆刻刀的刀口做得很锋利是通过减小受力面积来增大压强;
B. 拦河大坝上窄下宽是为了减小水对大坝底部的压强;
C. 从山下到山上的过程中,大气压是逐渐减小的;
D. 当列车驶过时,列车周围的空气流速增大,压强增大
7.(广西)如图所示,往自由下垂的两张白纸中间向下吹气,两张白纸会( )。
A. 朝上翻卷 B. 彼此远离 C. 不动 D. 相互靠拢
8.(江苏苏州市)在下列几种航空器中,主要利用压强和流速的关系获得升力的是( )。
A.观光热气球 B.民航客机
C.武装直升机D.运载火箭
9.(百色)随着人们生活水平的提高,扫地机器人逐步进入人们的生活,其工作时通过电动机转动使内部气体流速__________,压强__________,使杂物进入扫地机器人内部,从而达到清扫的目的(均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
10.(海南) 如图是小明玩自制玩具的两个场景。甲图中,往弯曲的纸卷里吹气,纸卷伸直了,是因为纸卷里的气压______(选填“变大”或“变小”)。乙图中,用力向简易喷雾器的A管内吹气,B管口喷出了水雾,其原理是利用了流体压强与______的关系。
11.(湖南常德市)如图把一根饮料吸管A插在盛水的杯子中,另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端,用力吹气,可以看到A管中的水会向上冒出管口,这是因为B管与A管相接处空气流速 ______,压强 ______,杯中的水在外界大气压的作用下沿A管上升。
【过关检测】
1.龙卷风的实质是高速旋转的气流,它能把地面上的物体或人畜“吸”起卷入空中(如图所示),龙卷风能“吸”起物体的主要原因是( )。
A.龙卷风内部的气压远小于外部的大气压;
B.龙卷风增大了空气对物体的浮力;
C.龙卷风使物体受到的重力变小了;
D.龙卷风产生了强大的静电,将物体吸上天空
2.如图所示为火车站的情景。当列车行驶时,人必须站在安全线之外,这是因为列车行驶时速度较快,导致其附近的空气( )。
A.流速变大,压强变小,容易把人吸向列车;
B.流速变大,压强变大,容易把人吸向列车;
C.流速变小,压强变大,容易把人吸向列车;
D.流速变小,压强变小,容易把人吸向列车
3.如图所示是一种水翼船,船体下安装了水翼。当船在高速航行时,水面下的水翼会使船体整体抬高从而减小水对船体的阻力。则水翼安装正确的是( )。
4.春天是放风筝的好季节。风筝在空气中飞行利用了下列什么原理( )。
A.风筝下方空气流动速度小,空气压强小;B.风筝下方空气流动速度大,空气压强大;
C.风筝上方空气流动速度大,空气压强小;D.风筝上方空气流动速度小,空气压强大
5.如图所示两船近距离并排行驶时将会 ,这是因为两船内侧水的流速 于两船外侧水的流速,造成了两船内侧水的压强 于外侧水的压强的原因(选填“大”、“小”或“等”)。
6.打开自来水龙头,使自来水流过如图13-56所示的玻璃管,在A、B、C三处,水的流速较大的是 处,压强较小的是 处(选填“ A”“B”或“C”)。
7.(四川乐山)如图所示,用弹簧测力计挂上飞机机翼模型,再用电风扇对着机翼模型吹风。因为在流体中,流速越大的位置,压强______(选填“越大”、“越小”或“不变”),所以增大风速,弹簧测力计示数______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
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
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。
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