4. 利用风洞对汽车高速行驶进行模拟测试,如图9-5-8甲所示。测试过程中,由于车上下表面空气流动的速度不同,汽车受到竖直向上的(选填“重力”或“升力”),从而使车与地面之间的摩擦力(选填“变大”“不变”或“变小”),车容易失控。为了减小上述意外情况的发生,有些跑车为了提高“抓地力”,在车尾安装了一种“气流偏导器”,其外形应选用图9-5-8乙中的(选填“A”或“B”)。

甲
乙

4. 升力 变小 B

【分析】
首先根据流体压强与流速的关系：流速越大的位置，压强越小。汽车高速行驶时，车的上表面空气流速大于下表面，上表面压强小于下表面，从而产生竖直向上的升力；
接着，摩擦力的大小与压力和接触面粗糙程度有关，接触面粗糙程度不变时，压力越小，摩擦力越小。升力会减小车对地面的压力，因此车与地面之间的摩擦力变小；
最后，要提高“抓地力”，需要让气流偏导器对车产生向下的压力，即偏导器上方空气流速慢、压强大，下方空气流速快、压强小。观察图乙，B的外形能使上方流速慢、下方流速快，从而产生向下的压力，所以选B。
【解析】
1. 汽车高速行驶时，车的上表面空气流动速度快，压强小，下表面空气流动速度慢，压强大，上下表面的压强差使汽车受到竖直向上的升力；
2. 车对地面的压力等于车的重力减去升力，升力增大时，车对地面的压力减小。在接触面粗糙程度不变的情况下，压力越小，摩擦力越小，因此车与地面之间的摩擦力变小；
3. 为了提高“抓地力”，气流偏导器需要使车受到向下的压力，即让偏导器上方空气流速慢、压强大，下方空气流速快、压强小。图乙中，B的外形符合这一要求，气流经过B时，上方流速慢，下方流速快，压强差使偏导器受到向下的压力，因此应选用B。
【答案】
升力；变小；B
【知识点】
流体压强与流速的关系；摩擦力的影响因素
【点评】
本题结合汽车的实际应用，考查了流体压强与流速的关系以及摩擦力的影响因素，体现了物理知识在生活中的应用，需要学生能将物理原理与实际场景结合分析。
【难度系数】
0.6

5. (2023,济宁)如图9-5-9所示的装置中,AB是一段内径粗细不同的玻璃管,它与蓄水容器相连,在玻璃管较粗和较细的部分,各接有一段竖直的细玻璃管。M、N是AB玻璃管内同一水平线上的两个点,分别位于两竖直细玻璃管下方。关闭阀门K,将水注入蓄水容器中,根据特点,当水不流动时两竖直细玻璃管内水面是的;打开阀门K,水流出过程中,M点的压强(选填“大于”“等于”或“小于”)N点的压强。

5. 连通器 相平 小于 【解析】由题图可知，关闭阀门K时，将水注入蓄水容器中，此装置上端都开口，下部相连通，是个连通器，因为上端开口，大气压相同，所以两竖直细玻璃管内水面是相平的。打开阀门K，水流出过程中，M处玻璃管比N处玻璃管要细一些，所以M处玻璃管内水的流速较大，压强较小，故M点的压强小于N点的压强。

【分析】
首先分析关闭阀门K的情况：观察装置结构，其上端开口、底部相连通，符合连通器的特征，结合连通器的特点可判断液面状态；再分析打开阀门K的情况：M处玻璃管内径更细，在水流量相同的情况下，M处水流速度更大，根据流体压强与流速的关系，流速越大压强越小，可判断M、N点的压强大小关系。
【解析】
1. 关闭阀门K时，该装置上端开口，底部相连通，属于连通器。根据连通器的特点，当内部装有同种液体且液体不流动时，各容器中的液面保持相平，因此两竖直细玻璃管内水面是相平的。
2. 打开阀门K，水流出过程中，M处玻璃管的内径比N处细，在流量相同的情况下，M处水的流速更大。根据流体压强与流速的关系：流速越大的位置，压强越小，所以M点的压强小于N点的压强。
【答案】
连通器；相平；小于
【知识点】
连通器原理；流体压强与流速的关系
【点评】
本题结合实际装置，将连通器原理和流体压强与流速的关系结合考查，需要准确识别装置类型，并熟练运用物理规律分析实际问题，注重对物理知识应用能力的考查。
【难度系数】
0.6

6. 小华同学用自制的一个机翼模型探究气体的压强与流速的关系时,把机翼模型穿在一根铁丝上,在铁丝的上下端各挂一个弹簧测力计,如图9-5-10所示。
(1)当他接通电风扇对着机翼模型吹风时,发现两个弹簧测力计的示数的变化情况:A弹簧测力计示数变,B弹簧测力计示数变。(均选填“大”或“小”)

(2)实验时,机翼模型上表面空气的流速(选填“大于”“小于”或“等于”)机翼模型下表面空气的流速。
(3)这个实验说明气体的压强与流速的关系:流速越大的位置,压强越。

6. (1)小 大 (2)大于 (3)小

【分析】
首先明确解题思路：先结合机翼模型的形状分析空气流速的差异，再根据流体压强与流速的关系判断机翼上下表面的压强大小，最后通过受力平衡分析弹簧测力计的示数变化。
1. 对于(1)：无风时，机翼静止，A、B测力计拉力之和等于机翼重力。吹风时，机翼上表面空气流速快、压强小，下表面流速慢、压强大，机翼受到向上的升力。此时机翼受力平衡：向下的重力+A的拉力=向上的B的拉力+升力，因此A的拉力会减小（示数变小），B的拉力会增大（示数变大）。
2. 对于(2)：机翼上表面为弧形，下表面平直，相同时间内空气流过上表面的路程更长，所以上表面空气流速大于下表面。
3. 对于(3)：由实验中机翼受到向上的升力，可知流速大的位置压强小，流速小的位置压强大，从而总结出气体压强与流速的关系。
【解析】
(1) 当电风扇对着机翼模型吹风时，机翼上表面空气流速大、压强小，下表面空气流速小、压强大，机翼受到向上的升力。根据受力平衡，机翼受到向下的重力、弹簧测力计A的拉力，向上的弹簧测力计B的拉力和升力，因此弹簧测力计A的拉力减小（示数变小），弹簧测力计B的拉力增大（示数变大）。
(2) 机翼模型上表面呈弧形，下表面平直，相同时间内空气流过上表面的路程更长，所以机翼模型上表面空气的流速大于下表面空气的流速。
(3) 实验中机翼上表面流速大、压强小，下表面流速小、压强大，产生向上的升力，说明气体的压强与流速的关系：流速越大的位置，压强越小。
【答案】
(1) 小；大 (2) 大于 (3) 小
【知识点】
流体压强与流速的关系
【点评】
本题通过机翼模型实验探究气体压强与流速的关系，需要结合机翼的形状分析空气流速差异，再利用受力平衡判断测力计示数变化，注重物理规律在实验中的应用，有助于加深对流体压强规律的理解。
【难度系数】
0.7

7. (2025,福建)运-20是我国自主研制的重型运输机,如图9-5-11所示。飞机获得的升力$F$与其在平直跑道上滑行速度$v$的二次方成正比,即$F=kv^{2}$,$k$为定值(未知)。飞机在平直跑道上从静止开始加速,当速度达到$v_{1}$时,飞机即将离地起飞,此时飞机所受升力与重力相等。已知飞机所受重力为$G$,求飞机在跑道上滑行速度为$0.5v_{1}$时受到的支持力。

7. $\boldsymbol{\frac{3}{4}G}$。【解析】当速度达到$v_{1}$时，飞机即将离地起飞，故$F_{1}=G$，又$F_{1}=kv_{1}^{2}$，可得$k=\frac{G}{v_{1}^{2}}$。当飞机以$0.5v_{1}$速度滑行时，有$F_{2}=k(0.5v_{1})^{2}=\frac{1}{4}G$，飞机在水平跑道上滑行，竖直方向上受力平衡，即$F_{支}+F_{2}=G$，所以$F_{支}=G-F_{2}=G-\frac{1}{4}G=\frac{3}{4}G$。

【分析】
首先，根据题目中“速度达到$v_{1}$时飞机即将离地，升力与重力相等”的条件，结合升力公式$F=kv^{2}$，可先推导出定值$k$；接着将速度$0.5v_{1}$代入升力公式，计算出此时的升力；最后对飞机进行竖直方向受力分析，利用二力平衡的关系，求出支持力。
【解析】
1. 推导定值$k$：
当速度为$v_{1}$时，飞机即将离地，升力等于重力，即$F_{1}=G$，又因为$F_{1}=kv_{1}^{2}$，所以$kv_{1}^{2}=G$，解得$k=\frac{G}{v_{1}^{2}}$。
2. 计算速度为$0.5v_{1}$时的升力$F_{2}$：
将$v=0.5v_{1}$和$k=\frac{G}{v_{1}^{2}}$代入$F=kv^{2}$，可得：
$F_{2}=k(0.5v_{1})^{2}=\frac{G}{v_{1}^{2}}×0.25v_{1}^{2}=\frac{1}{4}G$。
3. 求解支持力$F_{支}$：
飞机在水平跑道滑行时，竖直方向受力平衡，即$F_{支}+F_{2}=G$，将$F_{2}=\frac{1}{4}G$代入得：
$F_{支}=G-F_{2}=G-\frac{1}{4}G=\frac{3}{4}G$。
【答案】
$\boldsymbol{\frac{3}{4}G}$
【知识点】
二力平衡、正比例函数应用
【点评】
本题结合实际航空物理情景，考查了受力平衡分析与比例公式的推导应用，需要学生灵活利用已知条件推导未知量，将物理规律与数学计算结合，解决实际问题。
【难度系数】
0.6