Question

小建老师在一次放学途中看到如图所示的场景：一位同学撑一把雨伞行走在雨中，一阵大风吹来， 伞面被“吸”起，发生形变。

（实验猜想）猜想：伞面受力大小可能与空气的______有关。

（设计实验与进行实验）小建老师自制了一个上凸下平的模型，将其固定在托盘测力计上；如图乙所示。 在模型的正前方用电风扇迎面吹风，模拟气流。

（收集数据）

风速	无风	低速	高速
托盘测力计示数（N）	18	16	10

（分析论证）模型上方空气流速快，压强小，模型受到向______的升力；空气流速越_______，这个力越______。

（拓展应用）

(1)如图所示，小汽车的外形类似于飞机机翼上凸下平，当一辆飞奔的小汽车在平直的公路上匀速行驶时，请回答：

①小汽车在水平方向上受到的阻力______（选填“大于”、“小于”或“等于”）它的牵引力；

②小汽车对地面的压力_______车的重力（选填“大于”、“小于”或“等于”）；

(2)为解决某地下商城“工”字形通道中过道的通风问题，技术员设计了以下几种方案。如图所示，黑色部分为墙面凸出部分，为安装在过道顶的换气扇，其中既有效又节能的是______。

A.   B.    C.     D.

Answer

流速 上 快 大 等于 小于 C

【解析】

[1]一阵大风吹来， 伞面被“吸”起，发生形变，风速比较大，伞面受力较大，猜想伞面受力大小可能与空气的流速有关。

[2][3][4]等质量的空气在相同的时间内同时通过模型的上表面和下表面，由于模型上表面弯曲，呈圆弧状，所以模型上部的空气流速快，压强小；下部的空气流动慢，压强大，模型受到向上的升力，空气流速越大，这个升力越大。

(1)①[5]当一辆飞奔的小汽车在平直的公路上匀速行驶时，在水平方向上受到的阻力与牵引力是一对平衡力，这两个力大小相等的。

②[6]轿车的外形类似于飞机的机翼。则轿车在在平直的公路上匀速行驶过程中，车子上方的流速大于车子下方空气的流速，因而车子上方气体的压强小于车子下方气体的压强，从而使得轿车对地面的压力小于车的重力。

(3)[7]A．过道上下两端的通风道相同，所以过道上下两端的通风道中的空气流动速度相同，不合理；

B．过道上端的通风道有凸起，所以相同时间，风经过过道上端的通风道时的路程长，则风速较快，所以过道上端的气压小于下端的气压，所以空气会从过道的下端流向上端，过道中有风通过。此方案不需要消耗其他能量，既有效又节能。此方案合理；

C．过道上下两端的通风道相同，所以过道上下两端的通风道中的空气流动速度相同，不合理；

D．过道中有电动机，电动机工作时过道中空气流动速度加快，气压减小，空气会从过道口流进来而通风，但需要消耗电能，故此方案虽有效但不节能，不合理。

故选C。