6.7 流体的压强和流速
【知识要点】
一、液体或气体在流动过程中,在不同截面处的流速是不相同的,因此相应的压强也不同。在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大。
几个实验:
1. 找两张较薄的白纸,用手拿开一定距离,使它们相互平行,然后用嘴向两纸中间吹气,两纸会很快靠拢,吹起越快,这两张纸靠得也越紧。如图1所示。
2. 将漏斗的喇叭向下,乒乓球放在漏斗喇叭口内,先用手托住,然后从漏斗另一端吹气,这时将托乒乓球的手移开,乒乓球也不会掉下来。如图2所示
3. 将一张纸条让其自然下垂,然后,沿着纸的水平方向吹气,发现下垂的纸条飘了起来。如图3所示
图1 图2 图3
【例1】飞机能在高空自由自在的高速飞翔,这个庞然大物为什么不会掉下来?
【例2】如图所示,跑车尾部安装有气流偏导器,它的底部是弧形,这相当于倒置的飞机机翼,跑车行驶时,流过气流偏导器上方的气流速度___________(选填“大于”、“等于”、“小于”)下方的气流速度,因此在其上下表面产生压强差,形成对气流偏导器向_______(选填“上”或“下”)的压力。
【例3】如图所示是一个中间有细腰的玻璃管,细腰处连有一根直玻璃管D。在容器C内盛有染色水,将直管D的下端插入染色水中。当水流以较大的速度通向B处时,可以看到染色水沿着D管上升并进入细腰内随水流一起流走。这种现象叫做空吸现象。这是因为细腰处,水的流速较__________(选填“大”或“小”),压强较小,当压强减小到一定程度时染色水便在__________作用下进入细腰了。
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【例4】 高速列车经过时,若人离铁道太近很可能被吸进轨道,应特别注意安全,从物理学的角度看,这是因为( )
A. 车与人之间的空气流速减小,压强增大
B. 车与人之间的空气流速减小,压强减小
C. 车与人之间的空气流速加大,压强增大
D. 车与人之间的空气流速加大,压强减小
【例5】如图是水陆两用飞机在水面起飞的情景,则该飞机( )
A. 起飞时,空气对它的浮力大于重力
B. 起飞时,空气对它的升力大于重力
C. 在水中静止时,空气对它的升力大于重力
D. 在水中加速滑行时,水对它的浮力大于重力
【例6】乒乓球前进过程中由于不同的旋转方向会沿着不同的轨迹运动,运动员用三种不同的击球方法把乒乓球击出,请判断,图中1,2,3三条轨迹哪一种是上旋球(图中沿逆时针方向旋转)的,哪一种是下旋球(图中沿顺时针方向旋转)的,哪一种是不转球
【例7】相信大家都有过这样的经历:下雨时,我们撑着一把伞步行在雨中,一阵大风吹来,雨伞往往会被吸起来,这是为什么呢?请用所学的物理知识解释这一现象
【例8】船在水中航行时,船体受到水的阻力较大,影响了航行速度,如图所示是一种水翼船,船体下安装了水翼,船在高速航行时,水面下的水翼会使船体抬高而减小水对船体的阻力,请你判断水翼的形状应该是图甲、乙中的哪一个?并根据流体压强与流速的关系解释,当船在高速航行时,船体被抬高的原因。
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