流体压强与流速之间存在着怎样的关系？

问题32.流体压强与流速之间存在着怎样的关系？◇学生提问目前，轿车已逐渐进入百姓家庭。如图所示，是某同学家中最近购买的一辆小轿车，他发现该轿车的外行类似于飞机的机翼。那么，当该轿车在成渝高速公路上快速行驶的过程中，车子上方的气体的速度车子下方的气体的速度，从而使得轿车行驶时，它对地面的压力车的重力（选填“大于”、“小于”或“等于”）。老师，这道题目应怎么解答呢？要用到什么物理知识？如果轿车不运动的话，地面对它的支持力与车的重力二力平衡，所以它对地面的压力等于车的重力；当轿车行驶时，车子上方和下方的的气体◇问题探究液体的流速为何不同（重要性：★★）老师：解答这一问题，涉及到的物理知识有运动和静止的相对性、液体的压强与流速的关系。学生：哦！老师，什么是流体？是不是具有流动性的物质叫做流体呀？老师：对，液体和气体都具有流动性，统称为流体。你能运用运动和静止的相对性分析轿车行驶时上方与下方的流速大小吗？学生：我想想，轿车向前行驶时，如果把轿车看作是“静止”的，以轿车为参照物，前方的空气就在向后运动；在相同时间内，前面的空气在车头处一分为二，上半部分从轿车顶部运动到车后，下半部分从轿车底部运动到车后。轿车上方呈弧形、底部呈平面的这种结构，使经过轿车上方的空气运动距离上s大于下方的空气运动的距离下s；根据速度公式tsv可得，上方的空气流速上v大于下方的空气流速下v。老师，是不是由于物体上下表面的形状不同，导致了流体的流速不同？老师：对！正是这一原因。流体流动时的压强与静止时的压强是不同的，具有不同的规律。流体压强与流速的关系（重要性：★★★★）学生：真的吗？我不信！老师：你来看下面的照片：小刚同学手捏两张白纸，在纸自然下垂后，他沿着下垂的纸面从两张纸的中间向下吹气，你看出现了什么现象？学生：哦！我看照片显示的情景是两张纸向一起靠。老师：那你想想，是什么原因使两张纸向中间移动的？学生：老师，我认为，与纸接触的物质是空气；纸向内侧移动形变，说明外侧的空气比内侧的空气压力大！小刚吹气时，两张纸之间的空气流速比两张纸外面的空气流速大，看来还真是流速影响流体的压强呀！老师：对！你能总结出流体压强与流速的关系吗？学生：从上面的现象可归纳出，流体的压强规律是：流速大的地方，流体的压强小；流速小的地方，流体的压强大。升力（重要性：★★★）老师：呵呵，很好，其实飞机的机翼设计成上弧下平的结构，正是利用了流体压强与流速的这一关系。下面的照片拍摄的是把飞机机翼模型装在支架上，用电风扇吹动时的情景。对此你有何想法？学生：呵呵！真奇妙！机翼升起来了！根据流体压强与流速的关系，机翼模型上方处的空气压强比下方处的空气压强小，于是就产生了使机翼模型上升的力！老师：对啊，我们就把机翼模型受到的这个上升的力简称为升力！学生：老师，上面的问题我会解答了：车子上方的气体速度大于车子下方的气体速度，从而使得轿车行驶时，也受到了一个升力。这样轿车对地面的压力就小于轿车本身的重力了。老师：学生，你真棒！其实流体的压强与流速的关系在生活及生产中既有利，也有弊。你来分析下面这个问题。飞机发动机工作时，强大的气流从发动机前进入，从机后喷出。如图所示，为波音737客机发动机上张贴的警示标识，警示在发动机工作时，其发动机前方图示4m范围内不得有人，请你用所学物理知识解释其中原因。学生：老师，我认为，发动机工作时，前方空气流速度加快，根据流体压强与流速的关系，空气流速快的地方压强小，发动机内外存在较大的指向发动机内的气压差；人如果离发动机太近，人在该范围内有被吸入发动机的危险。老师：嗯，你回答得非常精彩！◇学生笔记流体压强与流速的关系：流速大的地方，压强小；流速小的地方，压强大。这一规律有利也有弊。◇要点训练1.如图甲所示是化学实验室里常用的水流抽气机，图乙是其工作原理示意图。使用时让自来水流入具有内置喷门的T型管中，即可达到抽气的目的。请说明它的工作原理。答案：自来水从抽气机的上管口流进，从下方窄小管口流出时，流速大大增加，附近的压强降低，这时抽气机侧管所接容器中的被抽气体压强大于容器外压强，所以容器内气体流出，从而达到抽气目的。解析：从流体压强的大小在流速大的位置压强小的角度去分析。2.如图7所示，是某中学生为不使母亲在做饭时因刮风出现烟倒灌而被呛所改造的烟囱，刮风时，烟囱口的气流速度变快，压强变小，烟雾仍能顺利排出。他的这一设计应用到的物理知识与图8各现象中的原理相同的是（）答案：A解析：烟囱的这一独特结构，在有风的时候，空气从对开的小孔中穿过，加快了流动速度，使烟囱口处的空气压强小于烟囱内的空气压强，使烟气顺利排到烟囱外，能有效防止烟气倒灌。充分利用了流体压强与流速的关系。四个选项中A选项涉及到了这一规律，两个乒乓球因为内侧比外侧的气流流速大，从而受到了向内的合力，向中间靠拢。3.如图所示，把一张半卷着的硬纸片摆放在桌子上如果使劲吹一下它的下面，可以发现硬纸片不会翻转过去。这是因为流体的压强与流体流动的有关，吹出的气使硬纸片下面空气的压强(选填“变大”、“变小”或“不变”)。答案：速度；变小。4.如图7所示，在硬币上方沿着与桌面平行方向用力吹一口气，硬币就可以跳过栏杆。这是因为硬币上方气流速度下方的气流速度，硬币上方压强下方压强，产生向上的升力，因此硬币就“跳”过了栏杆。答案：大于；小于5.如图所示，利用漏斗、乒乓球探究“气体压强和流速的关系”时，当沿漏斗管口用力吹气时，发现乒乓球并不掉下来，可知乒乓球上方受到的气体压强比乒乓球下方受到的气体压强＿＿＿；分析得出的结论是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。答案：小；流体的压强与流速有关，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。