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14. 小明在成长记录笔记中记录了如下错题,请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确的解答过程。
答案
14.错误之处：$F_{A}≥ F_{B}$
错因分析:对流速与压强关系、升力的认识有误
正确解答:$F_{A}＜F_{B}$
错因分析:对流速与压强关系、升力的认识有误
正确解答:$F_{A}＜F_{B}$
解析
【分析】
我们首先回忆流体压强和流速的对应规律，再分别对两个机翼模型做受力分析：第一步先观察两个机翼的朝向，模型a是常规正放机翼，上凸下平；模型b是倒置机翼，下凸上平。第二步判断风吹过时两个机翼上下表面的空气流速差异，根据流速大压强小的规律，判断机翼受到的附加力的方向：正放的a会获得向上的升力，倒置的b会获得向下的压力。第三步结合弹簧测力计的示数和机翼重力、附加力的关系，对比两个测力计的示数大小，就能发现原结论的错误。
【解析】
1. 流体压强规律：气体流速越大的位置，压强越小。
2. 对正放的机翼模型a分析：风吹向模型时，a的上表面空气流动路径更长，流速大于下表面，因此上表面压强小于下表面，机翼受到竖直向上的升力$F_{升}$。弹簧测力计A的拉力$F_A$满足受力平衡：$F_A + F_{升} = G$（G为机翼重力），即$F_A = G - F_{升}$。
3. 对倒置的机翼模型b分析：风吹向模型时，b的下表面空气流动路径更长，流速大于上表面，因此下表面压强小于上表面，机翼受到竖直向下的压力$F_{压}$。弹簧测力计B的拉力$F_B$满足受力平衡：$F_B = G + F_{压}$。
4. 对比两个示数：$F_A = G - F_{升} ＜ G ＜ G + F_{压} = F_B$，因此原结论$F_A ≥ F_B$是错误的。
【答案】
$F_A ＜ F_B$
【知识点】
流体压强与流速；受力分析
【点评】
本题的易错点是仅记住正放机翼会产生向上的升力，忽略倒置机翼的受力特点，没有结合机翼的朝向判断附加力的方向，就错误推导两个弹簧测力计的示数关系。解题时要分别对两个模型逐一分析流速、压强差对应的力的方向，再推导示数大小，避免想当然判断。
【难度系数】
0.6
我们首先回忆流体压强和流速的对应规律，再分别对两个机翼模型做受力分析：第一步先观察两个机翼的朝向，模型a是常规正放机翼，上凸下平；模型b是倒置机翼，下凸上平。第二步判断风吹过时两个机翼上下表面的空气流速差异，根据流速大压强小的规律，判断机翼受到的附加力的方向：正放的a会获得向上的升力，倒置的b会获得向下的压力。第三步结合弹簧测力计的示数和机翼重力、附加力的关系，对比两个测力计的示数大小，就能发现原结论的错误。
【解析】
1. 流体压强规律：气体流速越大的位置，压强越小。
2. 对正放的机翼模型a分析：风吹向模型时，a的上表面空气流动路径更长，流速大于下表面，因此上表面压强小于下表面，机翼受到竖直向上的升力$F_{升}$。弹簧测力计A的拉力$F_A$满足受力平衡：$F_A + F_{升} = G$（G为机翼重力），即$F_A = G - F_{升}$。
3. 对倒置的机翼模型b分析：风吹向模型时，b的下表面空气流动路径更长，流速大于上表面，因此下表面压强小于上表面，机翼受到竖直向下的压力$F_{压}$。弹簧测力计B的拉力$F_B$满足受力平衡：$F_B = G + F_{压}$。
4. 对比两个示数：$F_A = G - F_{升} ＜ G ＜ G + F_{压} = F_B$，因此原结论$F_A ≥ F_B$是错误的。
【答案】
$F_A ＜ F_B$
【知识点】
流体压强与流速；受力分析
【点评】
本题的易错点是仅记住正放机翼会产生向上的升力，忽略倒置机翼的受力特点，没有结合机翼的朝向判断附加力的方向，就错误推导两个弹簧测力计的示数关系。解题时要分别对两个模型逐一分析流速、压强差对应的力的方向，再推导示数大小，避免想当然判断。
【难度系数】
0.6
15. 阅读短文,回答问题。
草原犬鼠的空调系统
如图所示是非洲草原犬鼠洞穴的纵截面示意图,洞穴有两个出口,一个是平的,另一个是隆起的土堆。生物学家不是很清楚其中的原因,他们猜想:草原犬鼠把其中的一个洞口堆成土包状,是为了建一处视野开阔的瞭望台。如果这一假设成立的话,草原犬鼠又为什么不在两个洞口都堆上土包呢?那样不就有了两个瞭望台了吗?实际上,两个洞口的形状不同决定了洞穴中空气流动的方向,吹过平坦表面的风运动速度小,压强大,吹过隆起表面的风运动速度大,压强小,因此,地面上的风吹进了犬鼠的洞穴,会给犬鼠带去习习凉风。
(1)请在图上标出洞穴中空气流动的方向。
(2)短文提到的物理知识在生产和生活中也有着广泛的应用,如:
草原犬鼠的空调系统
如图所示是非洲草原犬鼠洞穴的纵截面示意图,洞穴有两个出口,一个是平的,另一个是隆起的土堆。生物学家不是很清楚其中的原因,他们猜想:草原犬鼠把其中的一个洞口堆成土包状,是为了建一处视野开阔的瞭望台。如果这一假设成立的话,草原犬鼠又为什么不在两个洞口都堆上土包呢?那样不就有了两个瞭望台了吗?实际上,两个洞口的形状不同决定了洞穴中空气流动的方向,吹过平坦表面的风运动速度小,压强大,吹过隆起表面的风运动速度大,压强小,因此,地面上的风吹进了犬鼠的洞穴,会给犬鼠带去习习凉风。
(1)请在图上标出洞穴中空气流动的方向。
(2)短文提到的物理知识在生产和生活中也有着广泛的应用,如:
飞机的机翼
(举一例即可)。答案
15.(1)如图所示:
(2)飞机的机翼
解析
【分析】
这道题核心考察流体压强与流速的关系，解题时首先要回忆对应的规律：流体流速越大的位置压强越小，流速越小的位置压强越大。首先对比两个洞口的形状：平坦洞口上方风的流速小，对应压强更大；隆起土堆的洞口上方风的流速大，对应压强更小。洞穴两侧洞口的压强差就会推动空气从压强大的平坦洞口流入洞穴，从压强小的隆起洞口流出，据此就能标出洞穴内空气的流动方向。第二问只需要结合所学，举出生活中利用该原理的常见实例即可。
【解析】
(1) 根据题干给出的信息：吹过平坦洞口表面的风运动速度小、压强大，吹过隆起土堆洞口表面的风运动速度大、压强小，在压强差的作用下，空气从平坦洞口进入洞穴，从隆起的洞口流出，按照该走向标注洞穴内的气流箭头即可。
(2) 流体压强与流速的关系在生产生活中应用广泛，典型实例为飞机的机翼：机翼上表面凸起、下表面平直，飞行时上表面空气流速大压强小，下表面空气流速小压强大，从而获得向上的升力。
【答案】
(1)
(2) 飞机的机翼（合理即可）
【知识点】
流体压强与流速的关系
【点评】
本题结合草原犬鼠洞穴的趣味实景考察流体压强相关知识，情景新颖但考点基础，只要掌握流速和压强的对应关系，就能通过压强差判断气流方向，同时引导学生将物理知识和生活应用结合，加深对规律的理解记忆。
【难度系数】
0.7
这道题核心考察流体压强与流速的关系，解题时首先要回忆对应的规律：流体流速越大的位置压强越小，流速越小的位置压强越大。首先对比两个洞口的形状：平坦洞口上方风的流速小，对应压强更大；隆起土堆的洞口上方风的流速大，对应压强更小。洞穴两侧洞口的压强差就会推动空气从压强大的平坦洞口流入洞穴，从压强小的隆起洞口流出，据此就能标出洞穴内空气的流动方向。第二问只需要结合所学，举出生活中利用该原理的常见实例即可。
【解析】
(1) 根据题干给出的信息：吹过平坦洞口表面的风运动速度小、压强大，吹过隆起土堆洞口表面的风运动速度大、压强小，在压强差的作用下，空气从平坦洞口进入洞穴，从隆起的洞口流出，按照该走向标注洞穴内的气流箭头即可。
(2) 流体压强与流速的关系在生产生活中应用广泛，典型实例为飞机的机翼：机翼上表面凸起、下表面平直，飞行时上表面空气流速大压强小，下表面空气流速小压强大，从而获得向上的升力。
【答案】
(1)
(2) 飞机的机翼（合理即可）
【知识点】
流体压强与流速的关系
【点评】
本题结合草原犬鼠洞穴的趣味实景考察流体压强相关知识，情景新颖但考点基础，只要掌握流速和压强的对应关系，就能通过压强差判断气流方向，同时引导学生将物理知识和生活应用结合，加深对规律的理解记忆。
【难度系数】
0.7
