提升訓練:流體壓強與流速關係經典題分析

2020-12-03 李邦彥物理

【學習目標】掌握流體壓強與流速的關係以及相關題型的分析方法。

【方法點撥】

1.在氣體和液體中,流速越大的位置,壓強越小。

2.掌握常見的兩種模型:機翼模型(流動路程大的流速大,壓強小);管道模型(橫截面積小的流速大,壓強小)

3.能運用壓強和流速的關係解釋生活中有關流體壓強的問題。

【經典例題】

例1 本題選自騰訊課堂付費課程《初中物理力學專題突破》-04液體、氣體、流體壓強-流體壓強與流速關係經典習題分析

中國科學技術館探索與發現A廳有個展品叫做「香蕉球」,描述的是足球比賽中罰任意球的場景。守方在離球門一定距離處用人牆擋住球門,而攻方隔著人牆將足球以旋轉的方式發出,利用足球的自旋使足球兩側空氣流速不同形成壓強差,使足球走出一條香蕉狀的路徑,繞過人牆而射門。如圖給出了甲、乙、丙、丁四種足球自旋方向與飛行路徑的示意圖,下列說法正確的是( )

A.四個圖都是正確的

B.甲、丙兩圖是正確的

C.甲、乙兩圖是正確的

D.甲、丁兩圖是正確的

例2 本題選自騰訊課堂付費課程《初中物理力學專題突破》-04液體、氣體、流體壓強-流體壓強與流速關係經典習題分析

小陽在「探究流體壓強與流速的關係」實驗中所使用的實驗裝置如圖所示。當止水閥門關閉時,觀察相連細玻璃管A和B中的液柱的高度相同。當打開止水閥門,觀察發現所相連的A和B 處細玻璃管中液柱高度不同,__________管中液柱低。該探究實驗中所選擇的自變量應該是____________。

例3 本題選自騰訊課堂付費課程《初中物理力學專題突破》-04液體、氣體、流體壓強-流體壓強與流速關係經典習題分析

物理課上,王老師利用傳感器為同學們做「探究流體壓強與流速的關係」的演示實驗,裝置如圖甲所示。裝置中A、B、C三節直徑不同的塑料管連接在一起,右端與吹風機的尾部相連,當用吹風機抽氣時,在同一時間內,通過每個管子的氣體總量相同,則細管內氣體流速比粗管內氣體流速____。 (選填「大」或「小」)

(2)當王老師將抽氣的吹風機調換擋位後,圖像中①②③三條圖線出現了下移,由此可以判斷三節管中氣體的流速________。(選填「增大」或「減小」)

(3)實驗後同學們繼續研究了飛機機翼的形狀,它上表面彎曲,下表面較平直。當飛機前進時,機翼上、下方氣體流速不同,機翼上、下表面就存在著___________。

【隨堂練習】

1. 在五一遊藝晚會上,陳思同學演示了如圖所示的實驗,排在一條線上的三個碗,中間碗內放一個桌球,當用小管向球斜上方吹氣,桌球將( )

A.仍靜止

B.運動到左碗

C.運動到右碗

D.無法確定

2. 如圖所示是中國科技館一個叫做「球吸」的展品,展品由兩隻懸掛的空心球和一個出風口組成.當按下出風按鈕後,會有氣流從兩隻小球中間的縫隙通過,這時發現,兩隻小球不但沒有向外分開,而是向中間運動並碰撞到一起.這一現象被稱為「伯努利效應」.

請你回答:

(1)兩隻小球向中間運動的原理是_______________________.

(2)請列舉一個生活中與「伯努利效應」相關的實例:_________________________.

3. 無葉電風扇

如圖所示是一款新型無葉電風扇,與傳統有葉風扇相比具有易清潔、氣流穩、安全等特點.

無葉電風扇開始工作時,其底座中的電動機將空氣從進風口吸入,吸入的空氣經壓縮後進入圓環空腔,再從圓環空腔上的細縫中高速吹出,夾帶著周邊空氣一起向前流動,導致後方更多的空氣流入風扇的出風口,風量被顯著放大.無葉風扇的細縫結構是根據「康達效應」設計的.「康達效應」亦稱「附壁作用」,是指當流體(水流或氣流)順著物體的凸出表面流動時,有向物體吸附的趨向,並沿物體的表面繼續向前.

請回答下列問題:

(1)無葉電風扇比傳統有葉電風扇更加安全,是因為__________.

(2)風扇正常運行時,相同時間內從出風口通過的空氣品質______________(選填:「小於」、「等於」或「大於」)進風口流進的空氣品質.

(3)下列實例中與無葉電風扇的細縫結構設計原理類似的是___________.

A.載重汽車裝有許多車輪

B.飛機飛行時機翼獲得升力

C.遊艇能夠漂浮在海面上

D.輪船經船閘從上遊駛往下遊

(4)在相同的時間內,無葉電風扇出風口輸出能量比進風口輸入能量要大,這是因為

答案

經典例題

例1:D;

例2:B;流速;

例3:(1)大;(2)增大;(3)壓強;(力)差.

隨堂練習

1.C;

2.(1)壓強小;(2)飛機機翼(或:地鐵安全線、噴霧器、球類比賽中的旋轉球等).

3.(1)無扇葉;(2)大於;(3)B;(4)流速大的地方壓強小.

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