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初中三年级物理

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    “五一”假期,小明和爸爸乘车旅游,他看到在高速公路路边竖立着“禁止向车外扔杂物”的警示牌,如图所示;车在行驶过程中又发现:打开车窗,窗帘总会向外飞,请你帮助小明用物理知识解释:
    (1)为什么在高速公路上规定“禁止向车外扔杂物”?
    (2)车行驶过程中,窗帘为什么会向外飞?

    本题信息:2010年辽宁省中考真题物理问答题难度较难 来源:牛青丹
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本试题 ““五一”假期,小明和爸爸乘车旅游,他看到在高速公路路边竖立着“禁止向车外扔杂物”的警示牌,如图所示;车在行驶过程中又发现:打开车窗,窗帘总会向外飞,请...” 主要考查您对

流体压强和流速的关系

惯性的危害和利用

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  • 流体压强和流速的关系
  • 惯性的危害和利用
定义:
流体:物理学中把没有一定形状、且很容易流动的液体和气体统称为流体。如:空气、水;

流体压强与流速的关系:
气体流速大的位置压强小;流速小的位置压强大。液体也是流体。它与气体一样,流速大的位置压强小;流速小的位置压强大。轮船的行驶不能靠得太近就是这个原因。
总之,对于流体来说,流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大。

生活中跟流体的压强相关的现象:
(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”等。


生活中与流体压强相关问题的解答方法:
    在实际生活和生产中有许多利用流体压强跟流速的关系来工作的装置和现象,如飞机的机翼形状、家用煤气灶灶头工作原理、小汽车外形的设计等。利用这些知识还可以解释许多常见现象,如为什么两艘船不能并排行驶、列车站台上要设置安全线等。
    方法指南(1)首先要弄清哪部分流速快,哪部分流速慢;
(2)流速快处压强小,压力也小,流速慢处压强大,压力也大;
(3)流体受压力差作用而产生各种表现形式和现象。
例1如图是非洲草原犬鼠洞穴的横截面示意图,犬鼠的洞穴有两个出口,一个是平的,而另一个则是隆起的土堆,生物学家不是很清楚其中的原因,他们猜想:草原犬鼠把其中一个洞的洞口堆成了包状,是为了建一处视野开阔的嘹望台,但是如果这一假设成立的话,它又为什么不在两个洞口都堆上土包呢?那样不是有两个嘹望台了吗?实际上两个洞口形状不同,决定了洞穴空气的流动方向。吹过平坦表面的空气运动速度小,压强大;吹过隆起表面的空气流速大,压强小。因此,地面上的风吹进了犬鼠的洞穴,给犬鼠带来了阵阵凉风。

请回答下列问题:
(1)在图上标出洞穴中的空气流动的方向。
(2)试着运用上文提到的物理知识说明,乘客为什么必须站在安全线以外的位置候车?
解析:本题结合草原犬鼠奇妙的洞穴结构考查了流体压强与流速的关系。草原犬鼠的一个洞口很平坦,而另一个洞口处有凸起的土堆,这样当空气流经两个洞口时,洞口表面处空气的流速会不同,所以洞口处的气体压强会不同,洞内的空气就会从气压大的一端流向气压小的一端,给犬鼠带来了阵阵凉风。
答案:(1)如图所示 (2)运行的火车周围的空气速度大,压强小,乘客靠近运行的火车容易发生事故,所以必须站在安全线以外。


 科学解释足球中的“香蕉球”是怎么回事:
    如果你经常观看足球比赛的话,一定见过罚前场直接任意球。这时候,通常是防守方五六个球员在球门前组成一道“人墙”,挡住进球路线。进攻方的主罚队员起脚一记劲射,球绕过了“人墙”,眼看要偏离球门飞出,却又沿弧线拐过弯来直入球门,让守门员措手不及,眼睁睁地看着球进了大门。这就是颇为神奇的“香蕉球”。看到那潇洒多变的“香蕉球”,你有没有想过是怎么回事呢?
   
    流体(液体或气体)中的旋转圆柱体或球体相对于流体运动时,会在旋转体上产生一个侧向力。足球在气流中运动时,如果其旋转的方向与气流同向,则会在球体的一侧产生低压,而球体的另一侧则会产生高压,这就是为什么会产生香蕉球的原因。当足球旋转时,除了可以改变球体周围的气流,球的运动轨迹也会相应发生改变。而且足球不仅可以侧旋,触球部位的不同,还可以产生不同的旋转,从而使足球上飘和下沉。这样就达到了迷惑防守方的目的。任何一次成功的任意球中,必不可少的一项技术就是使球按照自己的控制产生旋转。不知道你注意到没有,罚“香蕉球”的时候,运动员并不是踢中足球的中心,而是稍稍偏向一侧,同时用脚背摩擦足球,使球在空气中前进的同时还不断地旋转。同时,一方面空气迎着球向后流动,另一方面,由于空气与球之间的摩擦,球周围的空气又会被带着一起旋转。这样,球一侧空气的流动速度加快,而另一侧空气的流动速度减慢。物理知识告诉我们:气体的流速越大,压强越小。由于足球两侧空气的流动速度不一样,它们对足球所产生的压强也不一样,于是,足球在空气压力的作用下,被迫向空气流速大的一侧转弯了。

 


惯性是一把双刃剑,既有利又有弊。
惯性的利用
    生活中利用惯性的例子很多,如:用手向地上洒水时,手撩起水向前运动,当手停止运动后,由于惯性,手带起的水仍要继续向前运动,所以就被洒出去;在跳远比赛时,运动员跳起后,由于惯性,在空中仍保持一定的速度继续向前运动.最后落在前方;汽车快到达终点时,熄火后由于惯性仍能前进一段距离,这样可以节省汽油;人骑车也是一样,当自行车运动起来后,人停止蹬车,自行车仍会向前运动一段距离,并不会立即停下等,这样的例子还有很多这些都是惯性在生活中的广泛应用。如果没有惯性,这些现象将不复存在。因此对于有益的惯性.我们往往想办法来增大它。由于惯性只与质量有关,质量越大,惯性越大。因此在汽油机、柴油机等热机上我们通过增加飞轮的质量来增加它的惯性,以保持飞轮能持续地旋转下去。

惯性的危害
     惯性对我们的影响不都是有益的,在生活中的很多方面,惯性对我们造成了不利的影响,尤其是在交通方面。比如汽车在突然启动、突然刹车、突然转弯或速度大小突然改变时,站在车厢里的乘客的脚虽然与汽车一起改变运动状态,但是人的上身由于惯性还会保持原来的运动状态,冈此往往会摔倒,严重时会造成人身伤害;特别是高速行驶的汽车,由于惯性,在刹车后很难立即停下,还要向前运动一段距离,这样往往会导致车祸的发生。为了避免悲剧的发牛,人们采用了很多应对方法。如为了防止汽车在突然刹车或突然减速时对人造成伤害,强制司乘人员使用安全带,并存汽车上安装安全气囊;另外还对汽车的行驶速度做出了限制。我国的交通法规明确规定:机动车行驶时在没有道路中心线的城市道路速度不能超过30km/h,公路上不能超过40km/h;在同方向只有l条机动车道的城市道路不能超过50km/h,公路上不能超过70km/h。需要说明的是,这些方法虽然都能减小惯性带来的危害,但是却并不能从根本上减小惯性。要真正地减小惯性就要减小物体的质量,针对当前我国运输业超载现象非常普遍的情况,有关部门做出规定:公路客运车辆载客超过额定乘员,货运车辆超过核定承载重量的,会处以相应的经济处罚,严重的还会扣留机动车。这是因为对载重汽车进行限载,既可以减小它对地面的压强,又能减小它的惯性,从而降低车祸的发生率。
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