8.4流體壓強與流速的關系

滬科版八年級第八章《壓強》8.4流體壓強與流速的關系【知識梳理】1、流體壓強與流速的關系：（1）流體：流動的物體，指的是液體和氣體；（2）液體壓強與流速的關系：在氣體和液體中，流速越大的位置壓強越小，流速越小的位置壓強越大。2、飛機升力的產生原因：（1）飛機的升力的產生：飛機的機翼通常都做成上表面凸起、下表面平直的形狀；（2）當飛機在機場跑道上滑行時，流過機翼上方的空氣速度大、壓強小，流過機翼下方的空氣速度小、壓強大；（3）機翼上下方所受的壓力差形成向上的升力。【易錯點】飛機在飛行過程中，空氣通過機翼上下表面的時間相同，而上表面是凸起的，因而上表面的空氣流速較大。在流體中，流速越大的位置壓強越小，此位置的壓力也就越小。而機翼小表面平直，因而空氣流速較小，壓強較大，此位置的壓力也就會較大，機翼上下方所受的壓力差形成向上的升力?！疽?guī)律總結】在流體中，流速越大的位置壓強越小，在受力面積一定時，此處所受的壓力也越小?！镜淅治觥坷?021山東日照中考）如圖，某創(chuàng)新實驗小組設計的“研究洗體壓強與流速的關系”的裝置，Y為上端開口的容器，儲存液體，X1、X2為上端開口的細玻璃管，與礦泉水瓶、細塑料管等連通。Ｍ、N分別是X1、X內液體中同一水平線上的兩個點。下列判斷正確的是（）A．開關關閉時，X1內的液面高于X2內的液面B．開關打開時，X1內的液面低于X2內的液面C．開關關閉時，液體在M點的壓強大于液體在N點的壓強D．開關打開時，液體在Ｍ點的壓強大于液體在N點的壓強【答案】B【解析】開關關閉時，水停止流動，X1、X2、Y構成連通器，水靜止時，X1、X2液面相平。由圖得，M點的深度等于N點的深度，由得，液體在M點的壓強等于液體在N點的壓強，故AC錯誤；開關打開時，X1下端液體流速比X2下端液體流速快，壓強小，因此X1內的液面低于X2內的液面，故B正確；開關打開時，液體在Ｍ點的深度小于液體在N點的深度，液體在Ｍ點的壓強小于液體在N點的壓強，故D錯誤。故選C?！舅悸沸〗Y】在液體不流動時，根據液體壓強公式求解。根據連通器原理，靜止在連通器內的同一種液體各部分直接與大氣接觸的液面總是保持在同一水平面上,即各容器的液體深度總是相等。而打開開關后，液體流動起來，橫截面積越小的位置流速越大，壓強越小，因而支持的液柱高度也越小?！菊骖}操練】一、單選題1．（2021四川攀枝花中考）下列各圖所示的情境中，利用了“流體壓強與流速的關系”原理的是（）A．圖甲所示飛機機翼形狀，可以產生升力B．圖乙所示水庫堤壩設計成上窄下寬C．圖丙所示地漏存水杯可以隔離下水道異味D．圖丁所示用吸管喝飲料【答案】A【解析】如圖所示，飛機機翼的形狀是上端凸出，上端的流速大，壓強小，下端的流速小壓強大，上下表面的壓強差的方向是向上的，所以會產生向上的升力，故A符合題意；水庫堤壩設計成上窄下寬是根據液體的壓強隨深度的增大而增大，故B不符合題意；地漏存水杯可以隔離下水道異味，利用的是連通器原理，故C不符合題意；用吸管喝飲料利用的是大氣壓原理，故D不符合題意。故選A。2．（2021廣西梧州中考）有些電動車安裝了如圖所示的特制傘來遮陽擋雨，它給我們帶來方便的同時也帶來了安全隱患，這樣的電動車以較快速度行駛時有“向上飄”的感覺，下列關于這一現象的解釋正確的是（）A．傘上方的氣流速度大于下方，壓強小于下方B．傘上方的氣流速度大于下方，壓強大于下方C．傘上方的氣流速度小于下方，壓強大于下方D．傘上方的氣流速度小于下方，壓強小于下方【答案】A【解析】空氣經過如圖所示的傘時，在時間相同時，空氣經過上方的路程大于下方，那么傘上方的空氣流速大于下方的空氣流速，由于流體流速大的地方壓強小，所以，上方壓強小于下方壓強，故A正確，BCD錯誤。故選A。3．（2021山東濟南九年級）如圖所示是空調扇工作原理圖，吸風輪快速轉動時，熱空氣便從空調扇的后面被吸入超強吸水纖維中，經吸水纖維后熱空氣的溫度便降低形成了冷風經風道送出。熱空氣從空調扇的后面被吸入超強吸水纖維中的原因是吸風輪快速轉動時空調扇前面的空氣（）A．流速加快，壓強變小 B．流速變慢，壓強變小C．流速加快，壓強變大 D．流速變慢，壓強變大【答案】A【解析】在氣體中，流速越大的位置，壓強越小。吸風輪快速轉動時空調扇前面的空氣流速加快，壓強變小，熱空氣便從空調扇的后面被吸入超強吸水纖維中。故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。4．（山東煙臺中考）列實驗中不能揭示流體壓強與流速關系的是（）A． B． C． D．【答案】B【解析】向下吹氣時，乒乓球上方空氣流速較大，壓強較小，下方空氣把乒乓球頂住，能揭示流體壓強與流速關系，故A不符合題意；圖中現象是大氣把水壓入口中，不能揭示流體壓強與流速的關系，故B符合題意；對紙上方吹氣時，上方空氣流速較大，壓強較小，下方空氣把紙托起，能揭示流體壓強與流速關系，故C不符合題意；對管口吹氣時，管口上方空氣流速快，壓強小，管外大氣壓把水壓入管中，從管口出噴出，能揭示流體壓強與流速關系，故D不符合題意。故選B。5．（2021江蘇蘇州中考）在下列幾種航空器中，主要利用壓強和流速的關系獲得升力的是（）A．觀光熱氣球 B．民航客機C．武裝直升機 D．運載火箭【答案】B【解析】觀光熱氣球利用了通過加熱氣球內的氣體使熱氣球內空氣的溫度升高，密度減小，當密度小于熱氣球外空氣的密度時熱氣球就會上浮，故A不符合題意；飛機的機翼上凸下平，當空氣流動時上表面流速快壓強小，下表面流速慢壓強大，產生了一個向上的壓強差，所以飛機獲得升力，故B符合題意；直升飛機是利用螺旋槳（又稱為“旋翼”）的運動對空氣施加了一個向下的力，物體間力的作用是相互的，空氣對螺旋槳施加了一個向上的力，所以，直升機的升力產生的原因和固定翼飛機是不同的，與流體的壓強沒有關系，故C不符合題意；運載火箭靠燃氣的反沖力獲得升力，故D不符合題意。故選B。6．（2021湖南邵陽中考）下列對“清風不識字，何必亂翻書”的解釋最符合科學道理的是（）A．空氣流速越慢的地方，氣體壓強越小 B．氣體壓強隨高度的增加而增大C．氣體壓強隨高度的增加而減小 D．空氣流速越快的地方，氣體壓強越小【答案】D【解析】“清風不識字，何必亂翻書”指的是壓強與空氣流速的關系，而空氣流速越慢的地方，氣體壓強越大；空氣流速越快的地方，氣體壓強越小。書的上表面空氣流速快，下表面空氣流速慢，形成向上的壓強差，使得書頁翻了過來。故選D。7．（2020廣西玉林中考）如圖所示，一列“和諧號”動車正在鐵軌上運行，下列說法錯誤的是（）A．緊急剎車時，乘客身體會前傾B．運行的速度越大，其周圍空氣的壓強越小C．運行的速度越大，其周圍空氣的壓強越大D．鐵軌下面鋪放枕木，是為了減小對地面的壓強【答案】C【解析】慣性就是物體保持原來的運動狀態(tài)的性質，故高速行駛的車輛緊急剎車時，由于慣性乘客想保持原來的速度向前運動而車輛在減速，故乘客都要向前傾倒，故A正確，不符合題意；動車開動時，使動車周圍的空氣流動速度快，壓強變小，故B正確，不符合題意；C錯誤，符合題意；在鐵軌下面鋪設枕木，是在壓力一定時，增大受力面積來減小對地面的壓強，保護路基；故D正確，不符合題意。故選C。8．（2021黑龍江哈爾濱八年級期中）草原犬鼠是大草原常見的小動物，它挖的洞有多個洞口，一些洞口比較平整，一些洞口由圓錐形土堆圍成，這樣的結構能改善洞內的通風情況。小宇同學對犬鼠洞穴非常感興趣，他設計了下面四個洞穴（圖中箭頭表示空氣流動方向），四個洞穴正確的是（）A．B．C．D．【答案】A【解析】犬鼠的洞穴有兩個出口，由于一個是平的，另一個則是隆起的土堆，這樣等質量的空氣在相同的時間內通過出口的上表面，吹過平坦表面的風運動速度小，壓強大；吹過隆起表面的風流速大，壓強小。所以，地面上的風吹進了犬鼠的洞穴，給犬鼠帶去了習習涼風。綜上所述，氣流應該從平的洞口流入，從隆起土堆的洞口流出，由圖知道，A符合題意。故選A。9．（2021廣西荔浦八年級期末）船在水中航行時，船體受到水的阻力較大，影響航行速度。圖是一種水翼船，船體下安裝了水翼。船在高速航行時，水面下的水翼會使船體抬高從而減小水對船體的阻力。水翼的形狀應是圖中的（）A． B． C． D．【答案】A【解析】在流體中流速越大的位置，壓強越小。當船在水中高速航行時，水翼上表面凸起，它與船體間的水流速度大，壓強??；水翼下表面做成平面，水流速度小，壓強大，即在水翼的上下表面存在向上的壓力（壓強）差，所以船體被抬高了，故水翼的形狀應該是圖中的A。故選A。10．（2020江蘇新吳八年級期末）如圖所示，是中國科技館的“球吸”展項。不吹風時，兩球靜止。當風自下而上吹向兩球中間時，兩球會相互靠攏，出現“球吸”現象。針對這一現象下列說法不正確的是（）A．兩球相互靠攏說明兩球受到力的作用B．兩球相互靠攏說明兩球中間的氣流流速大、壓強小C．由于水流與氣流不同，所以兩艘艦船可以并肩高速航行D．由于“球吸”現象的存在，乘客必須站在安全線外候車【答案】C【解析】不吹風時，兩球靜止。當風自下而上吹向兩球中間時，兩球中間氣體的流速大，壓強小，觀察到的現象是兩球在壓強差產生的壓力差的作用下，向中間靠攏，故AB正確，不符合題意；兩艘艦船并排航行時，兩船之間的水流速度大，壓強小，兩船外側水流速度小，壓強大，形成向里的壓力差，使兩船相互靠攏，所以兩艘艦船不可以并肩高速航行。故C錯誤，符合題意；“球吸”現象是由于流速大的地方壓強小，當人離列車太近時，高速列車行駛過程中，使人和列車之間的空氣流動速度很大，壓強很小，人外側的壓強大于內側壓強，人在內外壓強差的作用下，被壓向列車出現事故，所以乘客必須站在安全線外候車，故D正確，不符合題意。故選C。11．（2021山東威海中考）如圖所示，水平放置的“H”形容器，右側裝有植物油，左側可能裝有水或酒精，中間用一個可以無摩擦移動的活塞密封，活塞處于靜止狀態(tài)，則左側可能裝有哪種液體？若想讓活塞向左側移動，可以在什么位置水平吹氣？（）（）A．水a處 B．水b處 C．酒精a處 D．酒精b處【答案】C【解析】活塞處于靜止狀態(tài)，說明兩側液體在活塞兩側產生的壓強大小相同。由圖得，左側液體到活塞的深度比右側植物油到活塞的深度深，說明左側液體的密度小于右側植物油的密度，因此左側液體可能是酒精。若想讓活塞向左側移動，可以在a處吹氣，使左側液體上空的空氣流速變快，壓強變小，在b處大氣壓的作用下，活塞會往左邊移動，故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。二、填空題12．（2021四川綿陽中考）高鐵站臺上的工作人員總是提醒“請站在黃色安全線外排隊候車”，這是由于當列車駛過時，安全線與列車之間空氣的流速比安全線外空氣的流速_______，越靠近列車，空氣壓強越_______，也就越危險。（選填“大”或“小”）?！敬鸢浮靠煨　窘馕觥苛黧w流速越快的位置，壓強越小。當列車駛過時，列車帶動周圍空氣流動，使得安全線與列車之間空氣的流速變快，壓強變小，越靠近列車，空氣流速越快，空氣壓強越小，故越靠近列車就越危險。13．（2021廣西河池中考）晉朝葛洪所著的《抱樸子》一書有這樣的記述：“或用棗心木為飛車，以牛革結環(huán)劍，以引其機……上升四十里?！逼渲械摹帮w車”被認為是關于竹蜻蜓的最早記載。竹蜻蜓的原理如圖所示，當旋轉時，流過葉片上方的氣流速度較______，在葉片上下表面產生壓強差，形成對葉片向______的壓力差，推動竹蜻蜓飛行?！敬鸢浮看笊稀窘馕觥恐耱唑焉厦嫱蛊?、下面平直，旋轉時上方的空氣流速大、壓強小，下方的空氣流速小、壓強大，產生向上的壓力差。14．（2021遼寧阜新中考）海上護航艦艇都采用前后編隊航行，是因為艦艇平行急速行駛時，艦艇間水流速度大，壓強______（選填“大”或“小”），會發(fā)生相撞事故?！敬鸢浮啃　窘馕觥颗炌Ш叫袝r若兩艘靠的比較近且并排前進，兩艦艇之間的水流通道變窄，水流速度變大，壓強變小，小于兩艦艇外側的壓強，會形成向內的壓強差，使船相撞。15．（2021遼寧大連中考）如圖所示，取一根塑料吸管，在某處剪一水平切口，從切口處折彎吸管，把吸管插入水中。用力向管中吹氣，發(fā)現切口處有水噴出。這是因為吹氣時，切口處氣體的流速大，壓強______，杯中水在______的作用下上升到切口處，隨氣流噴出?！敬鸢浮啃〈髿鈮骸窘馕觥恳驗榇禋鈺r，切口處氣體的流速大，壓強小，小于外界大氣壓，杯中水在大氣壓的作用下上升到切口處，隨氣流噴出。16．（2021遼寧中考）如圖是翼裝運動員表演時的情景，翼裝的形狀與機翼相似，這是利用空氣流速越快的位置______來獲得升力。隨著其高度的降低，大氣壓強將會變______。當運動員在空中勻速盤旋時，他受到的力為______（填“平衡力”或“非平衡力”）。【答案】壓強越小大非平衡力【解析】[1]翼裝上凸下平，利用流體流速大的位置壓強小的知識，使翼裝上方空氣流速快壓強小，從而獲得向上的升力。[2]由于大氣壓是隨著高度的增加而減小的，所以，隨著其高度的降低，大氣壓強將變大。[3]當運動員在空中勻速盤旋時，運動方向不斷發(fā)生變化，所以受到的力為非平衡力。17．（2021福建中考）我國南極泰山站采用輕質材料裝配而成，為了避免被強橫風吹動移位，支架上懸空部分結構特點如圖，其上方空氣的流速______下方的流速，上方的壓強______下方的壓強，使房屋更加牢固。【答案】小于大于【解析】風刮過南極泰山站，站頂上方的空氣流動速度小，壓強大；站頂受到向上的壓強小于向下的壓強，受到向下的壓力大于向上的壓力，使整體更加穩(wěn)固，使房屋更加牢固。18．（2021四川涼山中考）觀察圖甲中汽車的外形可知，若汽車在水平路面上急速行駛，由于車上、下表面空氣的流動速度不同，車對地面的壓力會______（選填“變大”“變小”或“不變”），從而使車與地面之間的摩擦力______（選填“變大”“變小”或“不變”），車容易失控。為了避免發(fā)生上述意外情況，有些跑車為了提高“抓地力”在車尾安裝了一種“氣流偏導器”，其外形應選用圖乙中的______（選填“A”或“B”）?！敬鸢浮孔冃∽冃【解析】[1]汽車在水平路面上急速行駛,由圖甲可知，相同時間內汽車上表面空氣通過的路程較長，根據，汽車上表面空氣的流動速度大于下表面流動的速度，因氣體流速大的地方壓強小，故汽車上表面受到的壓力小于下表面受到的壓力，汽車產生向上的升力，汽車對地面的壓力會變小。[2]因在接觸面粗糙程度相同時，壓力越小，摩擦力越小，根據汽車對地面的壓力會變小，從而使車與地面之間的摩擦力變小，車容易失控。[3]為了避免發(fā)生上述意外情況，有些跑車為了提高“抓地力”，即應增大車對地面的壓力，在車尾安裝了一種“氣流偏導器”，結合[1]，其外形應選與汽車外形相反的形狀，即用圖乙中的B。19．（2019廣東廣州八年級期中）某物理課外小組制作了如圖所示的實驗裝置，大缸內的水足夠多，打開A閥門，水流入管道，當水穩(wěn)定后，a管液面高度___________b管液面高度（填“大于”、“小于”或“等于”），依據是連通器中，水靜止時水面___________；再打開B閥門，在水向外流的過程中，a管液面高度___________b管液面高度（填“大于”、“小于”或“等于”），依據是流體___________。【答案】等于相平大于流速大的地方壓強小【解析】打開A閥門，水流入管道，a管、b管、大燒杯組成了連通器，因為連通器中裝有同種液體，所以根據連通器原理可知，當水穩(wěn)定后，a管液面高度等于b管液面高度。再打開B閥門，粗管和細管中水的流量相同，細管處水的流速大、壓強小，支持的水柱低；粗管處水的流速小、壓強大，支持的水柱高，所以a管液面高度大于b管液面高度。20．（2020廣東廣州市廣大附屬實驗學校八年級期中）如圖所示，課堂上物理老師把一個輕的空紙盒豎立在講臺上，讓電吹風的風從它左邊側面吹過（不吹到盒子），可以看到盒子將向___________邊倒，這是因為左邊的空氣流速大，壓強___________?！敬鸢浮孔笮　窘馕觥侩姶碉L的風從它左邊側面吹過，紙盒左側的空氣流速變大，壓強變小，紙盒右側的大氣壓不變，產生了一個向左側的壓強差，將紙盒壓向左側。21．（2021遼寧大洼八年級期中）緊閉車窗的汽車行駛在無風的雪天，如果打開一側的車窗，汽車外面的雪___________（選填“可能”或“不能”）飄進車里，這是因為汽車在行駛過程中，車窗外空氣流速___________車內空氣的流速，車窗外空氣的壓強___________車內空氣的壓強的緣故（選填“大于”、“等于”或“小于”）?！敬鸢浮坎荒艽笥谛∮凇窘馕觥扛鶕黧w壓強和流速的關系可知，當汽車行駛在無風的雪天時，打開一側的車窗時，車窗外空氣相對于車的流速大于車內空氣的流速，車窗外空氣的壓強小于車內空氣的壓強，產生向外的壓強差，因此，汽車外面的雪不可能飄進車里。22．（2021湖北遠安八年級期末）今年在武漢等地發(fā)生龍卷風，對人民生命生產造成較大損失。當龍卷風經過地面時，其氣旋中心速度很___________，壓強很___________，將地面物體一起“吸”向空中，隨龍卷風運動到別處落下，造成嚴重損傷?！敬鸢浮看笮　窘馕觥魁埦盹L能“吸”起物體的主要原因是龍卷風內部的氣體流速大，壓強小。當龍卷風經過湖面時，其氣旋中心速度很大，壓強很小，將地面物體一起“吸”向空中，地面物體隨龍卷風運動到別處落下，造成嚴重損傷。三、簡答題23．（2021湖南臨澧八年級期末）居室前后兩面的窗戶都打開時，“過堂風”會把居室側面擺放的衣柜門吹開；請用所學的物理知識解釋發(fā)生這一現象的原因?！敬鸢浮烤邮仪昂髢擅娲皯舳即蜷_時，衣柜外空氣流速快，壓強小，衣柜內空氣流速慢，壓強大，于是產生一個向外的壓強差，將衣柜門推開?！窘馕觥烤邮仪昂髢擅娲皯舳即蜷_時，衣柜外空氣流速快，壓強小，衣柜內空氣流速慢，壓強大，于是產生一個向外的壓強差，將衣柜門推開。四、實驗題24．（2021江蘇連云港中考）在學習“流體壓強與流速關系”后，同學們知道了當氣流吹向機翼時，飛機會獲得升力，并且在相同條件下，氣體的流速越大，飛機獲得的升力也越大。為了探究飛機獲得的升力與其他因素的關系，研究人員利用3D打印機制作出大小不同的紙機翼模型進行風洞模擬實驗，如圖甲所示。用傳感器測量相關數據，進行分析研究。（1）研究人員利用控制變量法探究飛機獲得的升力與機翼投影面積的關系時，實驗數據如下表所示。①分析數據，你得出的初步結論是_________。②此實驗選用三組不同的風速分別進行是為了________。機翼投影面積S/m2風速為v1時飛機獲得的升力F1/N風速為v2時飛機獲得的升力F2/N風速為v3時飛機獲得的升力F3/N0.013310.0320.0270.0230.009980.0230.0210.0170.006650.0150.0130.011（2）通過上述信息分析可知：v1___________v2（選填“大于”或“小于”）。（3）研究人員又探究了飛機獲得的升力F與迎角α的關系，根據實驗數據繪制的圖像如圖乙所示。分析圖像，你得出的結論是___________?！敬鸢浮科渌蛩叵嗤瑫r，機翼投影面積越大，飛機獲得升力越大。尋找普遍規(guī)律，避免偶然性大于其它因素相同，飛機獲得的升力隨迎角增大先變大后變小。【解析】（1）①由實驗數據可知，其它因素相同，機翼投影面積越大，飛機獲得升力越大。②實驗中為了尋找普遍規(guī)律，避免偶然性，選用三組不同的風速分別進行。（2）在相同條件下，氣體的流速越大，飛機獲得的升力也越大，由表中數據可知，機翼投影面積相同時F1＞F2，所以v1＞v2（3）由圖乙可知，其它因素相同，飛機獲得的升力隨迎角增大先變大后變小。25．（2021江蘇宜興外國語學校八年級期末）小陽在“五?一”節(jié)外出旅游乘飛機時觀察到①飛機在起飛和航行時機翼的仰角不同②飛機越大其機翼越大。他想探究“機翼獲得升力的大小與機翼仰角、機翼面積有什么關系？”（機翼仰角為機翼下表面與水平面的夾角，機翼面積指機翼在水平面上投影的面積）于是，他和興趣小組的同學們一起利用塑料泡沫等材料自制了三個質量相同、形狀相同、面積不同的機翼模型，將其固定在托盤測力計上，在機翼模型的正前方用電扇迎面吹風，來模擬飛機起飛時的氣流，實驗裝置如圖所示。（每次吹風前托盤測力計的示數均為3.5N）機翼面積/cm2測力計的示數/N機翼