初中物理知識(shí)點(diǎn):流體壓強(qiáng)和流速的關(guān)系

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
定義:
流體:物理學(xué)中把沒有一定形狀、且很容易流動(dòng)的液體和氣體統(tǒng)稱為流體。如:空氣、水;

流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系:
氣體流速大的位置壓強(qiáng)小;流速小的位置壓強(qiáng)大。液體也是流體。它與氣體一樣,流速大的位置壓強(qiáng);流速小的位置壓強(qiáng)大。輪船的行駛不能靠得太近就是這個(gè)原因。
總之,對(duì)于流體來說,流速越大的位置壓強(qiáng)越小,流速越小的位置壓強(qiáng)越大。


生活中跟流體的壓強(qiáng)相關(guān)的現(xiàn)象:
(1)窗外有風(fēng)吹過,窗簾向窗外飄;
(2)汽車開過后,路面上方塵土飛揚(yáng);
(3)踢足球時(shí)的“香蕉球”;
(4)打乒乓球時(shí)發(fā)出的“旋轉(zhuǎn)球”等。



生活中與流體壓強(qiáng)相關(guān)問題的解答方法:
在實(shí)際生活和生產(chǎn)中有許多利用流體壓強(qiáng)跟流速的關(guān)系來工作的裝置和現(xiàn)象,如飛機(jī)的機(jī)翼形狀、家用煤氣灶灶頭工作原理、小汽車外形的設(shè)計(jì)等。利用這些知識(shí)還可以解釋許多常見現(xiàn)象,如為什么兩艘船不能并排行駛、列車站臺(tái)上要設(shè)置安全線等。
方法指南(1)首先要弄清哪部分流速快,哪部分流速慢;
(2)流速快處壓強(qiáng)小,壓力也小,流速慢處壓強(qiáng)大,壓力也大;
(3)流體受壓力差作用而產(chǎn)生各種表現(xiàn)形式和現(xiàn)象。
例1如圖是非洲草原犬鼠洞穴的橫截面示意圖,犬鼠的洞穴有兩個(gè)出口,一個(gè)是平的,而另一個(gè)則是隆起的土堆,生物學(xué)家不是很清楚其中的原因,他們猜想:草原犬鼠把其中一個(gè)洞的洞口堆成了包狀,是為了建一處視野開闊的嘹望臺(tái),但是如果這一假設(shè)成立的話,它又為什么不在兩個(gè)洞口都堆上土包呢?那樣不是有兩個(gè)嘹望臺(tái)了嗎?實(shí)際上兩個(gè)洞口形狀不同,決定了洞穴空氣的流動(dòng)方向。吹過平坦表面的空氣運(yùn)動(dòng)速度小,壓強(qiáng)大;吹過隆起表面的空氣流速大,壓強(qiáng)小。因此,地面上的風(fēng)吹進(jìn)了犬鼠的洞穴,給犬鼠帶來了陣陣涼風(fēng)。

請(qǐng)回答下列問題:
(1)在圖上標(biāo)出洞穴中的空氣流動(dòng)的方向。
(2)試著運(yùn)用上文提到的物理知識(shí)說明,乘客為什么必須站在安全線以外的位置候車?
解析:本題結(jié)合草原犬鼠奇妙的洞穴結(jié)構(gòu)考查了流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系。草原犬鼠的一個(gè)洞口很平坦,而另一個(gè)洞口處有凸起的土堆,這樣當(dāng)空氣流經(jīng)兩個(gè)洞口時(shí),洞口表面處空氣的流速會(huì)不同,所以洞口處的氣體壓強(qiáng)會(huì)不同,洞內(nèi)的空氣就會(huì)從氣壓大的一端流向氣壓小的一端,給犬鼠帶來了陣陣涼風(fēng)。
答案:(1)如圖所示 (2)運(yùn)行的火車周圍的空氣速度大,壓強(qiáng)小,乘客靠近運(yùn)行的火車容易發(fā)生事故,所以必須站在安全線以外。



科學(xué)解釋足球中的“香蕉球”是怎么回事:
如果你經(jīng)常觀看足球比賽的話,一定見過罰前場(chǎng)直接任意球。這時(shí)候,通常是防守方五六個(gè)球員在球門前組成一道“人墻”,擋住進(jìn)球路線。進(jìn)攻方的主罰隊(duì)員起腳一記勁射,球繞過了“人墻”,眼看要偏離球門飛出,卻又沿弧線拐過彎來直入球門,讓守門員措手不及,眼睜睜地看著球進(jìn)了大門。這就是頗為神奇的“香蕉球”?吹侥菫t灑多變的“香蕉球”,你有沒有想過是怎么回事呢?

流體(液體或氣體)中的旋轉(zhuǎn)圓柱體或球體相對(duì)于流體運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)在旋轉(zhuǎn)體上產(chǎn)生一個(gè)側(cè)向力。足球在氣流中運(yùn)動(dòng)時(shí),如果其旋轉(zhuǎn)的方向與氣流同向,則會(huì)在球體的一側(cè)產(chǎn)生低壓,而球體的另一側(cè)則會(huì)產(chǎn)生高壓,這就是為什么會(huì)產(chǎn)生香蕉球的原因。當(dāng)足球旋轉(zhuǎn)時(shí),除了可以改變球體周圍的氣流,球的運(yùn)動(dòng)軌跡也會(huì)相應(yīng)發(fā)生改變。而且足球不僅可以側(cè)旋,觸球部位的不同,還可以產(chǎn)生不同的旋轉(zhuǎn),從而使足球上飄和下沉。這樣就達(dá)到了迷惑防守方的目的。任何一次成功的任意球中,必不可少的一項(xiàng)技術(shù)就是使球按照自己的控制產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。不知道你注意到?jīng)]有,罰“香蕉球”的時(shí)候,運(yùn)動(dòng)員并不是踢中足球的中心,而是稍稍偏向一側(cè),同時(shí)用腳背摩擦足球,使球在空氣中前進(jìn)的同時(shí)還不斷地旋轉(zhuǎn)。同時(shí),一方面空氣迎著球向后流動(dòng),另一方面,由于空氣與球之間的摩擦,球周圍的空氣又會(huì)被帶著一起旋轉(zhuǎn)。這樣,球一側(cè)空氣的流動(dòng)速度加快,而另一側(cè)空氣的流動(dòng)速度減慢。物理知識(shí)告訴我們:氣體的流速越大,壓強(qiáng)越小。由于足球兩側(cè)空氣的流動(dòng)速度不一樣,它們對(duì)足球所產(chǎn)生的壓強(qiáng)也不一樣,于是,足球在空氣壓力的作用下,被迫向空氣流速大的一側(cè)轉(zhuǎn)彎了。




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