八年级物理下册知识点9.4流体压强与流速的关系

八年级物理下册知识点9.4流体压强与流速的关系

知识点9.4流体压强与流速的关系 一、流体压强与流速的关系知识结构导图 二、知识点巩固 ‎9.4、流体压强与流速的关系 ‎1、物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。‎ ‎2、在气体和液体中，流速越大的位置，压强越小。‎ ‎3、应用：‎ ‎1)乘客候车要站在安全线外；‎ ‎2)飞机机翼做成流线型，上表面空气流动的速度比下表面快，因而上表面压强小，下表面压强大，在机翼上下表面就存在着压强差，从而获得向上的升力；‎ 三、知识点精炼 一．选择题（共8小题）‎ ‎1．（2020春•武昌区校级期中）如图所示的实验现现象揭示的物理原理或规律所对应的应用不正确的是（　　）‎ A．地漏 ‎ B．气体压强传感器 ‎ C．水坝 ‎ D．机翼 ‎【考点】：液体的压强的特点；连通器原理；流体压强与流速的关系． ‎ ‎【答案】：B ‎【解析】：A、图中上方是连通器；下方的地漏属于上端开口、下部连通的容器，利用了连通器原理，故A正确；‎ B、图中上方的覆杯实验证明了大气压的存在；下方是研究气体压强与流速的关系，二者原理不同，故B错误；‎ C、图中上方的压强计可研究液体压强随深度的变化；水坝上窄下宽，是因为液体内部压强随深度的增加而增大，二者原理相同，故C正确；‎ D、向两张纸中间吹气，纸向中间靠拢，揭示的物理原理是：空气流速大的地方压强小。飞机的机翼就是根据流体压强和流速的关系升空的。二者原理相同，故D正确。‎ 故选：B。‎ ‎2．（2020•成都模拟）1738年伯努利发现了流体压强与流速有关，以下选项不能利用伯努利这一发现的是（　　）‎ A．正在升空的“飞机” ‎ B．地面刮起的“龙卷风” ‎ C．漂浮在水面上的“小船” ‎ D．乒乓球运动员拉起的“弧旋球”‎ ‎【考点】：流体压强与流速的关系．‎ ‎【答案】：C ‎【解析】：A、飞机的机翼做成上凸下平的形状，当飞机运动时，流过机翼上方的空气流速大、压强小，流过机翼下方的空气流速小、压强大，机翼上下方就有了向上的压力差，便形成向上的升力，利用了伯努利这一发现，故A不符合题意。‎ B、地面刮起的“龙卷风”，由于内部空气流速加快、压强变小，可将物体“吸”入龙卷风的中心，利用了伯努利这一发现，故B不符合题意；‎ C、漂浮在水面上的“小船”是由于受到的浮力等于重力，不能利用伯努利这一发现来解释，故C符合题意；‎ D、球的急速旋转，带动了空气的旋转，球的上方空气的旋转方向与空气相对于球的运动方向相反，两者抵消，空气流速慢。而下方空气的旋转方向与空气相对于球的运动方向相同，两者迭加，空气流速快。故球的上方空气流速慢、压强大，下方流速大、压强小，而使球运动的方向发生改变，利用了伯努利这一发现，故D不符合题意。‎ 故选：C。‎ ‎3．（2020春•市南区校级月考）下列实验中，能证明“在气体中，流速越大的位置，压强越小”的是（　　）‎ A．图甲，将下端蒙有橡皮膜的玻璃管插入水中，橡皮膜向上凹陷 ‎ B．图乙，将小桌放入沙盘中，小桌腿陷入沙子中 ‎ C．图丙，将 U 形管中装入水，当水不流动时，两边的液面相平 ‎ D．图丁，向自由下垂的两张纸中间吹气，两张纸向中间靠拢 ‎【考点】：流体压强与流速的关系． ‎ ‎【答案】：D ‎【解析】：A、把下端蒙有橡皮膜的空玻璃管插入水中，橡皮膜向上凹陷，说明液体向上存在压强，这是由于液体具有流动性而产生的，故A不符合题意。‎ B、将小桌放入沙盘中，小桌腿陷入沙子中，当压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显；不能证明在气体中，流速越大的位置，压强越小，故B不符合题意；‎ C、上端开口、下端连通的容器称为连通器，连通器内盛同种液体且液体不流动时，各容器中的液面总保持相平，不能证明流体压强与流速的关系，C不符合题意；‎ D、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，两纸受到向内的压力差，所以两张纸将向中间靠拢，故D符合题意。‎ 故选：D。‎ ‎4．（2020春•山西期中）小明坐在行驶的汽车上发现车内有人吸烟时，把窗玻璃降下一点，烟就“嗖嗖”被“吸”到窗外，关于这一现象的解释，用到的物理知识是（　　）‎ A．二力平衡 B．流体压强与流速的关系 ‎ C．大气压的存在 D．连通器原理 ‎【考点】：流体压强与流速的关系． ‎ ‎【答案】：B ‎【解析】：当汽车行驶时，相对于汽车，车窗外空气流速大、压强小；车内空气流速小、压强大，产生了向外的压强差，所以烟就“嗖嗖”被“吸”到窗外了。‎ 故选：B。‎ ‎5．（2020春•南京月考）2017年5月18日，由中国自主研制的“直﹣19E”出口武装直升飞机首飞成功，如图所示，当直升机沿水平方向匀速直线向左行驶时，它受到的升力的方向（　　）‎ A．竖直向上 B．斜向左上方 C．水平向左 D．水平向右 ‎【考点】：飞机的升力． ‎ ‎【答案】：A ‎【解析】：直升机沿水平方向匀速直线向左行驶时，它受到竖直方向的重力和升力，二者是一对平衡力；同时受到水平方向的牵引力和空气阻力，二者也是一对平衡力。‎ 直升机受到的升力是机翼给空气一个向下的力，空气给机翼一个向上的反作用力，因此，升力的方向是竖直向上的。‎ 故选：A。‎ ‎6．（2020春•内蒙古月考）小军同学家买了轿车，他在观察轿车时，突然联想到机翼形状及相关的物理知识。于是，他做了如下推断：设轿车静止时对水平地面的压力为F1，高速行驶时对水平地面的压力为F2，则（　　）‎ A．F1＞F2 B．F1＝F2 ‎ C．F1＜F2 D．条件不足，无法判断 ‎【考点】：流体压强与流速的关系． ‎ ‎【答案】：A ‎【解析】：小轿车静止时对水平地面的压力：F1＝G，‎ 等质量的空气在相同的时间内同时通过轿车的上表面和下表面，由于轿车上表面弯曲，下表面平直，所以空气通过轿车上表面的流速大，通过下表面的流速较小。因为轿车上方的空气流速大，压强较小；轿车下方的空气流速小，压强大，所以轿车受到一个竖直向上的升力；轿车对地面的压力等于轿车重减去升力，所以轿车对地面的压力小于车的重力，即F2＜G，‎ 由此可知，F1＞F2。‎ 故选：A。‎ ‎7．（2020•丛台区校级二模）下列选项中对应关系不正确的是（　　）‎ A．穿潜水服潜水﹣﹣液体压强 ‎ B．用注射器推药液﹣﹣大气压强 ‎ C．突然刹车乘客向前倒﹣﹣惯性现象 ‎ D．人站在火车站台安全线外﹣﹣流体压强 ‎【考点】：惯性；液体的压强的特点；大气压强的存在；流体压强与流速的关系． ‎ ‎【答案】：B ‎【解析】：A、潜水员潜入水中后，要受到水对他的压强，并且随着深度的增加，压强也在增大，为了防止身体受到伤害，所以潜水员潜入深水时，要穿用来抗压的潜水服。故A正确。‎ B、用注射器推药液是护士手的推力使药液进入病人的身体，与大气压无关，故B错误。‎ C、汽车突然刹车，乘客向前倾倒，是因为汽车由运动变为静止时，乘客由于惯性，仍保持原来的运动状态，向前运动，所以乘客要向前倾倒。故C正确。‎ D、火车进站时，火车带动其周围的空气快速流动，所以人身体靠近火车的那一侧的空气流速快，压强小，身体远离火车的那一侧的空气流速小，压强大，这个压强差容易将人压向行驶的火车从而造成伤害。故D正确。‎ 故选：B。‎ ‎8．（2020•福建一模）如图所示的四种飞行器中，利用流体压强与流速关系获得升力的是（　　）‎ A．飞机 B．热气球 ‎ C．飞艇 D．火箭 ‎【考点】：流体压强与流速的关系． ‎ ‎【答案】：A ‎【解析】：A、飞机的机翼上面凸起，下面平直，飞机升空时，流过机翼上方的空气流速大压强小，流过机翼下方的空气流速小压强大，便形成了向上的升力，符合题意；‎ B、热气球能在空中飞行，是因为气球内气体的密度比空气的密度小，热气球在空气中受到浮力大于或等于其重力，不符合题意；‎ C、飞艇能在空中飞行，是因为飞艇内的氦气密度比空气小，它受到的浮力大于重力，所以能在空中飞行，不符合题意；‎ D、火箭升空靠喷气产生的动力推动，火箭升空时向地面喷出了高温高压的燃气，由于物体间力的作用是相互的，高温高压的燃气对火箭施加了一个向上的反作用力，使火箭升空，不符合题意。‎ 故选：A。‎ 二．填空题（共6小题）‎ ‎9．（2020•陕西一模）为抗击新冠师炎疫情，学校购买了一种喷雾器给教室喷洒消毒剂。如图所示是其工作时的示意图。当推动活塞时，管口的空气流速增大，管口处的压强　　‎ ‎（选填“增大”“减小”或“不变”）；瓶中的液体就在　 　的作用下被压上去，随流动的空气而喷成雾状。若瓶中消毒液的深度为20cm，则消毒液对瓶底的压强是　　Pa．（ρ消毒液＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）‎ ‎【考点】：液体的压强的计算；流体压强与流速的关系． ‎ ‎【答案】：减小；瓶内气压；2000‎ ‎【解析】：（1）当推动活塞时，管口的空气速度增大，管口处的压强减小，此处压强小于容器内液面上方气体压强。液体就在容器内液面上方较大压强的作用下，沿着细管上升到上端开口处，受气流的冲击，被喷成雾状。‎ ‎（2）已知h＝20cm＝0.2m，则消毒液对瓶底部的压强：‎ p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m＝2000Pa。‎ 故答案为：减小；瓶内气压；2000。‎ ‎10．火车提速后，车站站台上的候车安全距离从1m增大到2m，这是因为快速行驶的列车使周围空气流速　　，压强　 　（填“增大”、“减小”或“不变”），靠近铁路候车的旅客有被气流卷入车底的危险，所以要增加安全距离。‎ ‎【考点】：流体压强与流速的关系.‎ ‎【答案】：增大；减小 ‎【解析】：列车行驶过程中，列车的速度很大，人靠近列车时，使人和列车之间的空气流动速度增大，压强减小，人外侧的压强不变，外侧压强大于内侧压强，人在内外侧压强差的作用下有被卷入车底的危险，所以要增加安全距离。‎ 故答案为：增大；减小。‎ ‎11．（2020•三明模拟）如图所示，机翼上方的形状为曲线，下方形状近似于直线，机翼上方空气流动速度比下方流速　 　，机翼上方受到大气的压强比机翼下方受到的压强　　‎ ‎，使飞机获得竖直向上的升力。‎ ‎【考点】：流体压强与流速的关系． ‎ ‎【答案】：大；小 ‎【解析】：机翼上方的形状为曲线，下方形状近似于直线，‎ 所以，在相同的时间内，机翼上方的气流通过的路程比下方气流通过的路程长，则空气通过上方的流速大，通过下方的流速较小，‎ 因机翼上方的空气流速大、压强较小，下方的空气流速小、压强大，‎ 所以，形成的压强差使飞机获得竖直向上的升力。‎ 故答案为：大；小。‎ ‎12．（2020春•大姚县校级月考）茶壶是根据　 　的道理把壶嘴和壶身做得一样高。医生打针时，用针管吸取药液，是利用　 　的作用而实现的。流速和压强的关系：在液体和气体中流速越大的地方，压强　 　。‎ ‎【考点】：流体压强与流速的关系． ‎ ‎【答案】：连通器； 大气压；越小。‎ ‎【解析】：（1）茶壶的壶嘴和壶身构成了一个连通器，当里面的水不流动时，壶嘴的水面和壶身的水面保持相平。‎ ‎（2）用针管吸取药液，向上提起活塞时，针管内的体积增大，压强减小，药液在外界大气压的作用下被压入针管内。‎ ‎（3）由流体压强与流速的关系可知，在流体中流速越大的地方、压强越小。‎ 故答案为：连通器； 大气压；越小。‎ ‎13．（2020•瑶海区校级二模）如图是小明在上学的路上，伞被风吹得向上翻起的情景，伞的上表面风速比下表面的风速大，上表面空气压强比下表面　 　。‎ ‎【考点】：流体压强与流速的关系． ‎ ‎【答案】：小 ‎【解析】：风吹向伞，由于伞的下表面风速比伞的上表面的风速小，从而使伞的下表面受到空气压强比上表面大，对伞产生一个向上的升力，故伞向上翻起。‎ 故答案为：小。‎ ‎14．（2020•长春模拟）春节假期小红在家帮妈妈做家务时发现拿沾有油渍的碗时，碗容易滑脱，是　　较小的缘故；吸油烟机能将油烟吸走，是因为空气流速越快，压强越　 　。‎ ‎【考点】：增大或减小摩擦的方法；流体压强与流速的关系． ‎ ‎【答案】：摩擦力；小 ‎【解析】：拿沾有油渍的碗，油渍减小了手和碗之间的粗糙程度，减小了摩擦力，容易滑落；‎ 吸油烟机工作时是增大空气流动速度，压强减小，油烟在压强差的作用下被吸进油烟机排出。‎ 故答案为：摩擦力；小。‎ 三．实验探究题（共1小题）‎ ‎15．（2020春•东湖区校级月考）小建老师在一次放学途中看到如图1所示的场景：一位同学撑一把雨伞行走在雨中，一阵大风吹来，伞面被“吸”起，发生形变。‎ ‎【实验猜想】猜想：伞面受力大小可能与空气的　 　有关 ‎【设计实验与进行实验】小建老师自制了一个上凸下平的模型，将其固定在托盘测力计上；如图2乙所示。在模型的正前方用电风扇迎面吹风，模拟气流。‎ ‎【收集数据】‎ 风速 无风 低速 高速 托盘测力计示数（N）‎ ‎18‎ ‎16‎ ‎10‎ ‎【分析论证】模型上方空气流速快，压强小，模型受到向　　的升力；空气流速越　　，这个力越　 。‎ ‎【拓展应用】‎ ‎（1）如图3所示，小汽车的外形类似于飞机机翼上凸下平，当一辆飞奔的小汽车在平直的公路上匀速行驶时，请回答：‎ ‎①小汽车在水平方向上受到的阻力　　（选填“大于”、“小于”或“等于”）它的牵引力；‎ ‎②小汽车对地面的压力　 　车的重力（选填“大于”、“小于”或“等于”）；‎ ‎（2）为解决某地下商城“工”字形通道中过道的通风问题，技术员设计了以下几种方案。如图4所示，黑色部分为墙面凸出部分，为安装在过道顶的换气扇，其中既有效又节能的是　　。‎ ‎【考点】：流体压强与流速关系的探究实验． ‎ ‎【答案】：流速；上；快；大；（1）①等于；②小于；（2）C。‎ ‎【解析】：根据题意，一阵大风吹来，空气流动速度改变，伞面被“吸”起，发生形变，我们可以猜想伞面受力大小可能与空气的流速有关；‎ 根据表格中数据分析，当无风时，托盘测力计示数等于模型重力，当风速变为低速，直到告诉，托盘测力计示数变小了，说明模型受到了向上的升力，并且空气流速越快，这个力越大；‎ ‎（1）①飞奔的小汽车在平直的公路上匀速行驶时，汽车处于平衡状态，受平衡力作用，所以小汽车在水平方向上受到的阻力等于它的牵引力；‎ ‎②小汽车的外形类似于飞机机翼上凸下平，根据上面实验结论上方凸空气流速快，压强小，汽车受到向上的升力，所以小汽车对地面的压力小于车的重力；‎ ‎（2）为解决某地下商城“工”字形通道中过道的通风问题，让过道中空气流动起来，那就要使过道两侧通道空气流速不同，从而使两侧通道压强不同，通过这个压强差促使通道内空气流动产生通风的效果，根据探究实验结论，我们只要在两通道的其中一个加凸起，就可以保证两侧有压强差，为了节能我们也没有必要加装换气扇，综上所述此题应选C；‎ 答案为：流速；上；快；大；（1）①等于；②小于；（2）C。‎ 四．计算题（共1小题）‎ ‎16．（2019•新邵县模拟）某次龙卷风发生时，房屋外部气压会减小到9×104Pa，假如屋内气压为1×105Pa，屋顶面积为100m2，求：‎ ‎（1）说明房屋外部气压减小的原因；‎ ‎（2）房屋内外的压强差；‎ ‎（3）屋顶受到的压力及此压力的方向。‎ ‎【考点】：压强的大小及其计算；流体压强与流速的关系． ‎ ‎【答案】：（1）房屋外部气压减小的原因是房屋外部空气流速较大，压强减小；（2）10000Pa；（3）106N，此压力的方向向上 ‎【解析】：（1）龙卷风刮过时，房屋外部空气流速较大，压强减小。‎ ‎（2）房屋内外的压强差△p＝1.0×105Pa﹣0.9×105Pa＝10000Pa；‎ ‎（3）由p＝可得，屋内外的大气压力差△F＝△pS＝10000Pa×100m2＝106N。‎ 由于房屋外部靠近龙卷风的方向，空气流速大，压强小，房屋内空气流速小，压强大，屋顶在压强差的作用下，受到向上的压力差，巨大的压力可将屋顶掀飞。‎ 答：（1）房屋外部气压减小的原因是房屋外部空气流速较大，压强减小；‎ ‎（2）房屋内外的压强差为10000Pa；‎ ‎（3）屋顶受到的压力为106N，此压力的方向向上。‎ 五．综合能力题（共1小题）‎ ‎17．（2020•广东模拟）请你阅读短文，回答以下问题。“复兴号”列车 ‎2017年6月26日11时05分，具有完全知识产权的“复兴号”，在京沪高铁两端的北京南站和上海虹桥站双向发车成功，如图甲所示。试验最高时速350km/h，这意味着我国已经能够自主生产出达到世界先进水平的动车组列车。“复兴号”的内部设计体现了“以人为本”的理念，如车内可随时充电，车厢内wifi网络的全覆盖等，都为旅客带来了更好的出行体验。让“复兴号”载着我们中国梦飞向祖国的大江南北！‎ ‎（1）如图丙所示是高铁从甲站到乙站运动的v﹣t图象，由图象可知，在0﹣5min内，列车受到的牵引力　　（选填“大于”“小于”或“等于”）阻力。若以铁路旁的某颗树为参照物，列车是　　的。‎ ‎（2）如图丙中，在10﹣20min内，列车行驶的距离是 　‎ km，此过程中，列车受到的牵引力和阻力是一对　 　（选填“平衡力”或“非平衡力”），列车的运动状态　 　（选填“发生”或“不发生”）变化。‎ ‎（3）列车的外形做成流线型，会　 　（选填“增大”或“减小”）了空气对列车的阻力。高铁下方的轨道如果采用填充碎石头，当列车高速运行时，列车底部和轨道之间气压将会 　（选填“增大”或“减小”），碎石头可能飞起来落到轨道上，是非常危险的，所以高速轨道是不能填充碎石头的。‎ ‎【考点】：流体压强与流速的关系． ‎ ‎【答案】：（1）大于；运动；（2）50；平衡力；不发生；（3）减小； 减小。‎ ‎【解析】：（1）分析图丙可知，在0～5min内，列车做加速运动，受力不平衡，此时列车受到的牵引力大于阻力；‎ 若以铁路旁的某颗树为参照物，列车的位置在发生改变，因此列车是运动的；‎ ‎（2）如图丙中，在10﹣20min内，列车以300km/h的速度做匀速直线运动，‎ 则在10﹣20min内，列车行驶的距离：s＝vt＝300km/h×h＝50km；‎ 该过程中列车处于平衡状态，其运动状态不改变，在水平方向上列车受到的牵引力和阻力是一对平衡力；‎ ‎（3）列车的外形做成流线型，能减小空气对列车的阻力；‎ 高速列车在行驶过程中，会使碎石头和列车之间的空气流速变大，压强变小，碎石头外侧的气体压强不变，碎石头在向内压强差的作用下，可能飞起来落到轨道上，所以高速轨道是不能填充碎石头的。‎ 故答案为：（1）大于；运动；‎ ‎（2）50；平衡力；不发生；‎ ‎（3）减小； 减小。‎