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专题10 流体压强与流速的关系
◆ 知 识 清 单 ◆
1．流体压强与流速的关系 2．流体压强现象 3．飞机的升力 4．流体压强与流速的关系在生活中的应用
1．流体压强与流速的关系：液体和气体都具有流动性，统称为流体（如：空气、水等）。流体流动时的压强称作流体压强。在气体和液体中，流速越大的位置压强越小，流速越小的位置压强越大。 2．飞机的升力：飞机前进时，机翼与周围的空气发生相对运动，相当于有气流迎面流过机翼。气流被机翼分成上下两部分，由于机翼横截面的形状通常做成上面凸起、下面平直的形状，在相同时间内，机翼上方气流通过的路程较长，因而速度较大，它对机翼的压强较小；下方气流通过的路程较短，因而速度较小，它对机翼的压强较大。因此在机翼的上下表面产生了压强差，这就是向上的升力。 3．生活中跟流体压强相关的现象： （1）窗外有风吹过，窗帘向窗外飘； （2）汽车开过后，路面上方尘土飞扬； （3）踢足球时的“香蕉球”、打乒乓球时发出的“旋转球”； （4）气流喷壶、吸尘器等。
1．空气和水流动时有快有慢，流体在流速大的地方压强较小，在流速小的地方压强较大。 2．利用流体压强与流速的关系解释现象 （1）首先要弄清哪部分流速快、哪部分流速慢； （2）其次根据流体压强与流速的关系判断哪部分受到的压强大，哪部分受到的压强小； （3）根据物体所受压强差作用将会产生什么表现形式和现象。 3．流速大小关系的判断方法 （1）自然流动——如流动的空气、水流，一般是在较宽阔的地方流速慢，较狭窄的地方流速快。 （2）高速运动的物体周围，离物体越近的地方流体的流速越大，压强越小。 （3）物体表面凸出的地方，其周围流体的流速大。 4．飞机机翼形状造成了飞机前进时，气流被分成上下两部分，机翼上方的空气流速大，压强小，下方的空气流速小，压强大，在机翼的上下两表面存在压强差，而产生压力差，这就产生了向上的升力。
题型1　流体压强与流速的关系　
（2022 湘潭中考真题）下列说法正确的是（　　）
A．力只能使物体发生形变
B．对于流动的气体，在流速大的地方压强小
C．长导线的电阻一定大
D．禁止鸣笛是在传播过程中控制噪声
【答案】B
【分析】（1）力的作用效果有两个：改变物体的形状、改变物体的运动状态；
（2）流体的压强跟流速有关，流速越大的地方压强反而越小；
（3）导线的电阻导线的材料、长度、横截面积和温度有关；
（4）控制噪声途径：在声源处减弱、在传播过程中减弱、在人耳处减弱。
【解答】解：A、力可以使物体发生形变，也可以改变物体的运动状态，故A错误；
B、液体和气体统称流体，流速越大的位置其压强越小，流速越小的地方压强越大，故B正确；
C、导线的电阻导线的材料、长度、横截面积和温度有关，导线长，电阻不一定大，故C错误；
D、禁止鸣笛是在声源处控制噪声，故D错误。
【点评】本题考查了流体压强与流速的关系、力的作用效果、影响电阻大小的因素、减弱噪声的途径，属于基础题。
【跟踪练1】（2023春 开州区期末）备受瞩目的济南轨交6号线，预计线路全长39.1公里，共设33座地下车站，为避免候车乘客被吸向列车的事故发生，站台上设有安全线，这是因为列车进站时车体附近的空气（　　）
A．流速大，压强小 B．流速大，压强大
C．流速小，压强小 D．流速小，压强大
【答案】A
【分析】流体的压强跟流速有关，流体流速越大的地方压强越小。据此比较人和列车之间的压强以及人外侧的压强的大小。
【解答】解：人离高速列车比较近时，高速列车的速度很大，人和高速列车之间的空气流动速度很大，压强小，人外侧的压强不变，人受到外侧压强大于人内侧受到的压强，人在较大的压强差作用下很容易被压向列车，发生交通事故。故A正确，BCD错误。
【点评】本题考查了流体压强与流速的关系。这种题型是和生活相结合的一道题，理解压强与气体流速的关系是本题的关键。
【跟踪练2】（2022 大庆）下列说法不正确的是（　　）
A．大庆的冬天，树上经常有美丽的“雾凇”，这是凝固现象
B．大庆的冬天，交管部门向积雪的道路撒盐是为了降低雪的熔点
C．流体在流速大的地方压强较小
D．加热热气球气袋中的空气，会使热气球内部气体的温度升高，密度降低
【答案】A
【分析】（1）物质由气态直接变为固态叫凝华。
（2）影响晶体熔点高低的因素：物质的种类、压力的大小、是否有杂质。种类不同，熔点一般不同；压力越大，熔点降低；当有杂质掺入时熔点降低。
（3）流体包括液体和气体，流速越大的地方压强反而越小。
（4）热气球内部气体温度升高的过程中，气球内气体的体积增大，所以气球内空气密度减小。
【解答】解：A、“雾凇”是空气中的水蒸气遇冷凝结成的小冰晶，这是凝华现象，故A错误；B、在其它条件相同时，积雪上撒盐是掺有杂质，积雪的熔点降低，即熔点低于当地温度，使雪熔化，交通方便，故B正确；C、流体在流速大的地方压强较小，在流速小的地方压强较大，故C正确；D、加热热气球气袋中的空气，会使热气球内部气体的温度升高，体积增大，密度降低，故D正确。
【点评】本题考查了流体压强和流速的关系、物态变化、降低熔点的方法、密度，比较综合。
【跟踪练3】（2022 四川）如图所示，在两支铅笔并排做成的水平轨道上放两个乒乓球，用一支吸管对着两个乒乓球中间吹气，会观察到两个乒乓球　　（填“远离”或“靠近”），这是因为流体流速越大压强　 　 （填“越大”或“越小”）。
【答案】靠近；越小
【分析】当向两个乒乓球中间吹气时，分析乒乓球两侧的空气流动速度，根据流体压强跟流速的关系，判断乒乓球两侧的压强大小关系，从而知道乒乓球的运动情况。
【解答】解：在两支铅笔并排做成的水平轨道上放两个乒乓球，用一支吸管对着两个乒乓球中间吹气，会观察到两个乒乓球靠近，这是因为流体流速大的地方压强小，乒乓球中间的压强小于两侧的压强，在内外气压差的作用下靠近。
【点评】对于流体压强跟流速的关系，要分析一个物体两侧的流速变化，压强变化，判断物体受力情况，进一步判断出物体的运动情况。　
题型2　流体压强现象　
（2023春 西青区期中）下列说法中错误的是（　　）
A．如图所示向两张纸中间吹气，纸张向中间靠拢
B．吹气时A管中水面下降
C．如图所示地铁站台边，人必须站在安全黄线以外的区域候车
D．如图所示飞机升力的产生原因是F1＜F2
【答案】B
【分析】流体压强与流速的关系：流体流速大的位置压强小。
【解答】解：A．对着两张纸的中间吹气，两张纸中间的空气流速变大，压强变小，小于纸外侧的大气压，产生了一个向内的压强差，将纸压向中间，故A不符合题意；
B．往B管中吹气，吸管A上方空气的流速增大，压强减小，A管中液体受到向上的压强大于向下的压强，液面上升，故B符合题意；
C．当列车驶进站台时，会带动人和车之间的空气流动速度加快，此时人外侧的空气流动速度慢，根据流体压强与流速的关系可知：人外侧空气流速慢压强大，而内侧流速快压强小，会产生一个向内侧的压强差，将人推向火车，易出现危险。所以人必须站在安全黄线以外的区域候车，故C不符合题意；
D．相等的时间内，空气经过机翼上面的路程大于下面的路程，机翼上面的空气流速大于下面的流速，机翼上面的压强小于下面的压强，出现压强差，出现了压力差，这个压力差就是机翼向上的升力，即F1＜F2，故D不符合题意。
【点评】本题考查的是流体压强与流速的关系，属于典型题。
【跟踪练1】（2023春 商南县校级期中）学校禁止中小学生私自下河游泳。有些看似平静的水面下往往暗藏漩涡，若被卷其中可能会出现危险，因为漩涡中心（　　）
A．水流速度大，压强大 B．水流速度大，压强小
C．水流速度小，压强大 D．水流速度小，压强小
【答案】B
【分析】流体流速越大的地方压强越小，流速越小的地方压强越大。
【解答】解：漩涡的外部的水流速小，压强大，漩涡内的水流速大，压强小，在压强差的作用下，容易将附近的人“吸”进漩涡，发生危险。故选：B。
【点评】掌握流体压强跟流速的关系，能用流体压强知识解释有关的问题。
【跟踪练2】（2023春 长沙期末）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．遮阳伞上边空气流速大，压强小，伞面被向上吸
C．遮阳伞上边空气流速大，压强大，伞面被向下压
D．遮阳伞上边空气流速小，压强大，伞面被向上吸
【答案】B
【分析】液体和气体都称为流体，生活中常见的流体是水和空气，流体的流速越大，压强越小；流体的流速越小，压强越大。
【解答】解：伞面“上凸下平”，当电动车快速行驶时，伞上方空气流速大，压强小；伞下方空气流速小，压强大，伞就受到一个向上的压强、压力差，使伞面向上吸。故选：B。
【点评】此题考查流体压强和流速的关系在实际生活中的应用，既考查了学生对物理知识的掌握情况，又提高了学生的安全意识，是一道与生活联系非常密切的好题。
【跟踪练3】（2023 梧州一模）杜甫在《茅屋为秋风所破歌》中写到：“八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅”，说的是大风掀起了茅草做的屋顶，如图所示。关于这一现象解释正确的是（　　）
A．屋顶上方空气流速大，压强小
B．屋顶上方空气流速小，压强大
C．屋内空气流速大，压强大
D．屋内空气流速小，压强小
【答案】A
【分析】流体的压强跟流速有关，流体流速越大的地方压强越小，流速越小的地方压强越大。比较屋顶上下的空气流动速度，比较屋顶上下受到的压强，再比较屋顶受到向上和向下的压力。
【解答】解：风刮过屋顶，屋顶上方的空气流动速度大，压强小；屋内空气流动速度小，压强大，屋顶受到向上的压强大于向下的压强，受到的向上的压力大于向下的压力，产生一个向上的压力差，将茅草吸上去。故选：A。
【点评】掌握流体压强跟流速的关系，能用流体压强知识解释生活中的问题，注意挖掘古诗中蕴含的物理知识。
　
题型3　飞机的升力　
（2023 株洲）（多选）2023年5月28日，国产大飞机C919成功商业首航。如图为正在飞行时的C919，下列说法正确的是（　　）
A．机翼的主要作用是提供浮力
B．机翼的主要作用是产生升力
C．以地面为参照物，飞行员是静止的
D．以座舱为参照物，飞行员是静止的
【答案】BD
【分析】（1）机翼利用流速越大压强越小产生升力工作的；
（2）运动和静止是相对的，判断物体的运动和静止，首先确定一个参照物，如果被研究的物体和参照物之间没有发生位置的改变，被研究的物体是静止的，否则是运动的。
【解答】解：AB、机翼由于上凸下平，机翼上方空气的流速比下方的流速大，机翼上方气压比下方的气压小，会产生一个向上的压强差，这一压强差使飞机获得竖直向上的升力。故A错误，B正确；C．以地面为参照物，飞行员与地面之间的位置发生改变，是运动的，故C错误；D．以座舱为参照物，飞行员与座舱之间的位置没有发生改变，飞行员是静止的，故D正确。
【点评】本题考查了运动和静止的相对性、流体压强与流速的关系。要记住每个物体的运动状态的确定，关键取决于所选取的参照物。所选取的参照物不同，得到的结论也不一定相同。这就是运动和静止的相对性。　
【跟踪练1】（2023 西藏）“风雨兼程十余载，逐梦蓝天向未来”。承载着中国人“大飞机梦”的C919于2023年5月28日圆满完成首个商业航班飞行，该机型的全部设计均由中国人自己的团队自主完成，标志着中国航空工业的飞跃。下列描述正确的是（　　）
A．飞机在空中飞行时相对于地面是静止的
B．乘客乘坐飞机时系好安全带是为了减小惯性
C．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
D．飞机产生升力的原因是机翼上表面受到的压力大于下表面受到的压力
【答案】C
【分析】（1）物体相对于参照物的位置变化了，物体就是运动的；物体相对于参照物的位置不变，物体就是静止的。
（2）物体保持运动状态不变的性质叫惯性，惯性与物体的质量有关。
（3）物体受到几个力作用时保持静止状态或匀速直线运动状态，这几个力就是平衡的。
（4）在流体中，流速越大的位置，压强越小。
【解答】解：A、飞机在空中飞行时相对于地面位置在不断变化，飞机是运动的，故A错误；B、乘客乘坐飞机时系好安全带，是为了防止飞机颠簸时，人由于惯性可能摔离座位而带来的危害，故B错误；C、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，故C正确；D、飞机产生升力的原因是机翼上表面受到的压力小于下表面受到的压力，故D错误。
【点评】本题考查的是平衡力的判断；知道运动和静止的相对性；知道惯性及应用；知道升力产生的原因。　
【跟踪练2】（2023 青海）如图所示，C919是我国首架自主研发的大型商用客机。飞机的机翼横截面呈现上凸下平的流线型，机翼上方的空气流速　 　，压强　 　。
【答案】大；小。
【分析】流体压强与流速有关，流体流速越大的位置，压强越小。
【解答】解：飞机的机翼横截面呈现上凸下平的流线型，机翼上方的空气流速大、压强小，机翼下方的空气流速小、压强大，产生向上的压强差，形成升力。
【点评】本题考查了对流体压强与流速关系的理解与应用，属基础题。
【跟踪练3】（2023春 南召县期中）仿照实例，请将运用的主要物理知识填写在横线上。
例：铅垂线的应用——重力的方向总是竖直向下的；
（1）飞机升力的产生——　 　；
（2）三峡大坝船闸的使用——　 　。
【答案】（1）流速越大的地方，压强越小；机翼上方的空气流速大于下方，机翼上方的气体压强小于下方，所以机翼上下表面存在向上压强差，因而有向上压力差；（2）连通器原理。
【分析】（1）流体压强与流速的关系：流速越大，压强越小；流速越小，压强越大；
（2）上端开口，下部连通的容器叫做连通器，连通器的特点是容器中的同种液体不流动时，各个容器中液面总是相平的。
【解答】（1）飞机的机翼“上凸下平”，使下方空气流速小、压强大，从而产生向上的压强差，即产生向上的升力；
（2）三峡大坝的船闸的上游阀门打开时，上游和闸室构成连通器，下游阀门打开时，下游和闸室构成连通器，即三峡大坝的船闸是利用连通器原理工作的。
【点评】本题考查了流体压强与流速的关系以及连通器原理，难度不大。　　
题型4　流体压强与流速的关系在生活中的应用　
（2023春 郧阳区期末）如图所示，在火车站或地铁站的站台上，离站台边缘1m左右的地方标有一条安全线，乘客必须站在安全线以外的地方候车，主要原因是（　　）
A．防止火车巨大的吸引力将乘客吸过去
B．防止火车可能脱轨，撞到乘客
C．防止乘客因前后存在的压强差，将人推向火车
D．防止人拥挤时掉下站台
【答案】C
【分析】当火车驶过站台时会带动周围空气流动速度加快，从而造成人周围空气流速不同，结合流体压强与流速的关系即可解决此题。
【解答】解：当列车驶进站台时，人和车之间的空气流动速度快，人外侧的空气流动速度慢，由流体压强与流速的关系可知，人外侧空气流速慢压强大，而内侧空气流速快压强小，会产生一个向内侧的压强差，将人推向火车，易出现危险，故C符合题意，ABD不符合题意。
【点评】此题考查流体压强和流速的关系，明确火车经过时造成人两侧空气流速的不同是解决此题的关键。　
【跟踪练1】（2023春 越秀区校级期中）有些轿车的尾部安装了气流偏导器，如图。它的作用主要是在轿车高速行驶时，气流对偏导器产生向下的压强差，增加对地面的压力，从而提高车轮的抓地性能。则气流偏导器横截面的形状是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【分析】要产生向下的压力，导流板横截面的形状就应跟飞机机翼的形状相反﹣﹣上平下凸，使上方的空气流速小、压强大。
【解答】解：分析题意可知，要让汽车高速行驶时，对地面的压力更大，应该让偏导器上方的压强大于小方的压强，即气流通过下方时流速更快，在相同时间内气流经过下方的路程更长一些，所以应设计成上平下凸的形状。故选：A。
【点评】本题通过生活中的具体实例，考查了流体压强与流速的物理知识，要求学生对所学的知识熟练掌握并能学以致用。　　
【跟踪练2】（2022 锦州）下列与日常生活相关的物理现象中，解释正确的是（　　）
A．洗手池下方的回水管是一个连通器
B．塑料吸盘能吸在瓷砖墙面上，是因为吸盘对墙面有吸引力
C．灰尘被吸入吸尘器，是因为流速大的地方压强大
D．潜水员需要穿抗压潜水服，是因为液体压强随深度增加而减小
【答案】A
【分析】（1）上端开口，底部连通的仪器，叫连通器；
（2）塑料吸盘是大气压在生活中应用的实例。塑料挂衣钩里面的压强小于外界的大气压强，是大气压强把挂衣钩压在墙上的；
（3）流体的压强跟流速有关，流速越大的地方压强越小；
（4）液体内部的压强随着深度的增加而增大。
【解答】解：A、洗手池下方排水管的U形“反水弯”利用了连通器原理，故A正确；
B、使用塑料吸盘时，先挤出里边的空气，使其内部气体压强减小，在外界大气压的作用就把它压在了光滑的墙面上，故B错误；
C、根据流体压强和流速的关系可知，吸尘器应用了气体流速大的地方压强小的原理，故C错误；
D、深海潜水员必须穿抗压潜水服是因为海水压强随深度的增加而增大，故D错误。
【点评】本题为力学综合题，考查了学生对液体内部压强的特点、连通器、大气压的应用、以及流速与压强的关系的理解和掌握，虽知识点多、但都属于基础，难度不大。　　
【跟踪练3】（2023春 定州市期中）如图所示是家用煤气灶灶头的示意图，使用时打开煤气阀门，拧动点火装置，煤气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃，而煤气不会从进口处向空气中泄漏，其原因是进口处煤气流速　 　（选填“大”或“小”），压强　 　（选填“大于”、“小于”或“等于”）大气压强。此原理如果应用在高速列车的候车过程中，为了安全起见，高速列车的速度越大，人离轨道的距离要越　 　（选填“远”或“近”）。
【答案】大；小于；远。
【分析】流体的压强跟流速有关，流体流速越大的地方压强越小，流速越小的地方压强越大。
【解答】解：因为体流速越大的地方压强越小，所以进口处煤气流速大，压强小于大气压，煤气和空气在大气压的作用下流向燃烧头，而煤气不会向空气中泄露。
此原理如果应用在高速列车的候车过程中，高速列车的速度越大，列车与人之间的压强越小，人外侧的大气压会把人推向火车，所以为了安全起见，人离轨道的距离要越远。
【点评】掌握流体的流速和压强的关系，并能运用压强和流速的关系解释生活中有关流体压强的问题。

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