Question

11．学习了“流体压强”的知识后，小明在家里做了如下的实验：

（1）由图甲所示的实验，可以得出流体的压强与流速之间有什么关系？答：流速越大的位置压强越小．
（2）在图乙所示的实验中，电扇转动后，托盘测力计的示数发生了什么变化？答：减小．
（3）在倒置的漏斗里放一个乒乓球，用手指托住乒乓球（如图丙）．然后从漏斗口向下用力吹气，再将手指移开，乒乓球不会（选填“会”或“不会”）掉下来．
（4）小明想，能否用压强计探究气体压强与流速关系呢？他设计了如图A所示的实验装置，小明用嘴向玻璃管中吹气，U形管内液面高度差如图B所示，此时玻璃管内D点的气体压强为p₁，速度为v₁；小华再次吹气后，U形管内液面高度差如图C所示，此时玻璃管内D点的气体压强为p₂，速度为v₂．则p_1＜p₂，v_1＞v₂．（选填“＜”、“=”或“＞”）

（5）城市建设中，为了解决“H”形地下通道中过道的通风问题，工人们设计了如下方案．黑色部分为墙面凸出部分，“M”为安装在过道顶的电风扇，其中既有效又节能（C）

Answer 1

分析 （1）在流体中，流速越大的位置压强越小，流速越小的位置压强越大．解答此题就要根据这个原理来回答．
（2）分析流体的流速如何变化从而得出压强的变化，再确定测力计示数的变化．
（3）分析乒乓球上方和下方空气流速，根据流体流速越大压强越小，判断乒乓球受力情况，分析乒乓球运动状态．
（4）在气体中，流速越大的位置压强越小．液体压强计是通过U形管两管中液面的高度差来显示压强大小的．
（5）根据流体压强与流速的关系，结合图示的形状进行判断．

解答 解：（1）甲图中，左管比较粗，右管较细．在流量一定时，管子越细，水的流速就越大．左管处和右管处得压强大小关系呢？由图可知，左管上方液柱高说明压强大，由此得出流体压强与流速的关系：流速越大的位置压强越小．
（2）电扇转动后，气流会流经飞机机翼模型，机翼模型上方凸空气通过的路程长，流速大，向下的压强小；机翼模型下方凹空气通过的路程短，流速小，向上的压强大，从而形成了一个向上的压强差，是托盘测力计的示数减小．
（3）从漏斗口向下用力吹气，乒乓球上方空气流速大压强小，乒乓球下方空气流速小压强大，乒乓球受到向上的压强大于向下的压强，乒乓球不会掉下来．
（4）向玻璃管中吹气时，由流速大的位置压强小可知，U形管左管内气压小于外界大气压，则两侧气体压强差=水柱产生的压强，即p_大气-p_左=p_水；
图B中，U形管的液面高度差大，水柱产生的压强大，说明左管内气压小，即此时D处的气体压强p₁小，空气流速v₁大；
图C中，U形管的液面高度差小，水柱产生的压强小，说明左管内气压大，即此时D处的气体压强p₂大，空气流速v₂小；
所以，p₁＜p₂，v₁＞v₂．
（5）要想让风经过过道，过道左右两端的气压应该不同，所以过道左右两端的通风道中的空气流动速度不同．
如A图，过道左右两端的通风道相同，所以过道左右两端的通风道中的空气流动速度相同，不合理．
如图B，过道左右两端的通风道相同，所以过道左右两端的通风道中的空气流动速度相同，不合理．
如图C，过道右端的通风道有凸起，所以相同时间风经过过道右端的通风道时的路程长，则风速较快，所以过道右端的气压小于左端的气压，所以空气会从过道的左端流向右端，过道中有风通过．此方案不需要消耗其他能量，既有效又节能．此方案合理．
如图D，过道中有电动机，电动机工作时过道中空气流动速度加快，气压减小，空气会从过道口流进来而通风，但需要消耗电能，故此方案虽有效但不节能，不合理．
故选C．
故答案为：（1）流速越大的位置压强越小；（2）减小；（3）不会；（4）＜；＞；（5）C．

点评 此题考查的是流体压强与流速关系的相关实验及在生活中的应用，容易出错的是有些同学不能分析出流体流速的变化情况，这是因为对生活常识的了解太少所致．此题综合性强，值得我们关注．