1、专题10 流体压强与流速的关系 专题学啥 1.流体压强与流速关系在流体中流速越大地方,压强越小;流速越小的地方,压强越大。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。 专题考法 【例题1】(2023年湖南郴州)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 【解答】气体
2、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。【例题2】(贵州黔东南)小李同学暑假乘坐飞机去北京旅游,客机在飞行时,机翼下方空气流速比机翼上方慢,机翼下方压强比机翼上方 (选填“大”或“小”),由此获得向上的升力;小李同学在飞机上用吸管喝饮料时,饮料在 的作用下被吸入口中。【答案】大;大气压。【解析】(1)机翼的形状是“上凸下平”,等质量的空气在相同时间内通过机翼的上表面和下表面,上方空气通过时的路程大,所以机
3、翼上方的空气流速比机翼下方大;由流体压强与流速的关系可知,机翼上方的压强小,下方的压强大,存在向上的压强差,这样就产生了作用在机翼上的向上的升力。(2)用吸管吸饮料时,吸管内气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下饮料被压入吸管。【例题3】(2023年四川南通)如图所示是非洲草原犬鼠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圆形土堆,生物学家不是很清楚其中的原因,他们猜想:草原犬鼠把其中的一个洞口堆成土包,是为了建一处视野开阔的瞭望台,但是如果这一假设成立的话,它又为什么不在两个洞口处都堆上土包呢?那样不就有了两个瞭望台了吗?实际上两个洞口的形状不同,决定了洞口流动的
4、方向,吹过平坦表面的风运动速度小,压强大;吹过隆起表面的风速度大,压强小,因此地面上风吹进了犬鼠的洞穴,给犬鼠带去了习习凉风。请回答下列问题。(1)标出洞穴中空气流动的方向。(2)试着运用上文提到的物理知识说明,乘客为什么必须站在安全线以外的位置侯车?(3)上文提到的物理知识在生产和生活中也有着广泛的应用,如:_(举一例) 【答案】见解析。【解析】(1)洞穴口有平的有凸的,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(2)当乘客面向列车时,前方的空气流动速度大、压强小;后方大气压不变人的前后方出现压强差,把人推向列车造成伤害(
5、3)如飞机的机翼、汽车呈现流线型等都是利用流体的压强与流速的关系的设计的。 专题操练 一、选择题1.(2023年新疆)2023年年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。2.(2023年上海)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,
6、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】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3.(2023年北京)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
7、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。4.(2023年长春)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
8、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5.(2023年广西北部湾)下列四种动物的运动方式能用压强与流速关系来解释的是() A.乌贼向后喷水而前行 B流线型的鲫鱼在水中快速前进C展开双翅的鸟在空中滑翔 D壁虎靠脚上的“吸盘”在墙上爬行【答案】C【解析】解决本类问题需要利用下列知识分析判断:(1)力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的;(2)流线型的物体在运动时,受到的阻力减小;(3)流体压强和流速的关系是:流体流速大的地方,压强小;流体流速小的地方,压强大;(4)在某处使气压降低,然后在外界大气压的
9、作用下,产生了某种效果A乌贼向后喷水,给水一作用力,而力的作用是相互的,水给乌贼向前的力,使乌贼前行,不能用压强与流速关系来解释,故A错;B流线型的鲫鱼,在水中受到的阻力较小,可以快速前进,不能用压强与流速关系来解释,故B错;C鸟能在空中滑翔是由于鸟的翅膀是上凸下平,上面和下面的空气流动速度不同,翅膀上面空气流动速度快,受到向下的压强小,翅膀下面空气流动速度慢,受到向上的压强大,这样就存在向上的压力差,即升力,鸟能在空中滑翔,能用压强与流速关系来解释,故C正确;D壁虎的脚掌上有许多“吸盘”,排出里面的空气,在大气压的作用下被压在墙上,并能在墙上爬行,不能用压强与流速关系来解释,故D错6.(20
10、23年沈阳)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”二、填空题7(2023年广西北部湾)如图所示,动车快速行驶时,其上方气流的速度_(选填“大于”、“小于”或“等于”)下方气流的速度
11、,从而产生向上的升力;车厢内座椅下方的插座方便了旅客充电的需求,插座间的连接方式是_联;动车采用了“再生电制动”技术,即在制动时,列车由于惯性仍会向前运动一段距离,带动发电机发电,将_能转化为电能。【答案】大于 并 机械【解析】根据流体压强的特点:流速越大的地方压强越小。动车快速行驶时,由于上方气流的速度大于下方气流的速度,所以上方的压强小于下方的压强,从而产生向上的升力;车厢内的插座之间具有互不干扰的特点,所以插座间的连接方式是并联的;动车采用了“再生电制动”技术,是借助列车由于惯性仍会向前运动而具备的机械能,使发电机发电,从而使机械能转化为电能。8.(2023年长沙)小海和同学们参加研学旅
12、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。【解答】(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。9(2023年四川达州)牵引车将停放在机库的战斗机拖出的过程
13、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
14、,这是为了减小惯性,以提高战斗机的灵活性。10(2023年天津)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
15、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11.(2023年杭州)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。12.(2023年江苏无锡)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