9.4 流体压强与流速的关系（分层作业）【解析版】- 2022-2023学年八年级物理下册（人教版）

学而优教有方第4节流体压强与流速的关系一、流体压强与流速的关系1.动手做做以下实验，并填写实验记录表格。根据实验现象，可总结流体压强与流速的关系：在流体中，_____________。【答案】见下表，小，大。【解析】根据实验现象，总结流体压强与流速的关系：在流体中，流速越大的位置，压强越小。2.在如图所示的实验装置中，大缸中水足够多，只打开A阀门，水流入管道，当水稳定后，a管液面高度______b管液面高度；再打开B阀门，在水流动的过程中，水流经管子不同粗细处的速度不同，使得a管下端的液体压强______b管下端的液体压强，a管液面高度_______b管液面高度。(均选填“大于”、“等于”或“小于”)【答案】等于，大于，大于。【解析】大缸中水足够多，打开A阀门，水流入管道，当水稳定后，a管与b管组成连通器，所以a管液面高度等于b管液面高度；再打开B阀门，在水流动的过程中，水流经粗管处的速度小，压强大，水流经细管处的速度大，压强小，所以使得a管下端的液体压强大于b管下端的液体压强，a管液面高度大于b管液面高度。3．如图所示，以下四个关于“流体压强与流速的关系”的现象中，压强大小关系正确的是（）【答案】A.【解析】在气体和液体中，物体的形状决定了流体的流速，流速越大的位置，压强越小。四个图中，A图正确，所以选A。4.甲乙丙丁A．图甲，赛车尾部安装气流偏导器 B．图乙，气垫船船体脱离水面行驶C．图丙，飞机的机翼设计成流线型 D．图丁，高铁站站台上划定安全线故选B。5．如图所示，把长约20cm的饮料吸管从中部剪开（但不要彻底剪断）并弯折过来，将其中一段吸管插在盛水的烧杯中，从另一段吸管的管口用力吹气，水将从管的管口喷出，且呈雾状，这是因为吹气时（）A．管上端附近气体的压强变大 B．管上端附近气体的压强变小C．烧杯中水面上气体的压强变大 D．烧杯中水面上气体的压强变小【答案】B【解析】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管水上升后从管口喷出；烧杯中水面上气体的压强是不变，故B正确，ACD错误。故选B。6．小明采用“向漏斗口吹气，观察乒乓球状态”的方法来探究流速对流体压强的影响。以下方案不合理的是（）A．竖直向上吹气 B．水平向右吹气 C．竖直向下吹气 D．斜向下吹气【答案】A【解析】A．不吹气时，乒乓球受到的重力和支持力是平衡力，乒乓球处于静止状态；竖直向上吹气时，乒乓球底部空气流速大压强小，乒乓球上面流速小压强大，产生向下的压力，乒乓球受竖直向下的重力，乒乓球还受到支持力作用，这三个力是平衡力，乒乓球也处于静止状态，所以竖直向上吹气没有改变乒乓球的运动状态，不能很好的探究流体流速对流体压强的影响，故选项符合题意。B．不吹气时，乒乓球由于重力作用会滚下来，水平向右吹气时，乒乓球左侧空气流速大压强小，乒乓球右侧空气流速小压强大，产生向左的压力，乒乓球保持静止状态，所以水平向右吹气改变了乒乓球的运动状态，可以探究流速对流体压强的影响，故选项不符合题意。C．不吹气时，乒乓球由于重力作用会滚下落，竖直向下吹气时，乒乓球上方空气流速大压强小，乒乓球下方空气流速小压强大，产生向上的压力，乒乓球保持静止状态，所以竖直向下吹气改变了乒乓球的运动状态，可以探究流速对流体压强的影响，故选项不符合题意。D．不吹气时，乒乓球由于重力作用会滚下来，斜向下吹气时，乒乓球右上方空气流速大压强小，乒乓球左下方空气流速小压强大，产生向右上方的压力，乒乓球保持静止状态，所以斜向下吹气改变了乒乓球的运动状态，可以探究流速对流体压强的影响，故选项不符合题意。二、飞机的升力7.如图3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，弹簧测力计示数会_______(选填“增大”、“减小”或“不变”).图3图图3图4【答案】越小，减小。【解析】在流体中，流速越大的位置，压强越小。飞机机翼模型上凸下平，增大风速时，会产生一个向上的升力，所以弹簧测力计示数会减小。8．如图4所示，“歼31”是我国自主研发具有隐形功能的一种四代战机。其机翼一般做成_______的形状，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______；下方气流流速较小，压强较______，机翼上、下表面存在______，这就产生了向上的升力。【答案】上凸下平，小；大，压强差。【解析】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。9．在赛车比赛中，通常赛车在快速行驶时车体会向上“飘”，为避免此现象发生，在赛车的尾部安装上尾翼（又叫“气流偏导器”），形状如图6所示。其原理是：赛车行驶时，在相同时间内空气通过“气流偏导器”上面的路程小于下面的路程，空气通过“气流偏导器”上面的速度______通过下面的速度，“气流偏导器”上面的压强________下面的压强（以上两空均选填“大于”或“小于”），就会形成方向向下的压强差，所以汽车对地面的压力会________。【答案】小于，大于，增大。【解析】在相同时间内空气通过“气流偏导器”上面的路程小于下面的路程，空气通过上面的速度小于通过下面的速度，所以“气流偏导器”上面的压强大于下面的压强，形成方向向下的压强差，所以汽车对地面的压力会增大。图图6图710.太阳能汽车是直接利用太阳能的一种新型汽车。如图7中太阳能汽车（右边是它的剖面图），从形状上看，这种汽车在高速行驶时对水平地面产生的压力F1与停在水平路面对地面产生的压力F2相比（A.F1>F2 B.F【答案】B.【解析】太阳能汽车静止在水平地面上，对地面的压力等于汽车的重力，F2=G；汽车高速行驶时，相同时间内空气通过汽车上面的路程大于通过汽车下面的路程，空气通过上面的速度大于通过下面的速度，汽车上面的压强小于下面的压强，汽车受到空气向上的升力作用，对地面的压力减小，F1<G，则故选B。【答案】C.【解析】A．根据图片可知，当左端有风吹过时，气体流速大压强小，于是三个小球在大气压强的作用下被推向左端，而高压锅的工作原理为液体沸点随气压的变化规律，故A错误；B．c处小球运动的距离最短，则说明c处的小球受到的推力最小，即c处压强最大，故B错误；C．增大吹风机的风速，则左端气体压强更小，那么乒乓球受到的推力更大，则向左运动更明显，故C正确；D．乒乓球移动的距离只与左右两端的气压差大小有关，而和通道的宽窄没有关系，故D错误。12．中央电视台“是真的吗”节目中曾验证过：“无需吸气就能将球吸入水管”的说法。做法是：取一段自来水软管，如图9（a）所示一端对准小球，将另一端甩着转起来，小球就被吸入管内。图9（b）①这里蕴含的物理原理是：图9（b）中水管B端转起来后，加快了B管口气体流动的速度，从而使管内气体压强（选填“增大”或“减小”），管内外的气体压强差使小球吸入管中。物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。由上述实验可得出流体压强与流速之间的关系是：。②在下列情形中，能够运用上述结论解释的是。（选填序号）A．用洗衣机甩干衣服 B．大风中的雨伞会被向上吸起来C．巨大的飞机能升空飞行 D．吸盘式挂钩被压在墙壁上【答案】①减小；流速越快，流体压强越小。②B、C。【解析】①图（b）中水管B端转起来后，加快了B管口气体流动的速度，从而使管内气体压强减小，管内外的气体压强差使小球吸入管中。由上述实验可得出流体压强与流速之间的关系是：流速越快，流体压强越小。②在下列情形中，能够运用上述结论解释的是：大风中的雨伞会被向上吸起来，巨大的飞机能升空飞行，是因为雨伞、机翼的上方空气流动快，压强小，会存在向上的压强差，因而产生向上的压力差。它们都是利用了：“流速越快，流体压强越小”的原理。所以选B、C。13.为解决地下“工”字形过道的通风问题，小明设计了如下四种方案。图中阴影部分为墙体凸出部分，“”为安装在过道顶的换气扇。下列方案中既有效又节能的是

（）ABAB图14CD【答案】D.【解析】A过道中有换气扇，换气扇的电动机工作时，过道中空气流动速度加快，气压减小，空气会从过道口流进来，从而实现通风，但需要消耗电能，A方案虽有效但不节能；B、C过道上、下两端的通道相同，所以过道上、下两端的通道中的空气流动速度相同，均不合理；D过道上端的通道有凸起，所以相同时间内风经过过道上端的通道时路程长，风速较大，则过道上端的气压小于下端的气压，所以空气会从过道的下端流向上端，过道中有风通过，此方案不需要消耗其他能量，既有效又节能，D方案合理。

(21)⒇14.物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体，当流体处于流动状态时，其内部各处的压强有什么规律呢？(21)⒇小李同学将图15（a）所示的玻璃管装置接到水流稳定的自来水管上，当水在玻璃管中流动时，可看到两个竖直管中液面的高度并不相同。从图中可以看出A、B两处管的粗细不同，因为A处流速小，B处流速大。可见流体的压强与流速之间有着一定的关系。接着，小明又自制了一个飞机机翼模型，如图15（b）将其固定在托盘测力计上，在模型的正前方用电扇迎面吹风来模拟飞机飞行时的气流。（（a）图15（b）=1\*GB3①由图（a）的实验现象，得出流体压强与流速之间的初步结论是；=2\*GB3②在图（b）所示的实验中，电扇没有吹风时，托盘测力计示数等于机翼模型的重力大小。当电扇转动后，发现托盘测力计的示数减小了，请用上述实验结论分析原因。=3\*GB3③下列情形中，能够运用上述实验结论进行解释的是（选填序号）。A将氢气球放手后，它会飘向空中。B地铁站台上，人必须在警戒线外候车。C船舶航行时应避免两艘靠近的船并排前进。【答案】①流体密度相同时，流速越大，流体压强越小。②机翼上方空气流速快，压强小，机翼下方空气流速慢，压强大，产生向上的压力差，所以测力计示数减小。③B、C。【解析】=1\*GB3①因为细管和粗管连接到一块，相同时间内流经的水量相同，在细管内单位横截面流经的水量大，水流经细管的速度大，由图可知，B管中水柱低，所以细管中水的压强小。所以得出流体压强与流速之间的初步结论是流体密度相同时，流速越大，流体压强越小。=2\*GB3②在图（b）所示的实验中，电扇没有吹风时，托盘测力计示数等于机翼模型的重力大小。当电扇转动后，发现托盘测力计的示数减小了，原因是：机翼上方空气流速快，压强小，机翼下方空气流速慢，压强大，产生向上的压力差，所以测力计示数减小。=3\*GB3③当列车驶进站台时，会带动人和车之间的空气流动速度加快，此时人外侧的空气流动速度慢；根据流体压强与流速的关系可知，人外侧空气流速慢压强大，而内侧流速快压强小，会产生一个向内侧的压强差，将人推向火车，易出现危险，所以火车与站台之间有黄色的安全线，能用上述实验规律进行解释；船舶航行时应避免两艘靠近的船并排前进。两艘靠近的船并排前进时，之间的水流速度快，压强小，这样就会使轮船外侧受到一个向内的压强差，因而产生压力差，可能使两艘轮船相撞。所以能用上述实验规律进行解释该现象。所以选B、C。【答案】①气体流动时，气体的压强会变小，并且气体的流速越快，气体的压强越小。②若站在安全线以内，当列车进站时，其周围的空气随列车一起运动，流动速度变快，压强变小，而人身后的空气流速较小，压强较大，形成向车身方向的压强差，会把人推向列车，发生危险。【解析】①分析比较图（b）、（c）、（d）的实验现象可知：气体流动时，气体的压强会变小，并且气体的流速越快，气体的压强越小。②若站在安全线以内，当列车进站时，其周围的空气随列车一起运动，流动速度变快，压强变小，而人身后的空气流速较小，压强较大，形成向车身方向的压强差，会把人推向列车，发生危险。16.（2022·海南·统考中考真题）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。【答案】变大；流速。【解析】往弯曲的纸卷里吹气，管内气体增加，气压变大，将纸卷撑开。用力向简易喷雾器的A管内吹气，A管上方空气流速大，压强小，在大气压的作用下，水位上升，水从B管口喷出，利用了流体压强与流速的关系。17.（2022·贵州遵义·统考中考真题）出色的足球运动员常会利用“香蕉球”破门得分。“香蕉球”在空中划出一道优美的弧线，如图所示。下列相关说法正确的是（）A．足球在飞行过程中没有受到力的作用B．足球在飞行过程中受惯性作用不断向内侧偏转C．足球向内侧偏转是因为内侧空气流速大，外侧流速小D．足球向内侧偏转是因为内侧空气流速小，外侧流速大【答案】C【解析】A．足球在飞行过程中受到竖直向下的重力、空气的阻力的作用，故A错误；B．惯性是一种性质，不能说物体受到惯性的作用，故B错误；CD．足球向内侧偏转，说明足球受到向内侧的压力，所以外侧空气的压强大、流速小；内侧空气的压强小，流速大，故C正确，D错误。故选C。18．（2022·江苏·张家港市）我国国产大飞机鲲龙AG600，是目前全球最大的水陆两栖飞机，我国拥有所有核心技术完全知识产权，该机于2021年3月4日完成灭火任务系统首次科研试飞。AC600可以通过在水面20秒的滑行，一次汲水12吨，汲水后飞机在空中匀速直线飞行时，向上的升力______飞机总共的重力；飞行时机翼上方流速______机翼下方流速，机翼上方受到空气的压力______下方受到空气的压力。（三空均选填“大于”、“小于”或“等于”）【答案】等于，大于，小于。【解析】汲水后飞机在空中匀速直线飞行时，在竖直方向上，受到的重力与飞机向上的升力时一对平衡力，大小相等；飞机的机翼上凸下平，飞行时机翼上方流速大于机翼下方流速，压强小，所以机翼上方受到空气的压力小于下方受到空气的压力。19．（2020鄂州）如图所示，在“用传感器研究气体流速与压强的