2020人教版初中物理八年级下册第九章压强9.4流体压强与流速的关系精讲精练.doc

专题09.4 流体压强与流速的关系 课前预习 1.流体：我们把能够流动的物体叫做_流体_。例如空气。2. 流体压强与流速的关系：流体在流速大的地方压强_小_，流速小的地方压强_大_。3.升力：当气流迎面流过机翼时，在相同的时间内上方气流经过的路程大于下方气流的路程，因此上方气流流速较大，压强较_小_；下方气流流速较小，压强较_大_，机翼上、下表面存在_压强差_，这就产生了向上的升力。注意：如果机翼的前缘稍向上仰，跟气流的方向成一个小的仰角，则机翼上、下方的压强差比机翼跟气流方向平行时还要大，因此产生的升力也较大。例如，飞机起飞时，将机翼的前缘稍向上仰。知识点解读与例题突破知识点1：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。【例题1】下列现象不能用流体压强与流速的关系来解释的是（ ） 甲 乙 丙 丁A图甲所示向两张纸中间吹气，纸张向中间靠拢B图乙所示装有液体的玻璃管，底部和侧壁的橡皮膜往外凸起C图丙所示地铁站台边，人必须站在黄色以外的区域候车D图丁所示飞机升力的产生原因【答案】B【解析】A图甲所示向两张纸中间吹气，纸张向中间靠拢，流体流速大的地方压强小；B图乙所示装有液体的玻璃管，底部和侧壁的橡皮膜往外凸起，液体对容器底部和侧壁都有压强；C图丙所示地铁站台边，人必须站在黄色以外的区域候车，流体流速大的地方压强小；D图丁所示飞机升力的产生原因，流体流速大的地方压强小。知识点2：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。【例题2】如图所示，某型号飞机模型机翼上表面凸起，下表面较平。在飞行过程中由于上表面的空气流速（选填“大”或“小”），压强（选填“大”或“小”），从而能获得向上的升力。【答案】大；小。【解析】飞机在飞行时，机翼上方气流比下方气流的流速大，压强小，则下方空气的压强大于上方空气的压强，产生向上的压强差、压力差，形成升力。习题精练1.我国完成了速度超过400km/h的高铁交会试验，两列高速运行的列车交会过程中，产生“强吸力”的原因是两车之间的空气（）A流速大，压强大B流速小，压强小C流速大，压强小D流速小，压强大【答案】C【解析】流体的压强跟流速有关，流速越大，压强越小比较两列高速运行的列车之间的压强以及外侧的压强的大小两列高速运行的列车交会过程中，两列高速列车之间的空气流动速度很大，压强小，两列车外侧的压强不变，车受到外侧压强大于车内侧受到的压强，两列车产生“强吸力”，故C正确2.如图所示，让两张纸固定在某处自由垂直，从上面向两张纸的中间吹气对这两张纸怎样运动或者会出现的现象，判断正确的是（ ）A.发现两张纸向中间靠拢B.发现两张纸向外飘动C.发现两张纸左侧向外飘动、右侧向内飘动D.发现两张纸左侧向内飘动、右侧向外飘动【答案】A 【解析】流体压强与流速的关系是：流速越大，压强越小；流速越小，压强越大在两张纸的中间向下吹气，两纸中间的空气流速大，压强小；而两纸的外侧空气流速小，压强大，两纸受到向内的压强差，所以两张纸将相互“靠近”3（2019新疆维吾尔）2018年10月月20日，我国自主研制的大型水陆两栖飞机AC600水上首飞成功。AC600在空中水平飞行时A机翼下方空气流速太，压强小 B机翼下方空气流速大，压强大C机翼上方空气流速大，压强小 D机翼上方空气流速大，压强大【答案】C【解析】本题考查流体压强与流速的关系。飞机在空中飞行时，机翼上方空气流速大，压强小，下方空气流速小，压强大，二者形成压力差，就是飞机升力。C项正确。4（2019湖南郴州）如图所示，将一根玻璃管制成粗细不同的两段，管的下方与一个装有部分水的连通器相通。当从管的一端吹气时，连通器两端A、B液面高度变化情况正确的是（）AA液面上升BA液面下降CB液面下降DA、B液面高度均不变【答案】B【解析】气体在流速小的地方压强大，在流速大的地方压强小，从管的一端吹气时，粗细两管中的空气流量是相同的，粗管中的空气流速小、压强大，细管中的空气流速大、压强小，则A液面上方的气体压强大，B液面上方的气体压强小，所以会造成A液面下降，B液面上升。5（2019山东省东营）生活中蕴含着丰富的物理知识，以下说法正确的是（）用细线容易分割熟鸡蛋属于增大压强堵住茶壶盖的小孔，水不容易被倒出是由于大气压强的作用软包装饮料的吸管下端被削得很尖是为了减小压强教室的门窗打开时，“过堂风”会把门关闭是由于空气流速变大，压强变小ABCD【答案】D【解析】用细线容易分割熟鸡蛋是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强；故正确；堵住茶壶盖的小孔，当壶内的水流出部分后，壶内气压减小，小于外界大气压，大气压压着里面的水不易流出来。茶壶的盖上留一小孔，使内外气压相等，水才容易倒出来；故正确；软包装饮料的吸管下端被削得很尖是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强；故错误教室的门窗打开“过堂风”经过时，门外空气流速大压强小，门内空气流速小压强大，在压强差的作用下门被关闭。故正确。6.（2019湖南怀化）如图所示，在两张纸的中间用力向下吹气，纸会向中间靠拢.下列现象具有上述现象所揭示的科学道理的是（ ）A.壁虎紧贴墙壁向上爬行 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【解析】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，小于外界的大气压，产生了一个向内的压强差，将纸压向中间。A、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，是利用大气压，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把茅草屋顶掀翻，故D符合题意。二、填空题7（2019湖南长沙）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大，压强 。车行驶到山顶时，他发现密封的零食包装袋鼓起来了，这是因为山顶上的气压比山脚下的气压 造成的。【答案】小；低。【解析】（1）根据流体压强和流速的关系可知，车行驶时，打开车窗，窗外的空气流速大压强小，窗内的空气流速小压强大，窗帘受到向外的压强大于向内的压强，把窗帘压向窗外。（2）因为大气压随高度增加而减小，所以山顶上的气压比山脚下的气压低，车行驶到山顶时，外界大气压变小，而密封的零食包装袋内气压不变，袋内的气压大于外部大气压，因此包装袋会鼓起来。8（2019山东德州）某同学按压气球，气球变瘪，说明力可以改变物体的；用手轻轻一托，气球就向上飞走，说明力可以改变物体的；如图所示，将两只气球自由悬挂静止在空中，用粗吸管对准两气球中间沿水平方向用力吹气，可观察到两气球 。（选填“分开”或“合拢”）【答案】形状；运动状态；合拢。【解析】力可以改变物体的形状，所以手的压力使气球变瘪；力可以改变物体的运动状态，所以用手轻轻一托，气球就向上飞走；在图中向两气球中间沿水平方向用力吹气时，两气球中间的空气流速加快，压强减小，小于气球外侧的压强，外侧压强使两气球向中间合拢。9（2019四川达州）牵引车将停放在机库的战斗机拖出的过程中，说明力可以改变物体的 ；战斗机机翼下平上凸，目的是使战机飞行时机翼下方空气的流速小于机翼上方空气的流速，从而使机翼下方空气的压强 机翼上方空气的压强（选填“大于”、“等于”或“小于”）；战斗机在进入战斗前抛掉副油箱的目的是 战斗机的惯性（选填“增大”或“减小”），从而增强战斗机机动性。【答案】运动状态；大于；减小。【解析】（1）牵引车将停放在机库的战斗机拖出的过程中，运动速度发生了变化，说明力可以改变物体的运动状态；（2）机翼上方的空气流速比机翼下方的流速快，因此机翼下方气体压强大于机翼上方气体压强，从而产生了升力；（3）由于惯性的大小只与物体的质量有关，故战斗机进入战斗状态前要扔掉副油箱，这是为了减小惯性，以提高战斗机的灵活性。10.中国自己的大飞机C919首飞成功，举国欢庆世界上多了一款属于中国的完全按照世界先进标准研制的大型客机飞机的机翼通常都做成上表面 ，下表面平直的形状当飞机在空中飞行时，流过机翼上方的空气速度比流过机翼下方的空气速度 【答案】呈弧形凸起；大【解析】（1）机翼的下表面平直，上表面呈弧形凸起；（2）飞机是利用流体的压强与流速的关系来产生升力的机翼的下表面平直，上表面呈弧形凸起当飞机起飞时，飞机上方的空气流速大、压强小，下方流速小、压强大，就会产生一个向上的压力差，这就是飞机升力的产生原因11如图所示，是小明家的电动自行车，但很多人说骑这种车在刮风时不安全这是由于刮风时，雨棚的形状导致下表面风速比上表面风速，从而使雨棚的下表面受到空气压强比上表面大小明还发现电动车的座垫坐上去舒服，这是因为座垫做得比较宽大，这有助于减小 【答案】慢； 压强【解析】（1）液体和气体都称为流体，生活中常见的流体是水和空气，流体流速越大的地方、压强越小（2）压强的大小与压力和受力面积有关如图所示电动自行车，当刮风时，雨棚的形状导致下表面风速比上表面风速慢，从而使雨棚的下表面受到空气压强比上表面大，使得车比较容易翻到小明还发现电动车的座垫坐上去舒服，这是因为座垫做得比较宽大，这是通过增加接触面积的方法减小压强12如图为“阳光动力2号”太阳能飞机，它所配备的太阳能电池板将太阳能转化为电能，飞机机翼上表面凸起，可使飞行过程中机翼上表面的空气流速 ，压强 ，从而形成升力【答案】大；越小【解析】流体压强与流速的关系：在流体流速越大的地方，压强越小；在流体流速越小的地方，压强越大如图，飞机在飞行时，机翼上方气流比下方气流的流速大，则下方空气的压强大于上方空气的压强，产生向上的压强差、压力差，向上的压力差，形成升力13.如图所示，把饮料吸管A插入盛水的杯中，另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端往B管中吹气，可以看到A管中的水面上升这是因为A管上端口附近空气压强变（填“大”或“小”）的缘故；当杯内水的深度为10cm时，杯底受到水的压强大小为Pa（g取10N/kg）【答案】小；1000【解析】（1）吸管和烧杯构成连通器，吹气之前，吸管内和烧杯内液面相平当向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（2）利用p=gh计算杯底受到水的压强往B管中轻轻吹气，可以看到A管中的水面上升，原因是：往B管中吹气，吸管A上方空气的流速增大，压强减小，A管中液体受到向上的压强大于向下的压强，所以A管水上升或有水喷出杯内水的深度为10cm时，杯底受到水的压强：p=水gh=1103kg/m310N/kg0.1m=1000Pa14.大气压是大气产生的压强，标准大气压等于 mm高水银柱产生的压强，其大小为1.013105Pa气体和液体都是流体，流体中流速越的位置，压强越大。【答案】760；小。【解析】一个标准大气压是指可以支持起760mm高水银柱的大气压，根据P大气=P水银=水银gh可算出大气压的大小。气体和液体都属于流体，在流体中，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。托里拆利最先通过实验的方法测量了大气压的数值，在托里拆利实验中，一个标准大气压可以支持起760mm的水银柱，可算出1个标准大气压的值为1.013105Pa。流体的压强与流速的关系：在气体和液体中，流速越大的位置压强越小，流速越小的位置压强越大。15.如图所示，甲、乙容器中分别盛有水和酒精，当在A处沿水平方向快速吹起时，会发现B、C管中的液体上升到一定高度，则h1：h2= ，B、C管中的液体上升的原因是A处空气流速加快， （酒精=0.8103kg/m3）【答案】4：5；压强减小【解析】（1）设B管内水柱产生的压强为p水，C管内酒精产生的压强为p酒精，管内气体压强为p，由图知，管内气体压强加上液体产生的压强等于大气压，则大气压p0=p+p水=p+p酒精，所以p水=p酒精，由液体压强公式可得：水gh1=酒精gh2，则h1：h2=酒精：水=0.8103kg/m3：1103kg/m3=4：5；（2）当在A处沿水平方向快速吹气时，A处空气流速加快、压强减小，管内气体的压强小于外界大气压，液体在大气压的作用下上升；三、简答题16.如图所示，相信同学们都有过这样的经历：下雨时，我们撑着一把伞步行在雨中，一阵大风吹来，雨伞往往会被向上吸起来请你用学过的物理知识解释这个现象【答案】大风吹来时，伞上方的空气流速大于下方的空气流速，而气体流速较大的地方压强较小，因此伞下方的气压大于伞上表面的气压，所以伞会被向上吸起来【解析】大风吹来时，伞上方的空气流速大于下方的空气流速，而气体流速较大的地方压强较小，因此伞下方的气压大于伞上表面的气压，所以伞会被向上吸起来，17.用一个两端开口的细长玻璃管，罩住一支燃烧的蜡烛，一段时间后蜡烛火焰逐渐变小。如图所示，将一张大小合适的硬纸板插入玻璃管中，只在底部留有空隙，就会有空气不断流向蜡烛周围，蜡烛就能持续燃烧。请分析说明空气能流向蜡烛周围的原因。硬纸板【答案】见解析。【解析】插入硬纸板后，玻璃管被分成左右两部分，由于蜡烛的燃烧，左侧部分的空气受热膨胀后密度减小会上升，左侧气压减小；而右侧因为温度较低，空气密度也较大，气体压强也较大，使硬纸片左右两侧形成压强差，因此，随着蜡烛的燃烧，空气会从右侧不断地流向左侧蜡烛的周围。18.小明家装修时发现了两个有趣的现象（1）现象一：屋内开着的门，在一阵风吹过后，（如图甲所示）门会关上，为什么？（2）现象二：当门关上时，有时又会被风吹开，而在门与门框之间垫上几层纸后，（如图乙所示）风就不会将门吹开，门不会被吹开的原因是什么？窗窗门门风甲乙垫纸【答案】见解析。【解析】（1）风从门前吹过，门前空气流速大于门后空气流速，门前受到空气压强小于门后受到的空气压强，门后受到空气压力大于门前受到空气压力，所以门关上；（2）在门和门框之间垫几层纸后，通过增大压力的方法增大摩擦力，所以风不能将门吹开