流体流速与压强大小的判断

“流体压强与流速的关系”是中考的常考点，分析解释有关现象或解答相关问题，先要弄清哪部分流体的流速发生变化，如何变化；进而根据流体压强与流速的关系“流体在流速大的位置压强小，流速小的位置压强大”确定压强的变化，找出压强（压力）差的方向。通常分以下几种情况：

一、流体直接流动

流体直接流动的位置，流速大。

图1例1．图1是家用煤气灶灶头的示意图。使用煤气灶时，打开煤气阀门，拧动点火装置，煤气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃，而煤气不会从进口处向空气中泄漏，其原因是进口处（）

A．煤气流速小，压强大于大气压强

B．煤气流速小，压强小于大气压强

C．煤气流速大，压强大于大气压强

D．煤气流速大，压强小于大气压强

解析：打开煤气阀门时，由于煤气有很大的压力，会以很大的速度喷出，所以进口处煤气流速大。根据流体压强与流速的关系可知，流体的流速越大，压强越小，因而进口处煤气的压强小于周围的大气压，所以在进口处煤气不会向空气中泄漏，同时大气压把空气压入进口，和煤气混合后流向燃烧头。

答案：D

图2例2．2013年3月中旬，龙卷风席卷了湖南道县，肆虐的大风使多处房屋被刮倒，还造成了多人伤亡。龙卷风的实质是高速旋转的气流，它能把地面上的物体或人畜“吸”起卷入空中（如图2所示），这是因为相对于龙卷风边缘，其内部的空气流速，压力较，从而形成指向龙卷风内部的压力差，把人或物吸起。

解析：龙卷风是高速旋转的气流，相对于龙卷风边缘，龙卷风内部的空气流速大；根据流体压强与流速的关系可知，龙卷风内部的压强小，则压力小。龙卷风外侧的空气流速小、压强大，则压力大，从而形成指向龙卷风内部的压力差，把人或物“压”入龙卷风中，即人或物被龙卷风吸起。

答案：大小

二、其他物体带动流体运动

吹风（吹气）或物体的快速运动会引起周围空气流速大小变化，吹风（吹气）的位置空气的流速大；物体运动速度越大，其周围空气的流速越大。

图3例3．如图3所示，将无盖的饮料瓶底部剪掉，做成一个大“漏斗”，把乒乓球放入“漏斗”中，用电吹风在“漏斗”上方沿水平方向吹风，发现乒乓球向上运动。请解释这个现象。

解析：根据流体压强与流速的关系，用电吹风在“漏斗”上方沿水平方向吹风时，乒乓球上方空气流速变大，压强变小，乒乓球上表面的压强小于下表面的压强，上、下表面存在向上的压强差，从而产生向上的升力，使乒乓球向上运动。

答案：乒乓球上方空气流速大，压强小，上下表面的压强差产生向上的升力，使乒乓球向上运动。

图4例4．在科学晚会上，小亮用一根胶管表演了一个有趣的节目。如图4所示，他一只手握住管的中部保持下半部分不动，另一只手抓住上半部，使其在空中快速转动，这时下管口附近的碎纸屑被吸进管中，并“天女散花”般地从上管口飞了出来。产生这一现象的物理道理是。

解析：当胶管的上半部快速转动时，带动上管口附近的空气也快速流动，则上管口附近空气的流速大，压强小；下管口空气流速慢，压强大。在上、下管口压强差的作用下，下管口附近的碎纸屑被吸进管中，并从上管口飞出。

答案：流体流速大的地方压强小

图5例5．乒乓球前进过程中由于旋转方向不同会沿不同的径迹运动。运动员用三种不同的击球方法把乒乓球击出，则图5所示的a、b、c三条径迹中，上旋球（图中沿逆时针方向旋转）的径迹是，下旋球（图中沿顺时针方向旋转）的径迹是，不旋球的径迹是。

解析：由于球的转动，带动周围的空气也随之绕球转动，导致球上下方的空气流速不同。

图6对于上旋球（图6甲所示），球向左运动，则空气相对于球向右运动。但由于球沿逆时针方向旋转，带动球周围空气逆时针转动，球上方的空气随之向左运动，空气相对于球的两种运动作用相抵，球上方的空气流动速度小，压强大；球下方空气随之向右运动，空气和球带动空气的运动方向相同，增大了空气的运动速度，球下方的空气流动速度大，压强小。因此，球受到向下的压力，沿弧线迅速下落，所以a是上旋球的径迹。

对于下旋球（图6乙所示），球向左运动，则空气相对于球向右运动。但由于球沿顺时针方向旋转，带动球周围空气顺时针转动，球上方的空气随之向右运动，空气和球带动空气的运动方向相同；球下方空气随之向左运动，空气和球带动空气的运动方向相反。因此，球上方的空气流动速度比下方的大，球上方的压强小，下方的压强大，球受到向上的压力，沿弧线缓慢下落，所以c是下旋球的径迹，而b是不旋球的径迹。

答案：acb

三、流体流过特殊形状的物体

物体不对称的特殊形状，使得流体流过物体两侧的流速不同，在相同时间内，流体通过距离长的流速大，通过距离短的流速小。

例6．一般的轿车当行驶到某一速度时，司机会感觉车有些“飘”，极易造成事故。为了使轿车在高速条件下安全行驶，车轮能较好地“抓住”地面，可在轿车尾部顶上安装如图7所示的“气流偏导器”，它的上表面平直，底部呈弧形凸起。“气流偏导器”的主要作用是。

图7解析：当车行驶时，气流偏导器与空气发生相对运动，相当于气流迎面流过偏导器，气流被偏导器分成上下两部分。由于气流偏导器横截面的形状上下不对称，上表面平直，下表面凸起，根据流体压强与流速的关系可知，在相同时间内，流过气流偏导器上方的气流通过的路程较短，速度较小，它对气流偏导器的压强较大；而流过下方的气流通过的路程较长，速度较大，它对气流偏导器的压强较小。这样，气流偏导器上、下方所受的压强差形成了一个向下的力，从而使车对地面的压力增大，摩擦力随之增大，且车速越大，向下的压力越大，摩擦力越大，提高了车轮的着地性能，保障了行车安全。

答案：让汽车在高速行驶时，对地面的压力更大，提高车轮着地性能，保障行车安全。

图8例7．图8是非洲草原犬鼠洞穴的截面示意图，洞穴有两个出口，一个是平的，而另一个则是隆起的土堆。这是什么原因呢？人们猜想：草原犬鼠把其中一个的洞口堆成土包状，是为了建一处视野开阔的望台，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呢？实际上，犬鼠只在一个出口堆土是为了改善洞穴内的通风情况。请你说说犬鼠洞穴内的气流情况，并说明其中的道理。

解析：两个洞口形状不同，决定了洞穴中空气的流动方向。隆起土堆的洞口处气流速度大，压强减小，因此在此洞内外产生压强差，这样洞口上下方的压力差形成一个向上的压力，使气体朝此隆起土堆的洞口流出。同时洞内气压逐渐降低，另一洞口上方气压较高，因此气体又会从这一洞口流进。所以，地面上的风吹进了犬鼠的洞穴，给犬鼠带去了习习凉风。

答案：吹过左边洞口处平坦表面的风流速小，压强大；吹过右边洞口处隆起表面的风流速大，压强小。因此，地面上的风就从左边洞口进入洞穴，从右边洞口出来，给犬鼠带去了习习凉风。

例8．船在水中航行时，船体受到水的阻力较大，影响了航行速度。如图9甲是一种水翼船，船体下安装了水翼。船在高速航行时，水面下的水翼会使船体抬高而减小水对船体的阻力。请你判断水翼的形状应该是图9乙中A、B的哪一个？并解释当船高速航行时，船体被抬高的原因。

图9解析：由题意可知，船在高速航行时，水翼能抬高船体，所以水对水翼合力的方向应该是向上的。根据流体压强与流速的关系可知，应该是通过水翼上方的水流速度大，下方水流速度小，这样上方压强小于下方的压强，从而对水翼产生一个向上的合力，使船体抬高。

由于A图的水翼上表面凸起，下表面平直，当船在航行时，流过水翼上表面的水流速度较大，压强较小；而流过水翼下表面的水流速度较小，压强较大。所以，水翼的上、下表面存在向上的压强差，从而使水翼获得一个上升力，使船体与水的接触面积减小，从而减小水对船体的阻力，进一步提高船速。因此，水翼的形状应是A图。

答案：A在流体中流速越大的位置，压强越小。当船在水中高速航行时，由于水翼上表面凸起，它与船体间的水流速度大，压强小；水翼下表面的水流速度小，压强大。因此在水翼的上下表面存在向上的压力（压强）差，所以船体被抬高了。

四、流体流过大小不同的截面积

相同时间内，流体的流量一定，流体通过截面积小的地方（如河水通过峡谷时）流速大，通过截面积大的地方（如河水通过宽阔地带时）流速小。

图10例9．如图10所示的连通器，当阀门K关闭时，A、B两竖直玻璃管中液面相平。打开阀门K，待水流稳定后，比较A、B玻璃管中的水面高度，管中的水面较高。

解析：在一定时间内，流过水管的水量是相等的。由于A、B玻璃管所在处的水管粗细即横截面积不同，则两处水流的速度不同，压强也不同。A管处的横截面积大，水流的速度小，产生的压强大，根据液体压强公式p=ρgh可知，能支持的水柱高；B管处的横截面积小，水流的速度快，产生的压强小，能支持的水柱低。所以A管中的水面高。

答案：A

例10．如图11甲所示，海军舰艇编队一般采用前后列队形式航行。若两舰艇并排航行，两舰艇要保持一定的间距，而不能靠得太近，这主要是因为两舰艇间水的流速两舰艇外侧水的流速，造成两舰艇内侧水的压强外侧水的压强，容易发生相撞事故。

图11解析：两舰艇并排航行时的示意图如图11乙所示。若两舰艇间距较小，它们之间水流通道变窄，水流的截面积变小，水流速度变大，内侧的水流对舰艇的压强变小，而外侧的水流的流速较小，对舰艇的压强较大，舰艇内侧的水流对舰艇的压强小于外侧的水流对舰艇的压强，舰艇内、外侧存在压力差，在水流压力差的作用下，两舰艇会靠得越来越近，进而引发撞船事故。

答案：大于小于