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        流体的压强与流速的关系是什么-升力是怎样产生的?它和迎角有何关系详细信息
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        9.4 神奇的升力

        流体的压强与流速的关系是什么 


        揭示规律。小试身手
        方法点拨】
        怎样用流速与压强的关系解释有关的现象?
        分析时首先要弄清哪部分流速快、哪部分流速慢;流速快处压强小,压力也小,流速慢处压强大,压力也大;流体受压力差作用而产生各种表现形式和现象.例如:在厨房做菜时,打开排风扇可将厨房内的油烟排出室外.分析时按以下步骤:(1)排气扇启动后向室外吹风,室内空气高速流向室外;(2)空气高速流动处压强小,周围油烟处压强大;(3)油烟在压强差作用下向排风扇中心处合拢,被排风扇吹出室外.
        变式训练】

        1、【探究目的】初步了解流体的压强与流速的关系。
           【提出问题】气体的压强是不是与气体的流速有关系?有什么关系?
         【设计实验和进行实验】
         如图所示,取两张白纸,让其平行地自然下垂,向两纸中间用力吹气;

        2
          
        (2)你观察到的现象是                     
           【分析和论证】你通过本实验可以得出的初步结论是                    
           【评估与交流】请你联系实际,举出两个生产、生活中与此知识相关的实例:                 
           分析】物理学是一门以实验为基础的自然科学,中考一方面需考查学生的基础实验和实验技能,另一方面需要更加重视实验能力的检测,而实验能力的培养在提高学生的科学探究能力方面起着重要的作用。本题学生可以当场操作,有效的提高了学生观察实验、分析问题并解决问题的能力!

          答案】两张自然下垂的纸会向中间靠拢;气体的压强与气体的流速有关系,气体流速越大,压强越小;火车站站台上设立的“安全线”、飞机升空等。

         

        方法点拨】升力的大小除跟机翼外形有关系外,还受机翼的面积、飞行的速度以及机翼与水平面的夹角等因素的影响。一般地说,机翼越大、飞行速度越大、机翼跟水平面的夹角适当增大,升力就越大。
        变式训练】

        3、对飞机的起飞来说,无风、顺风与逆风,哪一种条件较为有利?
        选题角度:考查飞机起飞与空气流速的关系.
        解析】:飞机要从跑道上飞起来,只有在它的机翼所受的升力达到并超过机重时才有可能,而机翼所受的升力跟飞机对空气的相对速度有关,相对速度越大,升力越大,可见,要达到同样的相对速度,逆风时飞机的对地速度较小,顺风时飞机的对地速度较大,无风时飞机的对地速度居于两者之间,所以飞机在逆风的条件下起飞较为有利.

         

        知识全解。吃透教材
        知识点1】流体的压强与流速的关系
        将水平管子右端开口用塞子封住,然后向容器R灌水,到达一定高度后停止灌水.容器R及三个细管中的液面停在同一高度上。在同一水平面上A、B、C、诸点处压强都相等,这时的压强是流体在静止时的压强。

        如果将水平管子D端的塞子拔去,同时向容器R注入水,管子中的水在流动时,在装置的不同地方,A、C管中的水面高度差不多相同,B管中水面则最低.这表明水平管子中的水在流动时,B处水的压强较小,A、C点处的压强大于B点处的压强
        分析实验:竖直水柱的高低表示水管各处压强的大小,因为,在A、B、C三处的压强
        相同时间里流过A、B、C三处的水量相等,而在B处水管较细,所以在B处的流速一定比在A、C两处的流速大,压强小。由此可以得出一个结论:流体流动时,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。

         

        1如图为家用煤气灶灶头的示意图。基本操作是:打开煤气阀,拧动点火装置时,煤气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃,有同学担心煤气在进口处是不是会向空气中泄漏,你认为是否会有可能,说明理由?

        分析】家用煤气灶的气阀被打开时,在拧动点火装置的瞬间,由于空气进口处有煤气的高速流动而压强小,这样,外面的空气就从进口处被压入,且与煤气混合流向燃烧头被点燃。由于煤气的高速流动使得进口处的压强总小于外面大气压强,所以不必担心煤气会从空气进口处泄漏。

        答案】:不可能。

         知识点2】升力是怎样产生的
        飞机飞行时产生的升力是用来克服自身的重力的,飞机的升力产生于机翼,如图所示的是机翼的切面图,迎面吹来的风分别流经上下两个表面,上表面气流通过的距离长,流速大;下表面气流通过的距离短,流速小。这样机翼受到的向上的压强就大于向下的压强,形成压力差,产生升力。

        生活中跟流体的压强与流速相关的现象: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” ④打乒乓球时发出的“旋转球” ⑤大海中漩涡中心向下凹 

        2太阳能汽车是直接利用太阳能为能源的一种新型汽车,如图所示,是一种太阳能汽车(右边是它的剖面图),从形状上看,这种汽车在高速行驶时对水平地面产生的压力F1与停在水平路面对地面产生的压力F2相比(  )

        A、F1>F2   B、F1<F2
        C、F1=F2   D、无法比较
        分析】太阳能汽车的上面呈弧形,底盘平直,在向前行驶时,迎面吹来的空气从上方流过的速度比从下方流过的速度要大,因此,空气对本身上方的压强比下方的压强要小,使车受到向上的升力,从而减小对地面的压力,而汽车在静止时对地面的压力等于车身的重量。
        答案】B

        整合应用


        即学即练。触类旁通
        变式训练】
        1、小明一次在观看F1方程式赛车时,发现每辆车尽管都风驰电掣地向前飞驰,却没有一辆车出现高速行驶时容易发生的“飘移”现象,仔细观察,原来在每一辆赛车的尾部或顶上,都横着安装一个横截面好像飞机机翼似的部件,人们把它叫做“压风片”,只不过它的安装方式和飞机的机翼的安装方式不同,它所起的作用是当赛车高速行驶时,能借助空气的作用把赛车牢牢地压在地面上,不易“飘”起来而引发事故。

        试回答:
        (1)结合图,飞机机翼的横截面图,试想在赛车上应如何安装“压风片”,才能保证车在高速行驶时不“飘” 起来。
        (2)试解释“压风片”的工作原理。

         1、解析】(1)倒过来安装,且将前缘稍向下倾。
        (2)赛车在高速行驶时,“压风片”上方气体流慢,下方气体流速快,“压风片”上下方所受的压力差形成向下的压力,把赛车压在地面上,保证了赛车的安全。

        要点归纳。整合提升
        要点1流体压强与流速的关系在现实生活中的应用
        1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,人必须站在安全线以外的位置上候车。请分析,为什么当火车驶过时,如果人站在安全线以内,即使与车辆保持一定距离,也是非常危险的?如图所示。

         

        解析】当火车驶过来,带动着它周围的气体以很大的速度向前流动,人此时若站在安全线以内,则人身前和身后的气体流动速度不等,造成前后的气体压强也不等,身后的气压大,身前的气压小,压强差就会推动人向运动着的火车靠拢从而引发危险。

         

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