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2023河南选调生行测备考:生活中的伯努利原理
伯努利,瑞士物理学家、数学家、医学家。他是伯努利这个数学家族(4代10人)中最杰出的代表,16岁时就在巴塞尔大学攻读哲学与逻辑,后获得哲学硕士学位,17~20岁又学习医学,于1721年获医学硕士学位,成为外科名医并担任过解剖学教授。但在父兄熏陶下最后仍转到数理科学。伯努利成功的领域很广,除流体动力学这一主要领域外,还有天文测量、引力、行星的不规则轨道、磁学、海洋、潮汐等。
伯努利原理
丹尼尔·伯努利在1726年首先提出:“在水流或气流里,如果速度小,压强就大;如果速度大,压强就小”。我们称之为“伯努利原理”。
我们拿着两张纸,往两张纸中间吹气,会发现纸不但不会向外飘去,反而会被一种力挤压在了一起。因为两张纸中间的空气被我们吹得流动的速度快,压力就小,而两张纸外面的空气没有流动,压力就大,所以外面力量大的空气就把两张纸“压”在了一起。这就是“伯努利原理”原理的简单示范。
1、列车(地铁)站台的安全线
在列车(地铁)站台上都划有黄色安全线。这是因为列车高速驶来时,靠近列车车厢的空气被带动而快速运动起来,压强就减小,站台上的旅客若离列车过近,旅客身体前后会出现明显的压强差,身体后面较大的压力将把旅客推向列车而受到伤害。
所以,在火车(或者是大货车、大巴士)飞速而来时,你绝对不可以站在离路轨(道路)很近的地方,因为疾驶而过的火车(汽车)对站在它旁边的人有一股很大的吸引力。有人测定过,在火车以每小时50公里的速度前进时,竟有8公斤左右的力从身后把人推向火车。
2、船吸现象
1912年秋天,“奥林匹克”号轮船正在大海上航行,在距离这艘当时世界上最大远洋轮的100米处,有一艘比它小得多的铁甲巡洋舰“豪克”号正在向前疾驶,两艘船似乎在比赛,彼此靠得比较近,平行着驶向前方。忽然,正在疾驶中的“豪克”号好像被大船吸引似地,一点也不服从舵手的操纵,竟一头向“奥林匹克”号撞去。最后,“豪克”号的船头撞在“奥林匹克”号的船舷上,撞出个大洞,酿成一件重大海难事故。
这次海面上的飞来横祸,是“伯努利原理”现象。我们知道,根据流体力学的“伯努利原理”,流体的压强与它的流速有关,流速越大,压强越小。
当两艘船平行着向前航行时,在两艘船中间的水比外侧的水流得快,中间水对两船内侧的压强,也就比外侧对两船外侧的压强要小。于是,在外侧水的压力作用下,两船渐渐靠近,最后相撞。又由于“豪克”号较小,在同样大小压力的作用下,它向两船中间靠拢时速度要快的多。因此,造成了“豪克”号撞击“奥林匹克”号的事故。现在航海上把这种现象称为“船吸现象”。
3、游泳
学会了“伯努利原理”,我们就会明白:为什么到水流湍急的江河里去游泳是一件很危险的事。有人计算了一下,当江心的水流以每秒1米的速度流动时,差不多会有30公斤的力在吸引、排挤着人的身体,就是水性很好的游泳能手也望而生畏。
4、刮风掀翻屋顶或压垮大桥
当刮风时,屋面上的空气流动得很快,等于风速,而屋面下的空气几乎是不流动的。根据“伯努利原理”,这时屋面下空气的压力大于屋面上的气压。要是风越刮越大,则屋面上下的压力差也越来越大,一旦风速超过一定程度,这个压力差就“哗”的一下掀起屋顶!正如我国唐代著名诗人杜甫《茅屋为秋风所破歌》所说的那样:“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅。”
台风吹垮大桥也是“伯努利原理”的作用:台风经过大桥,会从桥面上和桥洞里吹过。由于桥洞相对于桥面比较小,所以风经过的时候,风速比较快,压强较小,而桥面上的风速比较慢,压强较大。这样,就产生了压强差。桥梁如果承受不了这样的压力,就会被压垮塌。
5、香蕉球 (弧线球)
如果你经常观看足球比赛的话,一定见过罚前场直接任意球。这时候,通常是防守方五六个球员在球门前组成一道“人墙”,挡住进球路线。而进攻方的主罚队员,起脚一记劲射,球绕过了“人墙”,眼看要偏离球门飞出,却又沿弧线拐过弯来直入球门,让守门员措手不及,眼睁睁地看着球进了大门。这就是颇为神奇的“香蕉球”。
为什么足球会在空中沿弧线飞行呢?原来,罚“香蕉球”的时候,运动员并不是把脚踢中足球的中心,而是稍稍偏向一侧,同时用脚背摩擦足球,使球在空气中前进的同时还不断地旋转。这时,一方面空气迎着球向后流动,另一方面,由于空气与球之间的摩擦,球周围的空气又会被带着一起旋转。这样,球一侧空气的流动速度加快,而另一侧空气的流动速度减慢。
“伯努利原理”告诉我们:气体的流速越大,压强越小。由于足球两侧空气的流动速度不一样,它们对足球所产生的压强也不一样,于是,足球在空气压力的作用下,被迫向空气流速大的一侧转弯了。
6、喷雾器
喷雾器是利用流速大、压强小的原理制成的。
让空气从小孔迅速流出,小孔附近的压强小,容器里液面上的空气压强大,液体就沿小孔下边的细管升上来,从细管的上口流出后,液体受到空气流的冲击,被喷成雾状。
7、翼型升力
飞机能飞起来,其中很重要的原因就是“伯努利原理”。机翼的截面做成了上凸下平的形状,当迎面而来的气流通过机翼时,上表面的空气流速快,压力小,下表面的空气流速慢,压力大,这样形成了压力差,就是升力。
刷题巩固
(2021联考)优秀的足球运动员会利用技巧使踢出的足球在空中旋转,旋转的足球在行进过程中会突然改变原来的运动方向并转弯,这被称为“香蕉球”。下列选项的物理原理与“香蕉球”原理不同的是( )
A.飞机机翼通常设计为上沿是弧形,下沿是平的
B.用吸管喝袋装牛奶,喝完后用力吸一下,袋子瘪了
C.火车站台设置黄色安全线以警示乘客与列车保持距离
D.两张相距5厘米的A4纸垂直放置,往中间吹气,两张纸会互相吸引
【解析】B。本题考查科技常识。“香蕉球”之所以可以沿弧线飞行,主要是由于伯努利原理(流速越快,压强越小)。运动员踢出的“香蕉球”后,球会边旋转边前进,导致在球周围形成与球旋转方向一致的环形气流,环形气流与足球前进方向一致的一侧,流速会变快,压强减小,环形气流与足球前进方向相反的一侧,流速会变慢,压强增大。由于此时两侧受到的空气压强不相等,在压强作用下,球向压强小的一侧拐弯。
A项正确,根据伯努利原理,飞机飞行时,机翼将气流分为上下两个部分,上半部分走的路径为弧线,流速快,压强小,下半部分气流走直线,流速慢,压强大。正是由于机翼下侧压强大于机翼上侧,上下压强不相等,产生升力,使飞机能飞起来。
B项错误,当用吸管吸走袋中空气后,袋中气压瞬间减小,此时外界大气压并未减小,在内外压强差的作用下,袋子被压瘪。该过程并未涉及伯努利原理。
C项正确,根据伯努利原理,人若离列车太近时,列车高速行驶过程中,使人和列车之间的空气流动速度很快,压强很小,而人外侧的压强不变,人在内外压强差的作用下,被压向列车容易出现事故。因此火车站台设置黄色安全线以警示乘客与列车保持距离。
D项正确,根据伯努利原理,在两张纸片中间吹气,两张纸中间空气流速快,压强小,而外侧空气基本静止,压强较大,在压力差的作用下,两张纸向中间靠拢。
本题为选非题,故正确答案为B。
2022河南选调生考试试题考情分析供大家参考
2022河南选调生考试(非定向)时间为150分钟,主观题82题,共60分;主观题应用文写作1题,案例分析1题,材料写作1题,共40分。整体考试考情与河南定向选调生考情相似,相对来说,客观题的判断推理和主观题难度较大,时间紧题量大,考试难度中等偏上。
2022河南选调生客观题考情分析
模块 | 题量 | 单题分值 | 总分 |
常识判断 | 30 | 0.5 | 15 |
数量关系 | 5 | 0.8 | 4 |
言语理解与表达 | 10 | 0.7 | 7 |
类比推理 | 10 | 0.6 | 6 |
图形推理 | 5 | 1.2 | 6 |
定义判断 | 8 | 1 | 8 |
逻辑判断 | 9 | 1 | 9 |
资料分析 | 5 | 1 | 5 |
合计 | 82 | 0.73 | 60 |
2022河南选调生考试题节选
不属于抗美援朝的战役( )?答案:D.青化砭战役
【考点】青化砭战役(1947年3月)是解放战争时期,中国人民解放军西北野战兵团在陕西省延安县青化砭地区对国民党军进行的伏击战。此次战役是西北野战军撤出延安后取得的第一个大胜仗,沉重打击了胡宗南集团的气焰,极大地鼓舞了陕北解放区军民的斗志。
抗美援朝战争(1950年10月—1953年7月)中的有名战役有长津湖战役、上甘岭战役、温井战役、云山之战、马良山之战、高阳追击战、横城反击战、雪马里围歼战、奇袭白虎团、金城战役。
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