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在流体中运动
1
第10章　流体的力现象
2
会简单解释飞机升力产生的原因。
1
了解流体压强与流速的关系并将所学知识应用在生产、生活中。
活动1　制作一个鸟翼模型
1.观察鸟类的翅膀形状，发现有一个共同的特点：鸟翼横截面的边线是______的。
弯曲
2.实验设计
(1)用硬纸做一个鸟翼模型，在其中间插入一根吸管，穿过吸管将模型套在一根竖直的细铁杆上，使鸟翼模型能够自由地上下移动，如图所示。
(2)用吹风机对着模型吹风，观察气流对鸟翼模型有什么作用。
3.实验现象：在吹风机吹出的水平气流的作用下，鸟翼模型向上移动。
4.实验结论：水平的气流能使鸟翼获得一个向上的升力。
1.活动2　用压强传感器研究气体压强与流速的关系
实验过程：如图所示，抽气机抽气时，电脑屏幕上会显示三条图线，分别对应粗细不同的三节管中气体压强随时间变化的情况。
一、流体压强与流速的关系
实验结论：在同一时间内，通过每根塑料管的气体总量相同，塑料管越细，管内气体流速越___，压强越___。
大
小
拓展1　如图，手握两张纸，让纸自然下垂。在两张纸的中间向下吹气，观察两张纸会怎样运动。
现象：纸向____________。
原因：吹气时，两张纸___部的大气压力没有发生大的变化，两张纸向____________，说明______的气体向外的压力变小了。纸两侧的面积一样，压力小，说明______也小。
结合活动2，我们可以得出：空气流动时的压强比静止时的压强小。
中间靠拢
外
中间靠拢
中间
压强
拓展2　观看演示实验
如图所示，在水面上放两只小纸船，用水管向船中间的水域冲水。
现象：两只小纸船向____________。
原因：向两只船中间冲水，中间的水的流速______，流体压强______，船两侧的流速______，两侧流体压强大于中间的流体压强，两小船靠近。
中间靠近
增大
减小
不变
2.通过大量实验发现，对于流动的液体和气体，在流速大的地方压强___，流速小的地方压强___。
小
大
学以致用
1.“和谐号”动车停靠在某火车站的情景如图所示。为避免人被“吸”向列车而发生事故，站台上设有距列车一定距离的安全线。这是因为列车进站时车体附近(　　)
A.气流流速大，压强小
B.气流流速大，压强大
C.气流流速小，压强大
D.气流流速小，压强小
A
2.如图所示，在水平面平行放置的两根筷子中间放上两个乒乓球，用吸管向两球中间吹气，观察到两乒乓球______ (选填“靠近”或“分开”)，通过本实验可以得出的初步结论是____________________________。
靠近
流体流速大的地方压强小
二、升力
思考：几十吨重的飞机为什么能够腾空而起？你观察过飞机的
机翼吗？它的横截面是什么形状的？
活动3　观看飞机升力视频，结合阅读教材，完成下面的填空。
1.机翼横截面的形状是：其上表面______，下表面_________。
2.飞机前进时，气流迎面流向机翼，机翼上方气流的速度______，对机翼上表面的压强较___；下方气流的速度______，对机翼下表面的压强______。
3.机翼上、下表面存在着_________，因而有_________，产生了升力。
弯曲
比较平
较大
小
较小
较大
压强差
压力差
飞机升力视频
学以致用
1.(2024·柳州期末)如图“运20”大型军用运输机是中国自主研发的大国重器之一。在“运20”各部位的形状中，主要与飞机获得升力有关的是
(　　)
A.机翼 B.油箱
C.驾驶舱 D.发动机
A
2.如图所示为飞机起飞升空时原理图，机翼上方气流的流速比机翼下方的_____(选填“大”或“小”)，F1_____(选填“>”“<”或“=”)F2。
大
<
思考：下面是土拨鼠和其洞穴示意图，你能解释其洞穴设计的优点吗？
答案　洞穴有两个洞口，一洞口在地表凸起处，一洞口在地表较平处，当有风从地表吹过时，凸起洞口处流速快，压强小，较平洞口处流速慢，压强大，洞内的空气会从凸起的一端涌出，而洞外空气由较平一端进入洞口，使洞穴空气流动，保持干燥凉爽。
三、流体压强与流速关系的应用
思考：你还知道哪些现象说明流体压强与流速有关系？
两船同向航行，为了安全相距较远防止相撞
风沿着窗外的墙面吹过时，窗口悬挂的窗帘会飘向室外
龙卷风在水面上空高速旋转，形成“龙吸水”
1.(2024·郑州中牟县期末)在学校举办的科技运动会上，水平抛出一个飞盘，快速前进的飞盘越升越高。从侧面看，飞盘的形状应为图中的(　　)
A
2.(2024·长沙岳麓区期末)如图所示，是中国科技馆的“球吸”展项，不吹风时两球静止，当风从下向上吹向两球中间时，两球会相互靠拢，出现“球吸”现象，下列事例的工作原理与此“球吸”原理相同的是(　　)
A.拔火罐
B.吸管吸饮料
C.船闸
D.飞机升力
D
3.(2024·绵阳江油期末)近期交警部门加大对电动车安装遮阳伞的检查拆除力度。遮阳伞虽能遮挡阳光，但存在安全隐患，当电动车快速行驶时，如图所示，下列说法正确的是(　　)
A.遮阳伞上边空气流速小，压强小，伞面被向下压
B.遮阳伞下边空气流速小，压强大，伞面被向下压
C.遮阳伞上边空气流速大，压强小，伞面被向上吸
D.遮阳伞下边空气流速大，压强大，伞面被向上吸
C
解析　流体流速快的地方，压强小，遮阳伞上凸下平，当电动车快速行驶时，遮阳伞上边空气流速大，压强小，下边空气流速小，压强大，产生一个向上的升力，所以伞面被向上吸，故选C。
4.(2024·南平期末)如图是承载着中国人“大飞机梦”的C919，该机型的设计均由我国自主完成。当飞机停在机场时，它受到的重力______地面对它的支持力；当飞机起飞时，机翼所受的升力是因上表面受到的压力______下表面受到的压力产生的。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
等于
小于
解析　飞机停在机场时，它受到的重力和地面对它的支持力是一对平衡力，大小相等；
飞机产生升力的原因是机翼上表面受到的大气压力小于下表面受到的大气压力。
5.(2024·惠州惠东县期末)(1)如图甲所示，放学途中，小媛撑着雨伞在雨中行走。一阵大风吹来，伞面被吹翻。她猜想伞面受到升力的大小可能与空气的_______有关。
流速
解析　风吹过伞的表面时，风速越大，伞越容易被吹翻，故提出猜想：伞面受到升力的大小可能与空气的流速有关。
【设计与进行实验】如图乙所示，小媛自制了一个上凸下平的模型，将其固定在托盘测力计上，在模型的正前方用电风扇迎面吹风，模拟气流，进行实验验证。打开电风扇，调整气流速度，读出测力计的示数，将数据记录在表中。
风速 无风 低速 高速
托盘测力计示数F/N 18 16 10
(2)【分析论证】分析表中数据可知：空气低速流过时，模型所受升力为___N；空气流速越快，模型受到的升力越____(选填“大”或“小”)。
2
大
解析　分析表中数据可知：空气低速流过时，模型所受升力为18 N-16 N=2 N，空气高速流过时，产生的升力为18 N-10 N=8 N，说明空气流速越快，上下表面压力差越大，模型受到的升力越大。
风速 无风 低速 高速
托盘测力计示数F/N 18 16 10
(3)【评估】伞面被吹翻除了和空气流速有关，还可能和什么因素有关呢？____________。
伞的形状
解析　伞面被吹翻除了和空气流速有关外，还可能和伞的形状有关，伞的外形是上凸下平的，上表面凸起程度越大，风吹过时，上表面空气流速越大，压强越小，上下表面压强差越大，伞越容易被吹翻。
(4)【拓展应用】如图丙所示，一款新型电动汽车，小汽车的外形也是上凸下平，当这辆小汽车在平直的公路上飞快匀速行驶时，它对地面的压力______(选填“大于”“小于”或“等于”)它的重力。为了让汽车在高速行驶时对地面的压力更大，提高车轮的抓地性能，在汽车的尾部装有气流偏导器，应选择偏导器横截面的形状是图丁中的____(选填“A”或“B”)。
小于
B
解析　小汽车的外形也是上凸下平，该电动汽车在平直的公路上飞快匀速行驶时，上表面空气流速大，压强小，下表面空气流速小，压强大，受到向上的升力，地面对车向上的支持力和车受到的向上的升力之和等于车的重力，故车的重力大于地面对车的支持力，又因地面对车的支持力与车对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，故车对地面的压力小于它自身的重力。
要减小由于车辆行驶时上下压强
差造成的向上的升力，故应选择上平下凸的气流偏导器，这样在车高速行驶时，会产生向下的压强差，会产生向下的压力，故B符合题意，A不符合题意。

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