八年级物理下册 9.4 流体压强与流速关系（解析版）

9.4流体压强与流速关系（解析版）知识清单1.流体压强与流速关系；2.飞机的升力知识点1：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3.生活中跟流体压强与流速关系相关的现象事例图解分析“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。【典例1】如图所示，当从管的一端吹气时，A管中的液面会下降，B管中的液面会上升。下列现象产生的原理与此实验原理相同的是（）。A．热气球升空；B．风沿窗外的墙面吹过，窗口悬挂的窗帘飘向窗外；C．用吸管喝酸奶；D．用抽水机把井中的水抽上来【答案】B。【解析】当用一个管子沿A容器口吹气时，B的上方空气流速快，压强小，A的上方空气流速慢，压强大，在压力差的作用下，A管中的液面会下降，B管中的液面会上升；A．空气受热后会膨胀，比同体积的冷空气轻，所以热空气会上升，故A不符合题意；B．风沿着窗外的墙面吹过时，外侧空气流速大，压强小，屋内空气流速小，压强大，所以窗帘在较大的压力作用下压向窗外，故B符合题意；C．用吸管喝酸奶时，管内的气体压强小于大气压强，在大气压强的作用下，酸奶被压入口中，故C不符合题意；D．抽水机把水从低处抽往高处，利用的是大气压，故D不符合题意。故选B。知识点2：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）。【典例2】如图中各现象与飞机机翼获得升力的原理相同的是（）。A．液压机B．简易喷雾器C．钢笔吸墨水D．升空的热气球【答案】B。【解析】飞机的机翼能获得向上的升力，是应用了流速越大流体的压强越小的原理。A．液压机利用的是液体能传递压强，故A不符合题意；B．用嘴吹气，管上方的流速大，压强小，液体在压力差的作用下被压出，故B符合题意；C．钢笔吸墨水利用的是大气压，故C不符合题意；D．热气球升空利用的是物体的浮沉条件，故D不符合题意。故选B。方法清单1.流体压强现象；2.流体压强与流速关系；3.飞机的升力；4.流体压强与流速关系的应用题型一：流体压强现象★解题指导明确“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。【典例3】如图所示的现象中，能用“流速越大的位置，压强越小”来解释的是（）。A．②③ B．③④ C．②③④ D．①③④【答案】B。【解析】①气压跟海拔有关，海拔越高，气压越小，青藏高原，海拔高，气压低于标准气压，水的沸点低于100℃，这说明水的沸点随高度增加而降低，不能说明流体压强与流速的关系，故①不符合题意；②在一个标准大气压下，大气压可以支持约10.3m高的水柱。瓶中水面能高于盆内水面不会流出来，正是因为盆景中的水与大气相通，是大气压支持着瓶内的水不会流出来，故②不符合题意；③当用B管用力吹气时，A管上端空气流速变大，因为流速大的地方压强小，所以A管上端压强变小，下端大气压没有变化，从而形成了向上的压强差，因此A管中的水面会上升，故③符合题意；④向漏斗口吹气，乒乓球会贴在漏斗上不掉下来，是因为当从漏斗口吹气时，乒乓球上面的空气流速增大，压强减小，乒乓球被下面的大气压压向漏斗颈而不掉下来。故④符合题意；故选B。题型二：流体压强与流速关系★解题指导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。【典例4】“清风不识字，何故乱翻书”所述清风能翻书，是风使书页上表面空气流速变大，导致书页上表面压强______（选填“增大”或“减小”）；“闻其声，不见其人”主要是通过人发出声音的______（选填“音调”、“响度”或“音色”）来判断“其人”的；“秋风瑟瑟天气凉，草木摇落露为霜”，“霜”的形成过程要______（选填“吸收”或“放出”）热量。【答案】减小；音色；放热。【解析】[1]流速越快的地方，流体压强越小。风吹过书页的上表面时，使书表面上空气流动速度增大，而导致书上表面压强减小，而书页下表面的压强不变，在上下压强差的作用下，书页会向上翻，故有“清风不识字、何故乱翻书”之说。[2]音色反映的是声音的品质与特色，它跟发声体的材料和结构有关。因为每个人的声带结构不同，所以发出声音的音色就会不同，所以我们可以通过音色辨别是谁。[3]霜是水蒸气遇冷放热凝华成的固态冰，霜的形成过程要放热。题型三：飞机的升力★解题指导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。【典例5】如图为飞机的机翼截面形状示意图。飞机在飞行时，关于机翼的上方和下方的空气流速和气流压强，下列说法中正确的是（）。A．机翼上方的空气流速大，气流压强较大；B．机翼下方的空气流速大，气流压强较大；C．机翼上方的空气流速大，气流压强较小；D．机翼下方的空气流速大，气流压强较小【答案】C。【解析】ABCD．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。如题中图，在相同是时间内，空气经过上方的路程长，速度大；经过下方的路程短，速度小。上方空气流速越大，压强越小；下方空气流速越小，压强越大。所以机翼上方的气流对机翼的压强小于机翼下方的气流对机翼的压强。故C正确，ABD错误。故选C。题型四：流体压强与流速关系在生活中的应用★解题指导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。【典例6】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【答案】B。【解析】A．观光热气球利用了通过加热气球内的气体使热气球内空气的温度升高，密度减小，当密度小于热气球外空气的密度时热气球就会上浮，故A不符合题意；B．飞机的机翼上凸下平，当空气流动时上表面流速快压强小，下表面流速慢压强大，产生了一个向上的压强差，所以飞机获得升力，故B符合题意；C．直升飞机是利用螺旋桨（又称为“旋翼”）的运动对空气施加了一个向下的力，物体间力的作用是相互的，空气对螺旋桨施加了一个向上的力，所以，直升机的升力产生的原因和固定翼飞机是不同的，与流体的压强没有关系，故C不符合题意；D．运载火箭靠燃气的反冲力获得升力，故D不符合题意。故选B。易错清单对流体压强与流速关系的理解★易错预警判断流体流速的大小是解决此类问题的关键，方法如下：①在水平面上高速运动的物体周围，离物体越近的位置流体的流速越大；②同一流体经过不同的横截面积时，流体在横截面积小的位置流速大；③相同时间内，同一流体通过路程大的位置流速大。【典例7】打开自来水龙头，使自来水流过如图1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”）。如图2所示，是喷雾器的原理示意图，当空气从小孔迅速流出，小孔附近空气的流速较大，压强（填“大于”、“小于”或“等于”）容器里液面上方的空气压强，液体就沿细管上升，从管口中流出后，受气流的冲击，被喷成雾状。【答案】B；B；小于。【解析】在相等的时间内通过粗管和细管的流量相同，通过粗管A、C的流速小，压强大；通过细管B的流速大，压强小；由于小孔喷出的快速气流使细管的上端开口处形成了一个低压区，此处压强小于容器内液面上方气体压强．水就在容器内液面上方气体的这个较大压强的作用下，沿着细管上升到上端开口处，受气流的冲击，被喷成雾状。故答案为：B；B；小于。中考清单1.生活中流体压强现象；2.流体压强与流速关系1.生活中流体压强现象★中考解析中考考题要求同学们知道流体压强与流速有关，并能运用流体压强与流速关系正确描述和解释生活中的相关现象。【典例8】（2022·山东泰安）关于下面四幅图的说法正确的是（）。A.如甲图，A管中水面上升，是因为流体中流速越大的位置压强越小；B.如乙图，将竖直玻璃管倾斜，水银柱的长度不变；C.如丙图，把水气压计从山下移到山顶，细管内的水柱下降；D.如丁图，盆景中的水位能保持一定高度，是利用了连通器原理【答案】A。【解析】A．如甲图，当对B管吹气时，是因为流体中流速越大的位置压强越小，导致A管上方的气压小于外界大气压，A管中水面上升，故A正确；B．如乙图，将竖直玻璃管倾斜，水银柱的长度变长，高度不变，故B错误；C．如丙图，把水气压计从山下移到山顶，由于大气压随海拔高度的增加而降低，细管内外的压强差变大，所以，细管内的水柱上升，故C错误；D．如丁图，盆景中的水位能保持一定高度，不是利用了连通器原理，而是利用大气压强，因为连通器是上端开口下部相连通的容器，故D错误。故选A。2.流体压强与流速关系在生活中的应用★中考解析中考考题要求同学们知道流体压强与流速有关，并能运用流体压强与流速关系正确描述和解释生活中的相关现象。【典例9】（2022·湖南岳阳）下列实例中，应用了“流体压强与流速的关系”的是（）。A用吸管吸饮料 B.用高压锅煮食物C.茶壶的壶盖留有小孔 D.火车站台设置安