第四讲 流体运动描述方法及速度场_9670922

运动快慢的描述-速度练习题及答案解析

(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！) 1．下列说法正确的是( ) A ．瞬时速度可以看成时间趋于无穷小时的平均速度 B ．做变速运动的物体在某段时间内的平均速度，一定和物体在这段时间内各个时刻的瞬时速度大小的平均值相等 C ．物体做变速直线运动，平均速度的大小就是平均速率 D ．物体做变速运动时，平均速度是指物体通过的路程与所用时间的比值 解析： 当时间非常小时，物体的运动可以看成是在这段很小时间内的匀速直线运动，此时平均速度等于瞬时速度，故A 正确；平均速度是位移跟发生这段位移所用时间比值，而不是各时刻瞬时速度大小的平均值，故B 错误；根据定义，平均速度的大小不是平均速率，故C 错误；平均速度是位移与时间的比值，而平均速率是路程跟时间的比值，故D 错误． 答案： A 2．在下列各种速度中表示平均速度的是( ) A ．赛车飞跃某栏杆时的速度为80 m/s B ．火车由北京到天津以36 km/h 的速度行驶时为慢车，快车的速度可达100 km/h C ．远程炮弹射出炮口时的速度为2 000 m/s D ．某同学从家里到学校步行速度为 m/s 解析： 平均速度对应的是一段时间．赛车飞跃某栏杆时的速度为80 m/s ，对应的是某一时刻的速度不是平均速度；火车由北京到天津以36 km/h 的速度行驶时为慢车，快车的速度可达100 km/h ，对应的是一段时间，因此是平均速度；远程炮弹射出炮口时的速度为2 000 m/s ，对应的是某一时刻的速度不是平均速度；某同学从家里到学校步行速度为 m/s ，对应的是一段时间，因此是平均速度． 答案： BD 3．对速度的定义式v ＝x t ，以下叙述正确的是( ) A ．物体做匀速直线运动时，速度v 与运动的位移x 成正比，与运动时间t 成反比 B ．速度v 的大小与运动的位移x 和时间t 都无关 C ．此速度定义式适用于任何运动 D ．速度是表示物体运动快慢及方向的物理量 解析： v ＝x t 是计算速度的公式，适用于任何运动，此式只说明计算速度可用位移x 除以时间t 来获得，并不是说v 与x 成正比，与t 成反比． 答案： BCD 4．列车沿平直铁路做匀速直线运动时，下列判断正确的是( ) A ．列车的位移越大，其速度也越大 B ．列车在单位时间内的位移越大，其速度必越大 C ．列车在任何一段时间内的位移与所用时间的比值保持不变 D ．列车在任何10 s 内的位移一定等于任何1 s 内位移的10倍 解析： 做匀速直线运动的物体在任意一段时间内位移与时间的比值是相等的． 答案： BCD 5．对于平均速度与速率、瞬时速度与速率，下列说法正确的是( ) A ．平均速度的大小等于平均速率 B ．平均速度的大小一定等于初速度和末速度的平均值 C ．瞬时速度的大小叫瞬时速率，简称速率 D ．很短时间内的平均速度可认为等于瞬时速度 解析： 要抓住平均速度与速率、瞬时速度与速率的定义进行比较、理解．平均速度的大小等于位移的大小与时间的比值，平均速率等于路程与时间的比值，而位移的大小不一定等于路程；平均速度不一定等于初、末速度的平均值，只有速度均匀变化时才满足这种关系． 答案： CD

描述流体运动的两种方法

描述流体运动的两种方法 (姓名：张旺龙 学号：308081183 专业：流体力学) 引言: 描述流体运动的两种方法――拉各朗日方法和欧拉方法 设流体质点在空间中运动，我们的任务就是确定描写流体运动的方法并且将它用数学式子表达出来。在流体力学中描写运动的观点和方法有两种，即拉各朗日方法和欧拉方法。拉各朗日方法，着眼于流体质点。设法描述出每个流体质点自始至终的运动过程，即它们的位置随时间变化的规律。如果知道了所有流体质点的运动规律，那么整个流体运动的状况也就清楚了。欧拉方法的着眼点不是流体质点而是空间点。设法在空间中的每一点上描述出流体运动随时间的变化状况。如果，每一点的流体运动都已知道，则整个流体的运动状况也就清楚了。 一 拉格朗日方法 现在我们将上述描写运动的拉各朗日观点和方法用数学式子表达出来，为此首先必须用某种数学方法区别不同的流体质点。通常利用初始时刻流体质点的坐标作为区分不同流体质点的标志。设初始时刻0t t =时，流体质点的坐标是（a,b,c ），它可以是曲线坐标，也可以是直角坐标(),,000x y z ，重要的是给流体质点以标号而不在于采取什么具体的方式。我们约定采用a,b,c 三个数的组合来区别流体质点，不同的a,b,c 代表不同的质点。于是流体质点的运动规律数学上可表示为下列矢量形式： (),,,a b c t =r r （1） 其中r 是流体质点的失径。在直角坐标系中，有 (),,,x x a b c t = (),,,y y a b c t = (),,,z z a b c t = （2） 变数a,b,c,t 称为拉各朗日变数。在式（2）中，如果固定a,b,c 而令t 改变，则得某一流 体质点的运动规律。如果固定时间t 而令a,b,c 改变，则得同一时刻不同流体质点的位置分布。应该指出，在拉各朗日观点中，失径函数r 的定义区域不是场，因为它不是空间坐标的函数，而是质点标号的函数。 现在从（1）式出发来求流体质点的速度和加速度。假设由（1）式确定的函数具有二阶连续偏导数。速度和加速度是对于同一质点而言的单位时间内位移变化率及速度变化率，设 v ，v 分别表示速度矢量和加速度矢量，则 () ,,,r a b c t t ?= ?v （3） ()22 ,,,r a b c t t =??v （4） 既然对同一质点而言，a,b,c 不变，因此上式写的是对时间t 的偏导数。在直角坐标系中，速度和加速度的表达式是 (),,,x a b c t u t ?= ? (),,,y a b c t v t ?=? () ,,,z a b c t w t ?=? （5） 及

运动快慢的描述——速度

1.3运动快慢的描述——速度 教学目标： 知识与技能 1．理解物体运动的速度．知道速度的意义、公式、符号、单位、矢量性． 2．理解平均速度的意义，会用公式计算物体运动的平均速度，认识各种仪表中的速度． 3．理解瞬时速度的意义． 4．能区别质点的平均速度和瞬时速度等概念． 5．知道速度和速率以及它们的区别． 过程与方法 1．通过描述方法的探索，体会如何描述一个有特点的物理量，体会科学的方法，体验用比值定义物理量的方法． 2．同时通过实际体验感知速度的意义和应用． 3．让学生在活动中加深对平均速度的理解．通过生活中的实例说明平均速度的局限性． 4．让学生在相互交流中逐渐领会瞬时速度与平均速度的关系，同时初步领略极限的思想并初步领会数学与物理相结合的方法，进而直接给出瞬时速度的定义． 5．会通过仪表读数，判断不同速度或变速度． 情感态度与价值观 1．通过介绍或学习各种工具的速度，去感知科学的价值和应用． 2．了解从平均速度求瞬时速度的思想方法，体会数学与物理间的关系． 3．培养学生认识事物的规律：由简单到复杂．培养学生抽象思维能力． 4．培养对科学的兴趣，坚定学习思考探索的信念． 教学重点、难点： 教学重点 速度、瞬时速度、平均速度三个概念，及三个概念之间的联系． 教学难点 对瞬时速度的理解． 教学方法： 探究、讲授、讨论、练习 教学手段： 教具准备：多媒体课件 课时安排： 新授课（2课时） 教学过程： [新课导入] 师：为了描述物体的运动，我们已经进行了两节课的学习，学习了描述运动的几个概念，大家还记得是哪几个概念? 生：质点、参考系、坐标系；时间、时刻、位移和路程．

师：当物体做直线运动时，我们是用什么方法描述物体位移的? 生：用坐标系．在坐标系中，与某一时刻t1对应的点x 1表示t l时刻物体的位置，与另一时刻t1对应的点x2表示时刻t2物体的位置，则△x＝x2一x l，就表示从t1到t2这段时间内的位移．师：我们已经知道位移是描述物体位置变化的物理量，能不能说，物体的位移越大，物体运动得就越快? 学生讨论后回答，不能．因为物体的运动快慢与运动的时间有关． 师：那么，如何来描述物体运动的快慢? 教师指导学生快速阅读教材中的黑体字标题，提出问题：要描述物体运动的快慢，本节课将会学到哪些概念(物理量)? 学生通过阅读、思考，对本节涉及的概念有个总体印象，知道这些概念都是为了描述物体运动的快慢而引入的，要研究物体运动的快慢还要学好这些基本概念． (板书)§1.3 运动快慢的描述——速度 [新课教学] 一、坐标与坐标的变化量 教师指导学生仔细阅读“坐标与坐标的变化量”一部分． [讨论与交流] 以百米赛跑为例，你参加赛跑的跑道是笔直的，你能说明“坐标”与“坐标的变化量”有何不同，又有何联系? 学生讨论后回答 生：坐标用来表示位置，坐标的变化量表示位移，比如，我在起点的位置、我在终点的位置或我在全程中点的位置(50 m处)等，都可以在建立坐标系后用坐标上的点来表示，而在我从起点跑到终点的这段过程中，我的位移可以用起点和终点间的坐标变化量来表示． 课件投影图1—3—l，让学生观察，用数轴表示坐标与坐标的变化量，能否用数轴表示时间的变化量? [思考与讨论] 1．图1—3—l中汽车(质点)在向哪个方向运动? 2．如果汽车沿x轴向另外一个方向运动，位移Δx是正值还是负值? 学生在教师的指导下，自主探究，积极思考，然后每四人一组展开讨论，每组选出代表，发表见解，提出问题． 教师帮助总结并回答学生的提问． 生：汽车在沿x轴正方向运动，图示汽车从坐标x1＝10 m，在经过一段时间之后，到达坐标x2＝30 m 处，则Δx ＝x2－x1＝30m一10m＝20m，位移Δx >0，表示位移的方向沿x轴正方向．师：我们的这种数学表述是与实际的物理情景相一致的，比如，汽车沿笔直的公路向东行驶，我们可以规定向东作为x轴的正方向，来讨论汽车的位置和位移． [课堂训练] 教师用课件投影出示题目，并组织学生独立思考后解答： 绿妹在遥控一玩具小汽车，她让小汽车沿一条东西方向的笔直路线运动，开始时在某一标记点东2 m 处，第1s末到达该标记点西3m处，第2s末又处在该标记点西1m处．分别求出第1s内和第2s内小车位移的大小和方向．(对应的时刻怎样表示) 答案：小车在第1 s内的位移为5m，方向向西；第2s内的位移为一2m，方向向东．

在流体中运动教案

在流体中运动教案 一、教材分析： 气体压强与流速的关系、飞机的升力等知识与我们的生活息息相关，我们要探究 这个关系对我们生活的影响。 二、教学目标： 知识技能：1、通过对鸟类翅膀的观察和探究，理解升力。 2、通过实验探究，知道气体压强与流速的关系。 3、会利用此规律解释相关现象。 过程与方法：通过观察，理解气体的压强跟流速相关的现象；体验由气体压强差异产生的力。能简单描述所观察物理现象的主要特征，归纳简 单的科学规律。 情感、态度价值观：初步体验探索问题时的喜悦，领略它的美妙与和谐。 三、教学重点：气体、液体压强与流速的关系。 四、教学难点：飞机的升力产生的原因。 五、教学方式：小组合作实验探究、班级师生交流。 教学用具 1. 教师用具：水槽、漏斗、水、瓶盖、洗衣机下水管、彩纸屑、饮料 2. 学生用具：蜡烛、乒乓球、磁铁、口杯、纸条、纸片 六、教学过程： 1、引人新课：同学们，我们先来实行一次比赛，比比谁最能吹。老师这里有一 个漏斗和一个乒乓球，我把乒乓球放在漏斗里，看看谁能把它吹的 最高。（同学们踊跃的举手想要尝试，找两名力气大的同学来比赛，）师：结果发现用再大的劲吹，也不能把乒乓球吹起来，那么，通过这节课的学习，我们就能揭开问题的答案。 2、新课过程： 师：千百年来，人们就一直梦想着能够像鸟儿一样在天空中翱翔，但直到1783年，德国人奥拓李林达尔模仿仙鹤翅膀的形状，设计并制造出了第一架实用的滑翔机，实现了人类飞翔的梦想。大家知道世界上第一架飞机是谁发明的吗？（莱特兄弟）今天，飞机已经成为我们重要的交通工具，如此重的飞机是如何实现腾空而起的呢？今天我们要采用自主学习的方式来实行。请大家看 自学指导（一）。 请大家认真看书60页的内容，边看书边思考，3分钟后比谁能准确回答下列问题： 鸟的翅膀是什么形状的？ 你能设计并制作一个鸟翼模型吗？ 鸟翼是如何获得升力的呢？和同学交流，阐述你的观点。 学生们阅读教材，自主学习，思考并回答以上问题。 请利用身边的器材制作鸟翼的模型。并实际动手做一做，把细绳拉平绷紧，用嘴对着“鸟翼”前端细绳的位置，用力水平吹气，能够看到什么现象？ 分析鸟翼模型是如何获得升力，向上飞行的。

高中物理：《运动快慢的描述──速度》教学设计

高中物理：《运动快慢的描述──速度》教学设计【知识目标】 1．理解速度的概念，知道速度是表示物体运动快慢的物理量，知道速度的定义。 2．知道速度是矢量，知道速度的单位、符号和读法。了解生活实际中的某些直线运动的速度大小数据。 3．理解平均速度的概念，知道平均速度的定义式，会用平均速度的公式解答有关的问题。 4．知道瞬时速度的概念及意义，知道瞬时速度与平均速度的区别和联系。 5．知道速度和速率以及它们的区别。 【能力目标】 1．运用平均速度的定义，把变速直线运动等效成匀速直线运动处理，从而渗透物理学的重要研究方法等效的方法。 2．培养迁移类推能力 【情感目标】 1．通过解决一些问题，而向复杂问题过渡，使学生养成一种良好的学习方法。 2．通过师生平等的情感交流，培养学生的审美情感。 【教学方法】 1．通过例题和实例引导学生分析如何辨别快慢。 2．通过讨论来加深对概念的理解。 【教学重点】速度，平均速度，瞬时速度的概念及区别。 【教学难点】 1．怎样由速度引出平均速度及怎样由平均速度引出瞬时速度。 2．瞬时速度与平均速度之间有什么区别和联系及在运动中瞬时速度是怎样确定的。 采用物理学中的重要研究方法──等效方法（即用已知运动来研究未知运动，用简单运动来研究复杂运动的一种研究方法）来理解平均速度和瞬时速度。 【师生互动活动设计】 1．教师通过举例，让学生自己归纳比较快慢的两种形式。 2．通过实例的计算，得出规律性的结论，即单位时间内的位移大小。 3．教师讲解平均速度和瞬时速度的意义。 【教学过程】

结论：比较物体运动的快慢，可以有两种方法： 1）一种是在位移相同的情况下，比较所用时间的长短，时间短的物体运动快，时间长的物体运动慢； 2）另一种是在时间相同的情况下，比较位移的大小，位移大的物体运动得快，位移小的物体运动得慢。 问题：位移和时间都不同，如何比较运动快慢？ 一、速度 1．定义：位移跟发生这段位移所用时间的比值，用v 表示。 2．物理意义：速度是表示运动快慢的物理量。 3．定义式： 4．单位：国际单位：m ／s （或m ·s-1）。 常用单位：km ／h （或km ·h-1）、cm ／s （或cm ·s-1）。 5．方向：与物体运动方向相同。 说明：速度有大小和方向，是矢量。 小组讨论 问题一： △x 越大，v 越大吗？ 问题二：两辆汽车从某地沿着一条平直的公路出发，速度的大小都是20m/s ，他们的运动情况完全相同吗？ 二、平均速度和瞬时速度 如果物体做变速直线运动，在相等的时间里位移是否都相等？那速度还是否是恒定的？那又如何描述物体运动的快慢呢？ 问题：百米运动员，10s 时间里跑完100m ，那么他1s 平均跑多少呢？ 回答：每秒平均跑10m 。 百米运动员是否是在每秒内都跑10m 呢？ 答：否。 说明：对于百米运动员，谁也说不来他在哪1秒破了10米，有的1秒钟跑10米多，有的1秒钟跑不到10米，但当我们只需要粗略了解运动员在100m 内的总体快慢，而不关心其在各x v t ?=?x v t ?=?

《在流体中运动》教案

《在流体中运动》教学设计 一、教学目标 １、知识与技能 （1）知道流体的压强与流速的关系。 （2）了解升力是怎样产生的。 ２、过程与方法 （1）通过观察、实验，让学生经历探究流体压强与流速关系的过程，体会伯努利原理的推理过程。 （2）通过对鸟翼和机翼的观察和探究，认识升力，并培养学生的观察能力和动手能力。 3、情感、态度与价值观 （1）结合日常生活现象，激发学生兴趣。 （2）了解历史，加深人文素养。 （3）培养学生交流讨论意识和协作精神。 二、教学重点与难点 教学重点：流体的压强与流速的关系，并能解释生活现象。 教学难点：对液体压强与流速关系的探究活动，设计实验认识“升力”。 三、教具： 乒乓球两个、漏斗、两张纸、纸片、水槽、水、水杯，吸管两支、多媒体课件 四、教学过程： （一）创设情境、引入新课： 1、创设情境，激发学习兴趣 （课件1）引入：同学们看过特工007系列电影吗？有的同学可能看过，咱们来共同看其中一个电影片段，看一下片段中，007和敌人作战时的一个镜头。 （1）让学生注意观察现象。看完后说一说，你印象深刻的一幕是哪一个镜头，（人被“吸”进飞机的螺旋桨内）。 (2)、你认为出现这种现象的原因可能是什么？ 引导学生得出：可能是飞机螺旋桨那里空气流动快的缘故。 师：空气流动快，就可以把人“吸”进去了吗？ 带着这个疑问，让我们一起走进今天的知识殿堂。 引入今天的课题“在流体中运动”。 （二）进行新课 1、流体的定义：什么是流体？液体和气体都具有流动性，统称为流体。如：空气、水等。流体流动时的压强称作流体压强，空气和水流动时有快有慢，当流速变化时，流体的压强是否变化，如何变化？下面我们来探究他们之间的关系。 2、科学探究活动———研究流体压强与流速的关系 （1）提出问题：流体压强与流速有什么关系？ （2）（课件2） 猜想与假设： 猜想1：液体和气体流动越快，它的压强越大。 猜想2：液体和气体流动越快，它的压强越小。 猜想3：液体和气体流动越快，它的压强不变。 （3）制定计划、设计实验： 我们在探究过程中，提出了猜想假设以后，接下来要做什么？ 生：制定计划，设计实验，然后进行实验，收集证据。

描述流体运动的两种方法

描述流体运动的两种方 法 -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1

描述流体运动的两种方法 (姓名：张旺龙 学号：3 专业：流体力学) 引言: 描述流体运动的两种方法――拉各朗日方法和欧拉方法 设流体质点在空间中运动，我们的任务就是确定描写流体运动的方法并且将它用数学式子表达出来。在流体力学中描写运动的观点和方法有两种，即拉各朗日方法和欧拉方法。拉各朗日方法，着眼于流体质点。设法描述出每个流体质点自始至终的运动过程，即它们的位置随时间变化的规律。如果知道了所有流体质点的运动规律，那么整个流体运动的状况也就清楚了。欧拉方法的着眼点不是流体质点而是空间点。设法在空间中的每一点上描述出流体运动随时间的变化状况。如果，每一点的流体运动都已知道，则整个流体的运动状况也就清楚了。 一 拉格朗日方法 现在我们将上述描写运动的拉各朗日观点和方法用数学式子表达出来，为此首先必须用某种数学方法区别不同的流体质点。通常利用初始时刻流体质点的坐标作为区分不同流体质点的标志。设初始时刻0t t =时，流体质点的坐标是（a,b,c ），它可以是曲线坐标，也可以是直角坐标(),,000x y z ，重要的是给流体质点以标号而不在于采取什么具体的方式。我们约定采用a,b,c 三个数的组合来区别流体质点，不同的a,b,c 代表不同的质点。于是流体质点的运动规律数学上可表示为下列矢量形式： (),,,a b c t =r r （1） 其中r 是流体质点的失径。在直角坐标系中，有 (),,,x x a b c t = (),,,y y a b c t = (),,,z z a b c t = （2） 变数a,b,c,t 称为拉各朗日变数。在式（2）中，如果固定a,b,c 而令t 改变，则得某一流体质点的运动规律。如果固定时间t 而令a,b,c 改变，则得同一时刻不同流体质点的位置分布。应该指出，在拉各朗日观点中，失径函数r 的定义区域不是场，因为它不是空间坐标的函数，而是质点标号的函数。 现在从（1）式出发来求流体质点的速度和加速度。假设由（1）式确定的函数具有二阶连续偏导数。速度和加速度是对于同一质点而言的单位时间内位移变化率及速度变化率，设v ，v 分别表示速度矢量和加速度矢量，则 (),,,r a b c t t ?=?v （3） () 22,,,r a b c t t =??v （4）

运动快慢的描述速度典型例题

运动快慢的描述、速度典型例题 [例1]一列火车沿平直轨道运行，先以10m/s的速度匀速行驶15min，随即改以15m/s的速度匀速行驶10min，最后在5min内又前进1000m而停止.则该火车在前25min 及整个30min内的平均速度各为多大？它通过最后2000m的平均速度是多大？ [分析]根据匀速直线运动的规律，算出所求时间内的位移或通过所求位移需要的时间，即可由平均速度公式算出平均速度. [解答]火车在开始的15min和接着的10min内的位移分别为： s1=v1t1=10×15×60m=9×103m s2=v2t2=15×10×60m=9×103m 所以火车在前25min和整个30min内的平均速度分别为：

因火车通过最后2000m的前一半位移以v2=15m/s匀速运动，经历时间为：所以最后2000m内的平均速度为：

[说明]由计算可知，变速运动的物体在不同时间内（或不同位移上）的平均速度一般都不相等. [例2]某物体的位移图象如图所示.若规定向东为位移的正方向，试求：物体在OA、AB、BC、CD、DE各阶段的速度. [分析]物体在t=0开始从原点出发东行作匀速直线运动，历时2s；接着的第3s～5s内静止；第6s内继续向东作匀速直线运动；第7s～8s匀速反向西行，至第8s末回到出发点；在第9s～ 12s内从原点西行作匀速直线运动.

[解]由s－t图得各阶段的速度如下： AB段：v2=0； [说明]从图中可知，经t=12s后，物体位于原点向西4m处，即在这12s内物体的位移为-4m.而在这12s内物体的路程为（12+12+4）m=28m.由此可见，物体不是作单向匀速直线运动时，位移的大小与路程不等. [例3]图1所示为四个运动物体的位移图象，试比较它们的运动情况.

流体运动描述方法(欧拉法和拉格朗日法)

在流体力学里，有两种描述流体运动的方法：欧拉（Euler)和拉格朗日（Lagrange)方法。欧拉法描述的是任何时刻流场中各种变量的分布，而拉格朗日法却是去追踪每个粒子从某一时刻起的运动轨迹。 在一个风和日丽的午后，YC坐在河岸边看河水流，恩，她总是很闲。如果YC的位置不动，她在自己目光能及的河面上划出一块区域，数某一时刻经过的船只数，如果可能的话，再数数经过的鱼儿数；当然，如果手头有些仪器，她可以干干正事，比如测测水流的速度、水的压力、水的温度等，由此得到每一时刻这一河流区域水流各物理量的分布。那么YC是在用欧拉方法研究流体。 这时，YC忽然看到一条船上坐着她的初恋情人，虽然根据陈安对初恋情人的定义，YC根本没有初恋情人。现在假设她有，天哪，他们有20年没见面了，他还欠她20元呢，不能放了他。于是YC记下第一眼看到初恋情人的时间，并迅速测出此时船的位置和速度，然后撒腿追去。假设这条船是顺水而下，船的速度即是水流的速度。每隔一个时间点，她便测一下船的速度和位置。为了曾经的爱情，还有那不计利息的20元，她越过山岗，淌过小溪，直到那条船离开了她的视线。于是，她得到了这条船在河流中的运动轨迹。YC此时所用的研究方法就是拉格朗日法。 Understood? 而在一些复杂的两相流动问题里，比如粒子在流场中运动的问题，我们关注的是粒子的运动轨迹，因此，我们可以用拉格朗日方法追踪粒子在流场中的运动，同时，用欧拉方法来计算流场的各物理量。 在许多工程领域，都有纤维在流场中运动的问题。如果将纤维在流场中的运动视为两相流动，必须为纤维作一些改变，因为它不同于一般的刚性粒子。它细长，细长到你无法用一个粒子来代表一根纤维；它柔，柔得自己的每一部分可以相对于其他部分发生变形。我在《柔性纤维的妖娆运动》里，为slender and flexible纤维建立了模型，把纤维离散成一个个粒子，并在粒子之间建立了弹性或粘弹性的连接。为了研究纤维在流场中运动的问题，我们首先用欧拉法来研究流场，通过求解Navier-Stokes方程，得到流场中每一时刻每一位置的各个物理量。根据这些物理量，我们算出每个纤维粒子在这一时刻这一位置流场中所受的流体动力（hydrodynamic force),则可以算出每个纤维粒子的运动。假设一根纤维离散为100个粒子，算出每个粒子的运动，将每一时刻这些粒子的位置连接起来，就回复成一根纤维的运动轨迹了。所以说，我们是用拉格朗日方法在追踪纤维的运动轨迹，同时还可以得到变形纤维的妖娆模样呢！ 我在前一篇博文中说：“在某年某月某一天，两个毫无关系的人，走到了同一个学校、同一个班级，并从此没再分开。这其实是个很危险的旅程，如果一个人早一年，另一个人晚一年；又或许，如果一个人开始想去一个大学，却在最后改变了主意。这样，两个人就失去了相识的初始条件和边界条件，陪在他们身边的，就会是另外的人了。”你们看出来了吗？这里其实用的是拉格朗日方法，因为我是在追踪人的轨迹。如果我和他不能在某一时空同时出现，那么我和他就不可能相遇、相爱、结为夫妻，因为他的轨迹和我是不同的。但是，即使在1987年9月1日，我没有在中国纺织大学的纺织871班级里遇到他，那么我也可能遇见并爱上另一个男生，因为在这样一个时空区域里，总会有人出现。这就是欧拉方法，我不去追踪他，我只坐在我的时空里，静静等待属于我的那个人。 也就是说，获得爱情有两种方法。一种是拉格朗日法，你拼命去追踪你爱的人；另一种是欧拉法，你静静地坐在你的时空里，等待属于你的那个人。 那么，哪种方法更能获得幸福呢？

运动快慢的描述速度练习题及标准答案

运动快慢的描述 速度 同步练习 1．试判断下面的几个速度中哪个是瞬时速度 A ．子弹出枪口的速度是800 m/s ，以790 m/s 的速度击中目标 B ．汽车从甲站行驶到乙站的速度是40 km/h C ．汽车通过站牌时的速度是72 km/h D ．小球第3ｓ末的速度是6 m/s 2．下列说法中正确的是 A ．做匀速直线运动的物体，相等时间内的位移相等 B ．做匀速直线运动的物体，任一时刻的瞬时速度都相等 C ．任意时间内的平均速度都相等的运动是匀速直线运动 D ．如果物体运动的路程跟所需时间的比值是一个恒量，则此运动是匀速直线运动 3．下面关于瞬时速度和平均速度的说法正确的是 A ．若物体在某段时间内每时刻的瞬时速度都等于零，则它在这段时间内的平均速度一定等于零 B ．若物体在某段时间内的平均速度等于零，则它在这段时间内任一时刻的瞬时速度一定等于零 C ．匀速直线运动中任意一段时间内的平均速度都等于它任一时刻的瞬时速度 D ．变速直线运动中任意一段时间内的平均速度一定不等于它某一时刻的瞬时速度 4．用同一张底片对着小球运动的路径每隔101 s 拍一次照，得到的照片如图所示，则小球运动的平均速度是 A ．0.25 m/s B ．0.2 m/s C ．0.17 m/s D ．无法确定 5．短跑运动员在100 ｍ竞赛中，测得7ｓ末的速度是9m/s ，10s 末到达终点时的速度是10.2 m/s ，则运动员在全程内的平均速度为A ．9 m/s B ．9.6 m/s

C ．10 m/s D ．10.2 m/s 6．一辆汽车以速度v 行驶了2/3的路程，接着以20 km/h 的速度减速，后以36 km/h 的速度返回原点，则全程中的平均速度v 是A ．24 km/h B ．0 C ．36 km/h D ．48 km/h 7．一物体做单向直线运动，前一半时间以速度v 1匀速运动，后一半时间以速度v 2匀速运 动，则该物体的平均速度为；另一物体也做单向直线运动，前一半路程以速度v 1匀速运动，后一半路程以速度v 2匀速运动，则该物体的平均速度为.8．图示为某物体的s —t 图象，在第1 ｓ内物体的速度是，从第2 ｓ至第3 ｓ内物体的速 度是，物体返回时的速度是，4 ｓ内通过的路程是，位移是，4 ｓ内物体的平均速度是. 9．火车从甲站到乙站的正常行驶速度是60 km/h,有一列火车从甲站开出，由于迟开了300 ｓ，司机把速度提高到72 km/h ，才刚好正点到达乙站，则甲、乙两站的距离是km. 10．某质点沿半径R ＝5 ｍ的圆形轨道以恒定的速率运动，经过10 ｓ运动了21 圆周.该物 体做的是________速运动(填“匀”或“变”)；瞬时速度大小为________ ｍ／ｓ；10 ｓ内的平均速度大小为________ ｍ／ｓ；质点运动一周的平均速度为________ ｍ／ｓ. 11．相距12 km 的公路两端，甲乙两人同时出发相向而行，甲的速度是5 km/h ，乙的速度 是 3 km/h ，有一小狗以 6 km/h 的速率，在甲、乙出发的同时，由甲处跑向乙，在途中与乙相遇，即返回跑向甲，遇到甲后，又转向乙.如此在甲乙之间往返跑动，直到甲、乙相遇，求在此过程中，小狗跑过的路程和位移.

《在流体中运动》教案 教科版

1.在流体中运动 教学目标 三维目标要求 一、知识与技能 1.知道流体的压强与流速的关系：流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。 2.了解升力是怎样产生的。 二、过程与方法 1.通过观察法、实验法探究流体的压强与流速的关系，通过分析推理法探究飞机的升力是怎样产生的。 2.通过制作“鸟翼模型”，训练学生的动手能力； 三、情感态度与价值观 1.结合日常生活现象，激发学生兴趣。 2.了解历史，加深人文素养。 教学重点和难点 一、教学重点 知道气体的压强与流速的关系。 二、教学难点 了解飞机的升力是怎样产生的。 教学过程 情景导入 今天，我们先请两位同学来进行一项比赛：“漏斗吹球”比赛。(比赛规则：用手掌托着乒乓球，把乒乓球放在翻转的漏斗中，用嘴通过漏斗向下吹气，同时放开手。看到了什么现象？)

教师提问：乒乓球为什么在漏斗下方不会掉下来呢？ 教师讲述：让我们带着问题一起走进今天的物理课堂。 教学活动 一、鸟儿是怎样翱翔的 提问：鸟儿能在天空中翱翔，依据鸟的原理而设计的滑翔机大家听说过吗？你知道第一个设计滑翔机的人是谁吗？ 德国的奥托·李林达尔，是世界上公认的滑翔机之父（链接到李林达尔），设计和制造了实用的滑翔机（见教材P65图10-1-1），实现了飞行的梦想。 阅读教材P54，实验探究：鸟翼的升力。 鸟类的翅膀形状各异，飞行方式也各不相同，但它们有一个共同的特点，鸟翼横截面的连线是弯曲的，如图10-1-2所示。

设计实验： （1）如图10-1-3，用硬纸做一个鸟翼模型，在其中插一根吸管，穿过吸管将模型套在竖直的铁丝上。 （2）用吹风机对着模型吹风，观察气流对鸟翼模型有什么作用。 实验结论：水平的气流，能使鸟翼获得向上的升力。 什么是升力？ 就是向上的力，使鸟翼上升的力。一般都是说在空气中，向上的力大于向下的力，其合力可以使物体上升。这个力就是升力。 二、伯努利的发现 这个升力是怎样产生的呢？让我们来追溯一下历史；早在1738 年，伯努利就发现了流体压强与流速的关系，这不仅解开了鸟儿在天空翱翔的奥秘，也成了人类打开空中旅行大门的钥匙（链接到伯努利）。 1.流体流速与压强有什么关系呢？ 阅读教材P55，做“活动：液体压强与流速的关系”。 引导学生进行探究实验：取一张纸条，从纸条上方沿纸条吹气，如图10-1-4 ，纸条会怎样运动？

运动快慢的描述速度教学反思

运动快慢的描述速度教学反思 本节课的教学难点之一是，加速度和速度与速度变化大小的区别。在教学过程中，可以让学生先讨论、分析几个错误的论述，目的是区分速度和加速度概念。然后利用位移与速度的对比，类比的讨论、分析加速度与速度变化大小的区别。这样做的目的是为了让学生对知识产生认同感，通过自己的讨论、交流说出来比通过耳朵听进去更容易识记。事实证明，采用先讨论、交流后讲解的教学策略，经过学生认同了的知识更容易理解和掌握。 反思二：运动快慢的描述速度教学反思 速度是贯穿整个高中物理教学的一个物理量，也新课改下学生们进入高中后学习的第一个重要矢量。当速度分别和时刻时间对应后，又可以得到两外两个重要的物理量瞬时速度和平均速度，本节教学内容十分重要。 1、由于引入了坐标系和时间轴，在本节教学中更侧重于数学方法的应用和物理研究方法的渗透。在时间轴上得到了时间间隔然后让两点无限接近又可以得到时刻，在这应该更讲究教学效果，时间与时刻的教学可与数学上的线段和点做对应，以加深理解。 2、由于速度这一概念学生在小学初中已经接触过，在本节还要以已学过的位移矢量为引子，让学生分析得到速度也是矢量的结论，同时明确在对速度进行描述是，必须同时描述其大小和方向。 3、瞬时速度和平均速度的教学应结合时间与时刻进行教学，或者直接明确瞬时速度与某一个时刻或某个位置相对应，而平均速度与某段时间相联系。

反思三：运动快慢的描述速度教学反思 第一点，初高中的速度怎样理解。速度是初中学过，学生熟悉，从来也没怀疑过的物理概念，但是高中物理必修一第一章第三节《运动快慢的描述速度》对速度有了新的定义。学生会有这样的疑惑：我们被骗了？这是速度，那初中学习的是什么？既然不一样，为什么都叫速度？。如果不及时解决这些疑惑，那么这些疑惑一直萦绕在脑子里，会影响学生的继续学习。所以，如何重新认识和接纳初中速度是个不小的难点。速度就是位移与时间之比。初中学习的速度严格来讲是错的。但是，鉴于初中学习的运动规律都是单向的直线运动，所以，在单向直线运动中的研究范围内，用路程与时间之比叫做速度，并来描述物体运动的快慢也是正确的。 第二点，瞬时速度如何进行教学让学生更好接受。我认为需要给学生一个体验的过程很重要，让他们知道在怎样的时间段内的平均速度可近似的认为是某一位置的瞬时速度。 反思 四：运动快慢的描述速度教学反思 １．重视学生的学习过程。 在讨论与交流环节让学生在坐标纸上收集数据，并尝试用两种不同的方法解决问题。在实验与探究环节中让学生在计算出平均速度的基础上结合图象启发学生的思维，逐渐向学生渗透无限逼近的方法和极限的思想。使学生在理解的情况下发生知识的迁移，掌握解决问题的方法。只有经历这样一定的过程，才能实现学生的科学方法和正确思路的建立。

描述流体运动的两种方法

描述流体运动的两种方法 (姓名：张旺龙学号：3 专业：流体力学) 引言: 描述流体运动的两种方法――拉各朗日方法和欧拉方法 设流体质点在空间中运动，我们的任务就是确定描写流体运动的方法并且将它用数学式子表达出来。在流体力学中描写运动的观点和方法有两种，即拉各朗日方法和欧拉方法。拉各朗日方法，着眼于流体质点。设法描述出每个流体质点自始至终的运动过程，即它们的位置随时间变化的规律。如果知道了所有流体质点的运动规律，那么整个流体运动的状况也就清楚了。欧拉方法的着眼点不是流体质点而是空间点。设法在空间中的每一点上描述出流体运动随时间的变化状况。如果，每一点的流体运动都已知道，则整个流体的运动状况也就清楚了。 一拉格朗日方法 现在我们将上述描写运动的拉各朗日观点和方法用数学式子表达出来，为此首先必须用某种数学方法区别不同的流体质点。通常利用初始时刻流体质点的坐标作为区分不同流体质点的标志。设初始时刻0 t t=时，流体质点的坐标是（a,b,c），它可以是曲线坐标，也可以是直角坐标() x y z，重要的是给流体质点以标号而不在于采取什么具体的方式。我们约定,, 000 采用a,b,c三个数的组合来区别流体质点，不同的a,b,c代表不同的质点。于是流体质点的运动规律数学上可表示为下列矢量形式： () =r r（1）,,, a b c t 其中r是流体质点的失径。在直角坐标系中，有 () =() ,,, z z a b c t =（2） ,,, ,,, x x a b c t =() y y a b c t 变数a,b,c,t称为拉各朗日变数。在式（2）中，如果固定a,b,c而令t改变，则得某一流体质点的运动规律。如果固定时间t而令a,b,c改变，则得同一时刻不同流体质点的位置分布。应该指出，在拉各朗日观点中，失径函数r的定义区域不是场，因为它不是空间坐标的函数，而是质点标号的函数。 现在从（1）式出发来求流体质点的速度和加速度。假设由（1）式确定的函数具有二阶

运动快慢的描述──速度教案

运动快慢的描述-速度 教学目标： 一、知识目标 1、理解速度的概念。知道速度是表示运动快慢的物理量，知道它的定义、公式、符号和单位，知道它是矢量。 2、理解平均速度，知道瞬时速度的概念。 3、知道速度和速率以及它们的区别。 二、能力目标 1、比值定义法是物理学中经常采用的方法，学生在学生过程中掌握用数学工具描述物理量之间的关系的方法。 2、培养学生的迁移类推能力，抽象思维能力。 三、德育目标 由简单的问题逐步把思维迁移到复杂方向，培养学生认识事物的规律，由简单到复杂。 教学重点 平均速度与瞬时速度的概念及其区别 教学难点 怎样由平均速度引出瞬时速度 教学方法 类比推理法 教学用具 有关数学知识的投影片 课时安排 1课时 教学步骤 一、导入新课 质点的各式各样的运动，快慢程度不一样，那如何比较运动的快慢呢？ 二、新课教学 1、速度 提问：运动会上，比较哪位运动员跑的快，用什么方法？ 学生：同样长短的位移，看谁用的时间少。 提问：如果运动的时间相等，又如何比较快慢呢？ 学生：那比较谁通过的位移大。 老师：那运动物体所走的位移，所用的时间都不一样，又如何比较其快慢呢？ 学生：单位时间内的位移来比较，就找到了比较的统一标准。 师：对，这就是用来表示快慢的物理量——速度，在初中时同学就接触过这个概念，那同学回忆一下，比较一下有哪些地方有了侧重，有所加深。 板书：速度是表示运动的快慢的物理量，它等于位移s 跟发生这段位移所用时间t 的比值。用v ＝s/t 表示。 由速度的定义式中可看出，v 的单位由位移和时间共同决定，国际单位制中是米每秒，符号为m/s 或m ·s —1，常用单位还有km/h 、cm/s 等，而且速度是既具有大小，又有方向的物理量，即矢量。 板书： 速度的方向就是物体运动的方向。 2、平均速度 在匀速直线运动中，在任何相等的时间里位移都是相等的，那v ＝s/t 是恒定的。那么如果是变速直线运动，在相等的时间里位移不相等，那又如何白色物体运动的快慢呢？那么就用在某段位移的平均快慢即平均速度来表示。 例：百米运动员，10s 时间里跑完100m ，那么他1s 平均跑多少呢？ 学生马上会回答：每秒平均跑10m 。 师：对，这就是运动员完成这100m 的平均快慢速度。 板书： ?????????=一致 方向：与物体运动方向体运动的快慢物理意义：粗略描述物移）的平均速度，用叫这段时间（或这段位所用时间的比值， 中，运动物体的位移和大小：在变速直线运动速度t s v

运动快慢的描述速度练习题及答案

运动快慢的描述 速度 同步练习 1．试判断下面的几个速度中哪个是瞬时速度 A ．子弹出枪口的速度是800 m/s ，以790 m/s 的速度击中目标 B ．汽车从甲站行驶到乙站的速度是40 km/h C ．汽车通过站牌时的速度是72 km/h D ．小球第3ｓ末的速度是6 m/s 2．下列说法中正确的是 A ．做匀速直线运动的物体，相等时间内的位移相等 B ．做匀速直线运动的物体，任一时刻的瞬时速度都相等 C ．任意时间内的平均速度都相等的运动是匀速直线运动 D ．如果物体运动的路程跟所需时间的比值是一个恒量，则此运动是匀速直线运动 3．下面关于瞬时速度和平均速度的说法正确的是 A ．若物体在某段时间内每时刻的瞬时速度都等于零，则它在这段时间内的平均速度一定 等于零 B ．若物体在某段时间内的平均速度等于零，则它在这段时间内任一时刻的瞬时速度一定 等于零 C ．匀速直线运动中任意一段时间内的平均速度都等于它任一时刻的瞬时速度 D ．变速直线运动中任意一段时间内的平均速度一定不等于它某一时刻的瞬时速度 4．用同一张底片对着小球运动的路径每隔101 s 拍一次照，得到的照片如图所示，则小球 运动的平均速度是 A ．0.25 m/s B ．0.2 m/s C ．0.17 m/s D ．无法确定 5．短跑运动员在100 ｍ竞赛中，测得7ｓ末的速度是9m/s ，10s 末到达终点时的速度是 10.2 m/s ，则运动员在全程内的平均速度为 A ．9 m/s B ．9.6 m/s C ．10 m/s

D ．10.2 m/s 6．一辆汽车以速度v 行驶了2/3的路程，接着以20 km/h 的速度减速，后以36 km/h 的 速度返回原点，则全程中的平均速度v 是 A ．24 km/h B ．0 C ．36 km/h D ．48 km/h 7．一物体做单向直线运动，前一半时间以速度v 1匀速运动，后一半时间以速度v 2匀速运 动，则该物体的平均速度为 ；另一物体也做单向直线运动，前一半路程以速度v 1匀速运动，后一半路程以速度v 2匀速运动，则该物体的平均速度为 . 8．图示为某物体的s —t 图象，在第1 ｓ内物体的速度是 ，从第2 ｓ至第3 ｓ内物 体的速度是 ，物体返回时的速度是 ，4 ｓ内通过的路程是 ，位移是 ，4 ｓ内物体的平均速度是 . 9．火车从甲站到乙站的正常行驶速度是60 km/h,有一列火车从甲站开出，由于迟开了300 ｓ， 司机把速度提高到72 km/h ，才刚好正点到达乙站，则甲、乙两站的距离是 km. 10．某质点沿半径R ＝5 ｍ的圆形轨道以恒定的速率运动，经过10 ｓ运动了21 圆周.该物 体做的是________速运动(填“匀”或“变”)；瞬时速度大小为________ ｍ／ｓ；10 ｓ内的平均速度大小为________ ｍ／ｓ；质点运动一周的平均速度为________ ｍ／ｓ. 11．相距12 km 的公路两端，甲乙两人同时出发相向而行，甲的速度是5 km/h ，乙的速度 是3 km/h ，有一小狗以6 km/h 的速率，在甲、乙出发的同时，由甲处跑向乙，在途中与乙相遇，即返回跑向甲，遇到甲后，又转向乙.如此在甲乙之间往返跑动，直到甲、乙相遇，求在此过程中，小狗跑过的路程和位移. 12．一位同学根据车轮通过两段钢轨交接处时发出的响声来估测火车的速度，他从车轮的 某一次响声开始计时，并同时数车轮响声的次数“1”，当他数到“21”时，停止计时，表上的时间显示已经过了15ｓ，已知每段钢轨长为12.5 ｍ，根据这些数据，你能估算出火车的速度吗? 参考答案 1． ACD 2． ABC 3． AC 4． B 5．解析：题目中的“7s 末”“9 m/s”和“10.2 m/s”都是多余的条件，100 ｍ竞赛中当 然是变速运动.“100 ｍ”和“10 ｓ末到达终点”才是根据定义式求平均速度的必

运动快慢的描述速度

“运动快慢的描述　速度”的教学设计 一、背景和教学任务 “运动快慢的描述　速度”是人教版教材第2章第3节的内容，要求学生对速度有全面的理解。“速度”是运动学中最基本的概念之一，但它对于整个运动学的理解有着至关重要的作用。本节课要让学生对速度有全面而深入的理解，又要让学生理解和掌握研究物理问题的思维方法和科学方法，又应在教学中激发学生的学习兴趣，让学生在幸福和智慧中学习。 二、教学目标 1.知识和技能 （1）通过实验，理解速度的概念。知道速度的定义、公式、符号、单位和物理意义，知道它是矢量。 （2）通过实验及比较分析，理解平均速度的概念。 （3）通过观察及理论分析，明确瞬时速度的概念。 （4）通过生活实例，理解平均速度和瞬时速度的区别。 2.过程和方法 通过观察实验、参与实验和理论分析的过程，培养学生的观察能力及逻辑分析能力，锻炼学生的语言表达能力。同时渗透科学方法和思维方法（如比值法、极限思维法）的教学。 3.情感、态度和价值观 对速度正确而全面的理解，培养学生严谨的科学态度。在参与实验的过程中体会主动获得知识的乐趣，增强友爱互助，团结奋进的情感。多处联系生活实例，使学生体会到物理知识来源于生活又应用于生活的和谐美，从而热爱生活、热爱科学。 三、教学重点和难点 速度、平均速度及瞬时速度的概念及区别。理解瞬时速度的含义。 四、教学设计思路和教学流程 “速度”这个词听起来通俗易懂，没学过物理的人也知道大致的意思，但就是这种似懂非懂的认识，造成了人们对它认识的误区，同时也给这节课的教学增加了难度。例如，在高速公路上一般都有限制时速的标记，如“120km”，很多人认为是指1h不可以超过120km，其实，是指任一时刻的速度都不可以超过每小时120km。通过这节课的教学应使学生对日常生活中的前概念澄清认识，深入理解速度的物理含义。 这节课设计的整体构思是：从生活实例引出问题，用科学实验来解