2022甘肃省特岗教师招聘考试公共基础知识科技:生活中的伯努利原理
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一、原理内涵
在1726年,瑞典的物理学家伯努利首次提出观点:“在流体运动过程中,流速较慢时,其压力相对较高;反之,流速加快时,压力则会相应减小。”
二、常见生活案例
1.火车站台的安全线
火车站站台通常设有白色的安全警戒线。此现象源于列车高速行驶时,其周围的空气随之加速流动,导致气压降低。若站台上的人距离列车过近,他们身体前后将产生显著的气压差异,背后较强的气压会将人推向列车,从而造成伤害。
2.船吸现象
船只行驶时,若两艘船并排前进且间距过小,船体可能失去控制导致碰撞。在航海界,此类现象被称作“船吸现象”。这是因为两船之间的水流速度超过两侧水流,导致两船间的水流对船体的压力小于两侧水流对船体的压力。因此,在外侧水流压力的作用下,两船逐渐靠拢,直至发生碰撞。典型的代表是1912年“奥林匹克号”和“豪克”号的相撞。
3.弧旋球
弧旋球亦被称作“香蕉球”或“弧线球”开yun体育app官网网页登录入口,这一术语在足球领域内广为人知。它描述的是一种踢球技巧,即运动员通过脚部动作,将球踢出后,使球在空中沿弧线轨迹前进。在攻方获得对方禁区内直接任意球的机会时,这种弧线球的运用尤为关键,它能够帮助球员巧妙地绕过人墙,直接射门得分。运动员并未将脚准确踢至足球的球心,而是踢向了球的侧边,并在踢球的同时用脚背对足球进行摩擦,导致足球在空中行进过程中不仅持续向前,还呈现出旋转的状态。一方面,空气随着球的运动朝后流动;另一方面,由于足球与空气之间的摩擦作用,球周围的空气也随之旋转。结果是,球的一侧空气流动速度提升,而另一侧的空气流动速度则相应减慢。
物理学领域的伯努利教授经过大量实验研究得出结论:当流体流速提升kaiyun全站app登录入口,物体与流体接触的交界处压力会相应降低,同时压强也会减少。这一科学现象被命名为“伯努利效应”。在物理实验中,将两个空心的球体平行悬挂,当气流从正下方的出口处喷出,穿过上方两个球体之间的缝隙时,这两只球体非但没有彼此远离,反而向中心靠拢并最终相撞。在以下列举的现象中,不属于“伯努利效应”的包括:
站台边缘画有警戒标记,当列车进站时,旅客必须站在该标记之外。
在足球赛事中,当运动员执行直接任意球时,球体会在空中划出类似香蕉形状的弧线轨迹,这一现象被称作“香蕉球”。
将一张坚韧的纸片置于盛满水的杯子边缘,然后迅速将杯子翻转,使其底部朝上,结果观察到纸片依然稳固地停留在杯口,并未滑落。
在两艘船并排前进的过程中,必须确保它们之间保持较大的距离,以避免发生碰撞事件。
C项正确。解析如下:当列车以高速前进时,它附近的空气随之加速运动,导致该区域的气压降低,形成前后明显的气压差异kaiyun全站网页版登录,这种差异会将站台上的人推向列车,因此在候车时必须站在安全线之外,这是“伯努利原理”的体现;而B项所述,足球在向球门旋转飞行的过程中,与空气接触面产生摩擦,从而在足球周围形成气流。足球外部的气流流向与旋转方向相悖,而内部气流则与之相同,因此足球内侧的气流速度较快,压力较低,这导致足球向内侧偏移,形成“香蕉”形的弧线轨迹,这是“伯努利效应”的表现;C项中,当杯子装满水且杯口紧贴纸面时,杯口与纸面之间形成近似真空的状态,当杯子迅速翻转时,杯内气压几乎降至零,而外界大气压较高,这种压力差使得纸片紧贴杯口,防止其掉落,这一现象并不属于“伯努利效应”;D项所述,当两艘船并排航行时,由于船体的影响,两船之间的水流速度会比船外侧的水流速度快,从而造成中间压力降低,而外侧水的压力较大,这种压力差会将两船向中间推挤,增加相撞的风险,这也是“伯努利效应”的体现。本题为选非题。故本题答案为C。