「經典習題周周練」第九章 壓強 第4節 流體壓強與流速的關係

2020-12-04 跟我一起學物理

「經典習題周周練」

第九章 壓強

第4節 流體壓強與流速的關係

1．流體的壓強與流速的關係

【解題依據】流體的壓強與流速的關係：

①在氣體和液體中，流速越大的位置，壓強越小。

②氣體和液體統稱液體。

題目一學習了「流體壓強與流速的關係」後，為了解決「H」形地下通道中過道的通風問題，同學們設計了如下幾種方案。如圖所示，黑色部分為牆面凸出部分，「M」為安裝在過道頂的換氣扇，其中既有效又節能的是（ ）

【解題思路】本題主要考查流體壓強與流速的關係：流速越大，壓強越小；流速越小，壓強越大。

解析：要想讓風經過過道，過道上下兩端的氣壓應該不同，所以過道上下兩端的通風道中的空氣流動速度不同。

如圖A，過道左右兩端的通風道相同，所以過道左右兩端的通風道中的空氣流動速度相同，壓強一樣，過道裡的空氣不會流動，不合理；如圖B，過道左右兩端都有凸起部分，但通風道相同，所以過道左右兩端的通風道中的空氣流動速度相同，道理同A相同，所以也不合理；如圖C，過道右端的通風道有凸起，所以相同時間風經過過道有端的通風道時的路程長，則風速較快，所以過道右端的氣壓小於左端的氣壓，因此，空氣會從過道的左端流向右端，過道中有風通過。此方案不需要消耗其他能量，既有效又節能，此方案合理；如圖D，過道中有電動機，電動機工作時過道中空氣流動速度加快，氣壓減小，空氣會從過道口流進來而通風，但需要消耗電，故此方案雖有效但不節能，不合理。

答案C

點評：本題的解題關鍵是了解氣體壓強與流速的關係及各方案的形狀、特點，同時要注意「既有效又節能」的條件。

練習題1暑假即將來臨，溺水事件時有發生，同學們要樹立安全意識。在河裡遊泳時最怕遇到漩渦，當人進入漩渦邊沿後，往往不由自主地被吸入漩渦中心造成事故。這是因為相對於漩渦邊沿，漩渦中心流速_______，壓強較______，從而形成指向漩渦中心的壓力差，把人「吸」進去。

練習題2請你想像一下，假如「流體中，流速越大的位置壓強越大」，則可能會出現（ ）

A．兩船並行，造成相吸相撞

B．室外有風時，窗簾飄到窗外

C．颱風刮過，壓塌屋頂

D．汽車駛過，路邊的樹葉被捲入車底

練習題3 如圖所示，草原犬鼠的洞穴有兩個洞口，A口在平地上，B口在凸起的小土包上。當微風從左向右掠過地面的時候，就會有氣流在洞穴內流動，讓悶熱的洞穴變成涼爽的「空調房」。洞穴內能形成氣流，是因為B口上方比A口上方（ ）

A．風速大，氣壓大

B．風速大，氣壓小

C．風速小，氣壓大

D．風速小，氣壓小

2．飛機的升力

【解題依據】飛機升力產生的原因：

①結構：機翼橫截面的大致形狀，其上表面彎曲，下表面比較平。

②升力：就是向上的力，在機翼的上下表面產生了壓強差。

③原因：飛機前進時，機翼與周圍的空氣發生相對運動，相當於氣流迎面流過機翼。氣流被機翼分成上、下兩部分，由於機翼橫截面的形狀上、下不對稱，機翼上方氣流的速度較大，對機翼上表面的壓強較小；下方氣流的速度較小，對機翼下表面的壓強較大。這樣，機翼上、下表面就存在著壓強差，因而有壓力差，這就是產生升力的原因。

題目二 某同學為了探究飛機的升力，製作了一個機翼模型，並把它固定在一根鐵絲上，在鐵絲的上下各掛個彈簧測力計（開始時A、B示數均不為零），如圖所示，他再接通電風扇對著機翼吹風。下面是該同學在不考慮模型在水平方向的移動時對實驗的結果做出的猜想，你認為的正確是（ ）

A．彈簧測力計A的示數增大，B的示數減小

B．彈簧測力計A的示數減小，B的示數增大

C．兩個彈簧測力計的示數都增大

D．兩個彈簧測力計的示數都減小

【解題思路】根據流體壓強與流速的關係，流速越大的地方，壓強越小。

解析：如圖所示，在接通電風扇之前，A、B兩個彈簧測力計均有示數，說明彈簧都發生了形變。當接通電風扇後，空氣分別從機翼模型的上、下表面流過，由於上表面呈弧度，氣流通過上表面的速度要大於下表面的速度。因為流速越大的地方，壓強越小，所以機翼模型上表面受到的空氣壓力將小於下表面的壓力，結果彈簧測力計A示數會減小，彈簧測力計B示數會增大。

答案：B

點評：該題通過飛機模型考查了流體壓強與流速的關係。

練習題4飛機前進時，機翼與周圍的空氣發生相對運動，當氣流迎面流過機翼時，氣流對機翼上下表面產生向上的壓力差，從而產生升力能使圖中的飛機前進時產生升力的秘密在於機翼，則機翼的橫截剖面圖應該是（ ）

練習題52018年10月月20日，我國自主研製的大型水陸兩棲飛機AG600水上首飛成功。AG600在空中水平飛行時（　　）

A．機翼下方空氣流速大，壓強小

B．機翼下方空氣流速大，壓強大

C．機翼上方空氣流速大，壓強小

D．機翼上方空氣流速大，壓強大

練習題6 學習了「流體壓強」的知識後，小明在家裡做了如下的實驗：

在圖如所示的實驗中，電扇轉動後，託盤測力計的示數發生了什麼變化？為什麼？

練習題答案

1．大；小

2．C（提示：本題根據原來相反的現象進行判斷）

3．B（解析：A口在平地上，B口在凸起的小土包上，在相同時間內空氣通過A的路程短，通過B的路程長，則通過A口上方的風速小，通過B口上方的風速大，則A處的氣壓大，B處的氣壓小，所以空氣從A口進入洞穴，從B口流出，洞穴內能通風換氣）

4．B

5．C

6．答：測力計的示數減小。因為電扇轉動後，氣流會流經飛機機翼模型，機翼模型上方凸空氣通過的路程長，流速大，向下的壓強小；機翼模型下方凹空氣通過的路程短，流速小，向上的壓強大，從而形成了一個向上的壓強差，從而產生一個向上的升力，所以託盤測力計的示數減小。

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