134气体压强和流速的关系.docx

13. 4气体压强与流速的关系在足球赛场上，常见队员起脚劲射，眼见球偏离球门而去，却又鬼使神差地转了个弯，飘 然入门，这就是使球迷们如醉如痴、叹为观止的“香蕉球”.“香蕉球”因球的路径为弧形 弯曲而得名.为什么球看似直射却又弯曲前进，它受到了什么魔力呢？智能提要气体压强与流速的关系飞机的升力问：本节内容的重点是什么？答：学习本节内容，应注意以下过程和方法:（1）通过观察，认识气体的压强跟流速有关的现象；（2）体验由气体压强差异产生的力.问：怎样用流速与压强的关系解释有关的现象？答：分析时首先要弄清哪部分流速快、哪部分流速慢；流速快处压强小，压力也小，流速慢 处压强大，压力也大；流体受压力差作用而产生各种表现形式和现象.例如：在厨房做菜时， 打开排风扇可将厨房内的油烟排出室外.分析时按以下步骤：（1）排气扇启动后向室外吹 风，室内空气高速流向室外；（2）空气高速流动处压强小，周围油烟处压强大；（3）油烟 在压强差作用下向排风扇中心处合拢，被排风扇吹出室外.问：飞机升力是怎样产生的?答：如图13-49所示为机翼的横截面，机翼上部隆起、下 部平坦，机翼向右高速运动时，空气相对机翼向左高速运 动.空气在机翼前沿A点处分成两部分，一部分从机翼上 方经过，另一部分从机翼下方通过，经过机翼后这两部分 空气在翼尾B点处会合.从上方流过的空气通过的路程 长、速度大；从下方流过的空气通过的路程短、速度慢.于 是空气对机翼上方的压强小，对下方的压强大，机翼上下表面所受压力差的方向竖直向上， 这个压力差就叫“举力”，又叫飞机获得的“升力”.所以，飞机起飞前要在跑道上加速滑 行一段距离，直升飞机起飞前螺旋桨要高速旋转一段时间，也是为了获得较大的升力升上高 空.中考撷要本节内容是新教材新增的知识，在中考中的考试范围是：探究并知道流体压强与流速的 关系，初步了解它在生产生活中的实际应用.充分体现了 “从生活走向物理，从物理走向社 会”的理念.智能归例题型一了解流体压强与流速的关系，会解释相关的现象例1为什么鹰能在空气中长时间的盘旋，而不掉下来?闯关点拨 鹰和其他各种鸟的翅膀的形状，都和飞机的机翼有相同之处，就是形状不具有滑翔机也是利用这上下对称性，上部凸起，下部内凹.解 鹰的翅膀上部凸起，下部内凹，当它在空气中飞行时，上方气 流的速度大，对翅膀的压强小，下方的空气流速小，对翅膀的压强大，这样就使两个力的大小不相等，这两个压力之差，把鹰向上托，所 以不会掉下来.例2如图13-50，把一个乒乓球放在倒置的漏斗中间，向漏斗口吹气，会把乒 乓球吹跑吗?实际正好相反，乒乓球会贴在漏斗上不掉下来，这是为什么？ 闯关点拨 流体中流速越大的地方，压强越小，流速越小的地方，压强越大. 答 经过漏斗吹乒乓球时，乒乓球上方空气流速大，压强小，下方空气流速小， 压强大，乒乓球受到向上的力，所以会贴在漏斗上不下来.图 13-51变形题乒乓球前进过程中，由于不同的旋转方向它会沿不同的径迹运动，运动员用三种不同的 击球方法把乒乓球击出，请判断，图13-51所示1、2、3三条径迹中（选填“1”、“2”或“3”） 是上旋球（球沿逆时针方向旋转）的，是下旋 球（球沿顺时针方向旋转）的，是不旋转的，简要说明你为什么认为上旋球应该沿着 你选择的径迹运动.解 上图中的1，2, 3分别是上旋转，不旋转，和下旋转球的轨迹，由于球的转动，周围 的空气也随之绕球转动，对于上旋球，由于球的旋转，球上方的空气随之向左运动，但 同时，球向左运动，则空气相对于球向右运动，空气相对于球的两种运动作用相抵，球 上方的气流速度比下方的小，所以上方压强大，相当于对球产生向下方的附加压强，因 此，球受到向下的压力，沿弧线迅速下落.题型二流体压强与流速关系的实际应用例阅读下列材料，然后回答问题.草原犬鼠的空调系统图13-52 （甲）是非洲草原犬鼠洞穴的横截面示意图，犬鼠的洞穴有两个出口，一个是平的， 而另一个则是隆起的土堆，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 一个的洞口堆成土包状，是为了建一处视野开阔的了望台，但是如果这一假设成立的话，它 又为什么不在两个洞口都堆上土包呢？那样不是有两个了望台了吗？实际上两个洞口形状 不同，决定了洞穴中空气中流动方向。吹过平坦表面的风运动速度小，压强大；吹过隆起表 面的风流速大，压强小。因此，地面上的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:图 13-53（1）在图13-52甲上标出洞穴中的空气流动的方向（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候车？（图13-52乙）解 （1）如图13-53所示（2）运动火车周围的空气速度大，压强小，乘客靠 近运动的火车易发生事故，所以必须站在安全线 以外的位置中考典题精析考题 有的跑车在车的尾部设计安装了一种“气流偏导器”，它的上表面平直，底部呈弧 形凸起，相当于一个倒置的翅膀（如图13-54所示），这主要是为了让跑车高速行驶时， 车轮能更好地抓紧地面。请解释其中道理。（安徽省芜湖市2004年中考题）气流偏导器图 13-54闯关点拨对流体现象，注意分析物体形状，分析流速快慢（凸部流速快，窄处流速快）， 得到压力差的方向.解根据题意介绍，“气流偏导器”的横截面如图所示.当空气高速从左向右经过“气流偏 导器”时，它的下方气流速度比上方大.根据“流速越大，压强越小”，流过“气流偏导器” 的空气产生向下的压力差.这样汽车就会受到向下的压力，车轮对地面的压力增大，能更好 地抓紧地面.否则高速行驶时，车有一种“飘”的感觉.答 由于气流偏导器上表面平直，下表面凸起，所以当跑车高速行驶时，流过气流偏导器 上方的空气流速较慢，压强较大；而流过下方的空气速度较快，压强较小。这样，偏导器上 下方所受的压力差形成了一个向下的力，从而使车对地面的压力增大，摩擦力随之增大，提 高了车轮的着地性能。智能训练基础知识训练1. 如图13-55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”）。（题型一）2. 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”）。（题型一）3. 如图13-57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。（题型二）图 13-55图 13-56图 13-574. 在较光滑的水平桌面上，放两只乒乓球，两球之间间隔1cm,用一根细管向两管之间吹气， 发现两球会，这是由于吹气时两球之间的气流速度 ，压强较的缘故。（题型一）5. 想象一下，如果在气体和液体中流速越大的位置压强越大，则不会出现的情况是（）（题型一）A. 飞机翅膀的截面形状应该反过来B. 两艘并列同向行驶的船只不会相撞C. 地铁、火车站的站台安全线不必设置D. 喷雾器再怎么用力吹也喷不出雾来6. 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（）（题型一）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，空气压强大图 13-587. 如图12-55所示，将一张明信片沿着其边长弯成弧形放在玻璃台面上， 形成一座“拱桥”，当你对着“拱桥”使劲吹气时，你会发现（）（题型一）A.“纸桥”被吹开较长的距离C.“纸桥”被吹得上下跳动几下B. “纸桥”被吹开较短的距离D.“纸桥”紧贴桌面不动综合提高训练1.在北京某科技馆内，有一个风洞实验室，一架模型飞机 固定在托盘测力计上（如图13-59所示）。无风时，托 盘测力计示数为15N；当迎面吹着飞机的风速达到20m/s 时，托盘测力计的示数为7N，可以判定飞机受到了一个 新的力。根据你的分析，飞机受到的该力大小为N，方向。（题型一）2.分析以下实验并做出判断：对着自然下垂的两张作业纸的中间向下吹气（如图13-60所示），将会看到两张纸.（题型二）图 13-593.用细线吊起一个空的塑料饮料瓶，使它绕对称轴旋转，转动的塑 料瓶带动周围的空气绕它旋转。如果这时用电扇向它吹风，由于瓶 的转动，它的两侧的风速将不一样，如图13-61所示，根据流体流 速与压强的大小的关系，判断旋转的饮料瓶应向哪个方向移动，试 在图中用笔画出移动示意图。（题型二）4.别来利曼者的趣味物理学记述了这样一件事情：1912年秋 图13-61天，远洋货轮“奥林匹克”号在大海上航行，同时在离它100米远的地方，有一艘比它小得多的铁甲巡洋舰“豪克”号几乎跟它平行地航行。当两艘船到了如图13-62所示的位置时，发生了一起意外的事情：小船好像是服从着一种不可见的力量，竟扭转船头朝着大船，并且不服从舵手操纵，几乎笔直 地向大船冲来。“豪克”的船头撞在“奥林匹克”号的船 舷上，以致“豪克”号把“奥林匹克”号的船舷撞了一个 大洞。请同学们用我们今天学习到的知识解释这一事故发 生的原因。（题型二）5.阅读下列材料，然后回答问题.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？小明同学将图13-63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.从图中可以看出在A. B两处管的粗细不 同，因而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翼模型（如图13-64），将其固定在托盘测力计上，在机 翼模型的正前方用电扇迎面吹风来模拟飞机飞行时的气流，比较机翼上下方气流压强的大 小，进一步验证了上面的关系.图 13-63图 13-64(1)由图13-63所示的实验，可以得出流体的压强与流速之间有什么关系?(2)在图13-64所示的实验中，电扇转动后，托盘测力计的示数发生了什么变化?(3) 下列四种情形中，哪几种情形能够运用上述的实验规律进行解释？A. 乒乓球运动员拉出的弧圈球能急速旋转而下沉B. 将氢气球放手后，它会漂向空中C. 直升飞机能够停在空中一定高度处D. 船舶航行时应避免两艘靠近的船并排前进答：()(题型二)基础知识训练3.小于，5. C综合提高训练1. 8竖直向上1 .相撞 大于4.相靠近大小6. C13. 4大于2. B2.向中间合拢7. D3. 电风扇风向由左向右，塑料瓶自身上方的转动方向与风速同方向，附近气流速度较低， 此处压强较小；塑料瓶下方，瓶的转动方向与风速方向反方向，附近气流速度较快，此处压 强较大，因此塑料瓶将向上偏转。4. 两船同方向行驶，船体内侧水流速大于船体外侧水流速度，船体外侧压强小于船体内部 压强，船被水挤压相互靠近，容易发生碰撞危害。5. (1)流速大(小)的地方，压强小(大)(2)托盘测力计的示数会减小(3) A D