飞机为什么能飞上天及浮力知识小结

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飞机为什么能飞上天及浮力知识小结
 
(一) 流体压强与流速的关系
1. 流体压强与流速的关系:
将水平管子右端开口用塞子封住,然后向容器R灌水,到达一定高度后停止灌水.容器R及三个细管中的液面停在同一高度上.在同一水平面上A、B、C、诸点处压强都等,这时的压强是流体在静止时的压强。
    如果将水平管子D端的塞子拔去,同时向容器R注入水,管子中的水在流动时,在装置的安桥606
不同地方,A、C管中的水面高度差不多相同,B管中水面则最低.这表明水平管子中的水在流动时,B处水的压强较小,A、C点处的压强大于B点处的压强
分析实验:竖直水柱的高低表示水管各处压强的大小,因为,在A、B、C三处的压强
    相同时间里流过A、B、C三处的水量相等,而在B处水管较细,所以在B处的流速一定比在A、C两处的流速大,压强小。由此可以得出一个结论:流体流动时,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
    (请联想河流的情况,水流到河面宽敞处的流速比河面窄处流速小)
2. 机翼的升力
    (1)升力的产生
实验①:用双手拿着一纸条靠近下嘴唇,用力向外吹气,纸条会向上升。
分析:用力向外吹气,纸条的上方空气的流速大压强小,下面空气的压强大,纸条会受到向上向下的压力差,使纸条向上升起。
实验②:请同学们手拿两张纸,让纸自然下垂,然后在两张纸中间向下吹气,纸会向中间靠拢。
分析:不吹气时,纸的两侧空气可近似看作静止,两侧空气对纸作用的压强相等,气压不会引起纸运动.
吹气时,纸接触气流的一侧受到的压强比静止空气的压强小,结果纸在两侧压强差的作用下,向压强小的一侧(有气流的一侧)运动,纸就向对方靠近。
(2)飞机机翼的升力
飞机升空,不是靠空气对它的浮力,靠的是飞机的机翼受到的向上升的力。
空气的流动在日常生活中是看不见的,但低速气流的流动却与水流有较大的相似性。日常的生活经验告诉我们,当水流以一个相对稳定的流量流过河床时,在河面较宽的地方流速慢,在河面较窄的地方流速快。流过机翼的气流与河床中的流水类似,由于机翼一般是不对称的,上表面比较凸,而下表面比较平,呈流线型。流过机翼上表面的气流就类似于较窄地方的流水,流速较快,而流过机翼下表面的气流正好相反,类似于较宽地方的流水,流速较上表面的气流慢。
由于机翼横截面形状上下不对称,其在相同的时间里机翼上方气流通过的路程长,所以速度大,比下方气流大,根据流体力学的基本原理,流动慢的大气压强较大,而流动快的大气压强较小,这样机翼下表面的压强就比上表面的压强高,换一句话说,就是大气施加与机翼下表面的压力(方向向上)比施加于机翼上表面的压力(方向向下)大,二者的压力差便形成了飞机的升力。飞机就是在这个升力的作用下升空的。
飞机起飞之前,先得在跑道上跑一段距离.飞机向前跑,空气就相对地向後移动,空气的压强作用在机翼上使机翼获得巨大的升力.机翼的形状起了很重要的作用。
(另要知道:飞机在飞行过程中受到四种作用力:
升力----由机翼产生的向上作用力
重力----与升力相反的向下作用力,由飞机及其运载的人员、货物、设备的重量产生
推力----由发动机产生的向前作用力
阻力----由空气阻力产生的向后作用力,能使飞机减速。)
3. 水翼船:
    在各种交通工具中,船舶航行的速度是比较慢的,大多数船只每小时只能行驶20-30千米。可是,有一种水翼船,速度可以达到每小时100千米以上,这就是水翼船。
    水翼船的船底装着宽大扁平的水翼,就像鸭子的脚蹼。当船在水中速度越来越快时,水翼会受到一种向上的升力,直把到整个船身都托出水面,靠水翼贴着水面滑行。这样,整个船身由于不再受到水的阻力,所以就航行得特别快了。
水翼船因将船体托出水面而减小了阻力。与气垫船将船体提在空气垫层上不同,水翼船的船体是被提升在掠过水面的翼板上的。当船停止进行时,翼板隐藏在下面。但当船开始较快移动时,船体就升出了水面。
4. 喷雾器:
实验③:取一装水的杯子,把一根小塑料管A插入水中,然后用另一根小塑料管B对准A露在水面的管口处,向B管中吹气,会看到喷雾状的水雾。
分析:向B管中吹气,A管上方空气的流速大压强小,液面上方空气的压强大,把水压出A管,随流动的空气而喷成水雾状
练习:如图右上图,是喷雾器工作时的示意图,当推动活塞时,瓶口的空气速度    ,压强  ,当压强比瓶中液体上面的大气压强    时,液体就被大气压压上去,随流动的空气而喷成雾状。
轴测图 
(二)浮力知识小结:
1. 计算浮力的四种方法:
(1)力平衡法(漂浮或悬浮)。
(2)实验测量法
(3)压力差法
(4)阿基米德原理法:
2. 浮力公式表:
3. 流体压强与流速的关系:流体流动时,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
 
【典型例题】
1. 一个实心石块在空气中称重10.8牛,浸没在水中称重6.8牛,求这个石块的密度.(g=10牛/千克)
分析:弹簧秤在空气中测得的示数等于物体的重力,由此可得出石块质量。利用弹簧秤测石块时在空气中和水中的两次示数差,可得出石块所受的浮力,即可求出石块的体积。 
解:=10.8牛-6.8牛=4牛
V=4×1043
石块体积V=4×1043石块质量m=1.08千克
石块密度=2.7×103千克/米3
答:石块的密度为2.7×103千克/米3
2. 体积为1.0×1033的正方体木块,投入如图所示的装有水的容器中,静止后露出水面的高度为5×l02米,容器的底面积为0.04米2.(g取10牛/克)求:
  ①木块受到的浮力;
  ②木块的重力;
  ③投入木块后,容器底增加的压强;
  ④若将此木块投入某液体中,露出液面高度为4厘米,求这种液体的密度.
分析:此题主要是根据漂浮条件进行有关计算
解:①木块的边长a=0.1米
木块排开水的体积
a2ah1)=0.01米2×(0.1米-0.05米)=5×1043
=1.0×103千克/米3×10牛/千克×5×1043=5牛
  ②木块漂浮G=5牛
  ③水面上升高度h2=1.25×102
  增加的压强ph2=1.0×103千克/米3×10牛/千克×1.25×102米=125帕
④木块排开液体的体积a2ah3)=0中国电信我的e家.01米2×(0.1米-0.04米)=6×1043
  木块漂浮FGG
  =0.83×103千克/米3
  答:①木块受到的浮力5牛②木块重力5牛③容器底增加的压强125帕④液体的密度为0.83
×103千克/米3
 
3. 如图,重为5N的木块A,在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为3N,若绳子突然断了,木块A在没有露出水面之前,所受合力的大小和方向是  (  )
A.5 N,竖直向下        B.3N,竖直向上
C.2N,竖直向上        D.8N,竖直向下
分析:结合浸没在水中物体的受力分析,考查学生对受力分析、合力等知识的掌握情况.
解:绳子未断时,A物体受3个力:重力G维奇网A,拉力F,浮力F.3个力关系为:GAFF,求得F=5N+3N=8N.绳子剪断后,物体只受重力和浮力,且浮力大于重力,物体
上浮,浮力大小仍等于8N.合力FFG=8N—5N=3N
合力方向:与浮力方向相同,竖直向上.
答案:B
4. 体积是1000厘米3的正方体木块漂浮在水面上,它没入水中部分的体积是600厘米3,如图(甲)所示,则该木块的密度是_______千克/米3;若在木块上放一金属块,木块恰好没入水中,如图(乙)所示,则金属块的重力是______牛.(取g=10牛/千克)
分析:木块漂浮时,浮力等于重力。根据阿基米德原理可求出木块密度。若在木块上放一金属块,木块恰好没入水中,加上金属块后,仍是漂浮,增加的浮力大小等于金属块重力。
解:在甲图中,木块漂浮  G    即
在乙图中,木块和金属块漂浮,增加的浮力大小等于金属块的重力
例5. 以下是浮力知识的应用,说法正确的是   (  )
A.一艘轮船在海里和河里航行时,所受浮力一样大
B.一艘轮船在海里和河里航行时,在海里受的浮力大
C.密度计漂浮在不同液体中,所受浮力不同
D.密度计在不同液体中漂浮,浸入液体体积越大,所测得的液体密度越大
分析:轮船在河里和海里航行,都处于漂浮状态,FG
因为轮船重力不变,所以船在河里和海里所受浮力相同.A选项正确.又因为海水河水, 所以V排海水V排河水,在河水中没入得深一些.
密度计的原理如图,将同一只密度计分别放入甲、乙两种液体中,由于密度计均处于漂浮状态,所以密度计在两种液体中受的浮力都等于重力.可见,密度计没入液体越多,所测得的液体密度越小.
F甲浮F乙浮G
根据阿基米德原理:
gV排甲gV排乙
V排甲V排乙
6. 为了测出普通玻璃的密度,小明同学利用一个普通玻璃制成的小瓶、一个量筒和适量的水.做了如下实验:
(1)在量筒内倒入50立方厘米的水;
(2)让小瓶口朝上漂浮在量筒内的水面上(如图甲所示),此时水面与80立方厘米刻线相平;
(3)让小瓶口朝下沉没水中(如图乙所示),这时水面与62立方厘米刻线相平.则根据以上测出的数据可知:小瓶漂浮在水面时,它排开水的体积=_______;制造小瓶的玻璃的密度=________.
    分析:求玻璃的密度,就得知道玻璃的质量和体积。由(1)(2)两步可求得排开水的体积,进而求出玻璃小瓶受到的浮力,玻璃小瓶漂浮,所以G,则得出玻璃小瓶的质量。
由第(3)步可得玻璃小瓶的体积,于是便可求出其密度了。
解:
     
 
7. 旅游用的游艇上常常备有救生衣(一种颜比较鲜艳的背心,并用密度比较小的发泡材料做成内胆),请你用下面给定的要求和数据来设计救生衣:①按能救护的人的质量为80千克设计;②为了保护人的安全,穿上该救生衣能使人的10%的体积露出水面;③发泡材料的密度为0.01×103千克/3;④做救生衣的面料及其他辅料的质量不计;⑤人的密度可近似地取1×103千克/3
请回答:
1)为什么要用颜比较鲜艳的面料来做救生衣?
2)计算做一件这种救生衣的发泡材料的最小质量.
解:(马氟炉1)比较鲜艳的颜,如红或黄,能见度比较好,当发生事故时,很远的地方就能看到.
2)设人的质量为m,救生衣的发泡材料的最小质量为,由浮沉条件得
 
  ②
  话剧鹿鼎记G  ③
  gg
  ·
    · 
    得
    =0.08(千克) ⑧
 
例8. 为什么火车站台上都有一条安全线,火车行驶时严禁人们进入安全线以内的区域。
分析:流体(液体和气体)在流动时,流速较大的位置,压强较小

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