9.4 神奇的升力
知识点一 流体的压强与流速的关系
精练版P65
1.流体:物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。
2.流体压强:流体流动时产生的压强叫做流体压强。
3.流体压强与流速的关系:流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大。
温馨提示:流体流速大的地方压强小,这意味着除此之外的位置压强大,这样就会在流体流动的位置产生一个压力差,方向指向流体流动的位置。
例1 我国完成了速度超过400km/h的高铁交会试验,两列高速运行的列车交会过程中,产生“强吸力”的原因是两车之间的空气( )
A.流速大,压强大
B.流速小,压强小
C.流速大,压强小
D.流速小,压强大
解析:两列高速运行的列车交会过程中,列车之间的空气流动速度很大,压强小,两列车外侧的压强不变,车受到外侧压强大于车内侧受到的压强,两列车产生“强吸力”,故选项C正确。
答案:C
知识点二 升力的产生 精练版P65
飞机前进时,机翼与周围的空气发生相对运动,相当于气流迎面流过机翼。气流被机翼分成上下两部分,由于机翼横截面的形状不对称(上凸下平),如图所示,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存在压强差,这样就产生了向上的升力。
例2 如图所示,歼-15飞机在辽宁舰进行起降飞行训练。下列说法正确的是( )
A.歼-15能升空是因为它的机翼下方压强大于上方压强
B.歼-15能降落是因为它改变了自身重力
C.随着歼-15上升高度增加,机舱外大气压增大
D.随着歼-15上升高度增加,机舱外大气压不变
解析:飞机的机翼做成流线型,在相同时间内,空气经过上方的路程长、速度大;经过下方的路程短、速度小。上方空气流速越大,压强越小;下方空气流速越小,压强越大。所以机翼下方的气压大于上方的气压,便形成向上的升力,所以能升空,故选项A正确;飞机降落时,升力应有所减小,但其重力是不变的,故选项B错误;随着歼-15上升高度增加,机舱外大气压减小,故选项C、D错误。
答案:A
易错点 弄不清流体压强与流速的关系而导致错误
流体压强与流速关系在日常生活中应用非常广泛,往往会把它们之间的关系搞颠倒而出错。
例3 沿海地区经常会有台风(如图所示),因此该区域的居民会将简易房的屋顶进行特殊加固,对于这一做法下列解释正确的是( )
A.屋顶上方空气的流速大于下方,屋顶被向下压垮
B.屋顶上方空气的流速大于下方,屋顶被向上掀起
C.屋顶上方空气的流速小于下方,屋顶被向下压垮
D.屋顶上方空气的流速小于下方,屋顶被向上掀起
解析:流体压强与流速的关系是:流体中流速快的地方压强小,流速慢的地方压强大。屋顶上凸,在相同时间内,空气经过上方的路程长,速度大;经过下方的路程短,速度小。上方空气流速越大,压强越小;下方空气流速越小,压强越大。所以屋顶被向上掀起,故选项B正确。