描述流体运动的两种方法

《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。

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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

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。

《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？

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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）

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？

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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

1.在流体中运动

10.1 在流体中运动 导： 【学生活动】：预习检测及反馈 知识点：流体压强与流速的关系 自主检测1：完成下列填空。 _________和___________统称为流体； 自主检测2：小组的实验探究过程。 （1）猜想：你所在的小组是第_____组，你们的猜想是——流体在流速大．的地方压强______？ （2）探究：验证此猜想的简单实验（或生活经验）是：（文字描述或画图说明均可） （3）结论：流体在流速大的地方压强________。 小组互助活动：（1）根据老师给出的正确答案先自行纠错（2）组长记录组员完成及纠错情况： 完成情况： 组员自评：错题_________处。 纠错情况： 物理小组长：此组员纠错_______处，该组员______（是、否）认真纠错，物理组长签字：_____________ 探： 【探1 】如图所示，当松开握小球的手时，为了让漏斗中的小球悬而不落，可以采用__________________方法。 这样做的依据是__________________________________ 。 【及时练习1】下面的实验，不能揭示流体压强与流速关系的是（） A．B．C．D． 【探2】利用如图所示的装置可探究机翼升力产生的原因．压强计的两端分别置于机翼模型的上、下表面附近，用鼓风 机向模型左端吹气，可观察到压强计两侧液面出现高度差．则（） A．模型上方空气流速大，压强小 B．模型下方空气流速大，压强大 C．模型上方空气流速小，压强大 D．模型下方空气流速小，压强小 【及时练习2】根据流体压强与流速的关系，有些跑车的尾部安装了导流板，如图所示。它的作用主要是在跑车高速行 驶时，增加车对地面的压力，提高车轮的抓地性能，那么导流板横截面的形状应是（） A．B．C．D． 达 1、小红撑一把雨伞行走在雨中，如图所示，一阵大风吹来，为了不使雨伞被大风吹起，小红需要额外施加一个向下的 力，是因为伞下方的空气流速______上方的空气流速，所以向上的压强_____向下的压强（选填“大于’或“小于”）。 2、如图是北美草原犬鼠洞穴的横截面示意图。它有两个出口，当风吹过隆起洞口A时，风速较大，吹过平坦洞口B时， 风速较小，从而给洞中的犬鼠带去习习凉风。则有关洞内风向分析正确的是（） A.风总是A口吹入，B口吹出 B.风总是B口吹入，A口吹出 C.风总是A、B口同时吹入 D.风有时从A口吹入，有时从B口吹入 3、学习了“流体压强与流速的关系”后，为了解决“H”形地下通道中过道的通风问题，同学们设计了如下几种方案。如图， 黑色部分为墙面凸出部分，“M”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 4、弧圈球是一种攻击力强、威力大的乒乓球进攻技术．如图为某人某次拉出的弧圈球在空中高速旋转前进的示意图， 此时球上方气体相对球上部流速小于下方气体相对球下部流速，以下说法正确的是（） A．球在空中继续前进是受到惯性力的作用 B．球在空中前进时受平衡力作 C．球因高速旋转前进比不旋转前进时会下落得慢 课堂深探究 预习巧导航 1

物体在流体中运动所受到的作用力(精.选)

物体在流体中运动所受到的作用力 北京教育学院物理系叶禹卿 在中学物理中，研究了自由落体、单摆、抛体、振动等物体的运动。研究时，认为物体在空气和水（流体）中运动时，没有受到流体的作用力，物体的运动是“在理想情况下的运动”。在进行中学物理教学时，应当让学生理解和掌握这种物体的“理想运动”规律。但是也应当清楚：在流体中运动的任何物体，都受到流体的作用力，有些情况下的作用力还很大，明显地影响了物体的运动状态。 对于物体在流体中运动的实际情况，我们应当有所了解。本文仅介绍实际流体对在其中运动物体的阻力、压力，研究一些在流体中运动的实际物体运动规律，简要分析和说明有关理论与实际联系一些问题。 一、对流体的认识 流体由连续分布的介质组成，有自身的结构和特点。物体在流体中运动时，对组成流体的介质有作用，也必定受到介质的反作用。在过去的中学物理中，基本不讨论流体问题。现在，初中和高中都增加了有关流体的内容。例如，在高中实验教材第一册增加了“流体的阻力”“伯努利方程”等，对流体的主要性质及其运动规律做了简单分析。 1．流体具有易流性、粘性和压缩性 易流性是流体在切向力作用下，容易发生连续不断变形运动的特性。液体和气体与固体的差异，或者说流体最显著的特征就是具有“流动性”或者“易流性”。 如果对静止的流体施加一个切向力，即使这个力多么微小，流体也将沿着力的方向运动。流体具有易流性的原因，是流体既不能承受拉力、也不能承受切向力。由于流体具有易流性，所以流体没有固定的形状，并且在流动中能与外界发生各种传输作用。理想流体和实际流体都具有易流性。理想流体的易流性比实际流体更强。气体只能传递纵波、液体主要传递纵波的原因就是流体的易流性。 理想流体是没有粘性的，其内各部分之间不存在切向作用力。实际流体与理想流体的主要差异是实际流体有粘性。粘性大小用粘性系数表示。粘性系数由流体自身的性质决定，与流体的种类、流体的温度等一些因素有关。在国际单位制中，粘性系数的单位是Pa·s。表1为常见的一些流体在标准大气压时的粘性系数。从表可以看出：空气的黏性系数比水的黏性系数小；随着温度的升高，同一个物体的粘性系数减小。 表1 常见流体的粘性系数（Pa·s） 压缩性是在外力的作用下流体体积可以变化的性质。在质量不变时，流体被压缩意味着它的密度加大。理想流体没有压缩性，无论外界施加多大的压力，它的体积都不会改变。实际流体都有压缩性。一般液体的压缩性不大，而气体的压缩性比较大。被压缩后，液体内的分子间距减小、相互间的斥力加大。液体内部压强大小随其分子间距变化，而且十分明显。水的体积减小百万分之一，其压强会增

在流体中运动

10.1 在流体中运动 【学习目标】 1.知道气体的压强与流速的关系。 2.了解飞机的升力是怎样产生是。 【方法指导】 重点是流体的压强与流速的关系，难点是设计与组织学生认识“升力”。 【自主学习】： 知识点一、流体压强与流速的关系 (1)流体：气体、液体都可以，而且没有一定的，它们统称为流体。 (2).实验表明：气体压强与气体的流速有关，气体在流速大的地方压强；反之，在流速小的地方压强。 (3).伯努利原理：流体在流速大的地方压强，流速小的地方压强，这个规律叫做伯努利原理。伯努利原理适用于。 知识点二、升力的产生： (4).升力：在空气中向上的力向下的力时，其合力可以使 物体，这个力就是升力。 (5).鸟翼升力产生的原因：如图所示是鸟翅膀的横截面图。鸟向前飞 翔，空气沿着鸟翼流过，由于鸟翼横截面的形状为， 在相同时间内，鸟翼上方（凸面）气流通过的路程，因而速 度大，它对鸟翼的压强；下方（凹面）气流通过的路 程，因而速度小，它对鸟翼的压强；这样在鸟翼的 上下表面产生了，这个压强差就形成了鸟翼向上的升力。 【合作探究】 1.我国海军舰艇赴亚丁湾护航时，护航编队一般采用前后护航是形式，而 不采用“并排”护航，这是因为流体在流速大的地方小，当两船 并排高速行驶时，容易发生事故。 2.如图所示是小华家购买的一辆小轿车，她发现轿车的外形类似飞机的机 翼。则轿车在快速行驶的过程中，轿车上方空气的流速轿车下 方空气的流速，因而轿车上方气体的压强轿车下方气体的压强， 从而使得轿车对地面的压力车的重力。 3.如图10-1-4所示，小明把一纸条靠近嘴边，在纸条上方沿水平方向吹气 时，纸条会向（选填“上”或“下”）偏移，这个现象说明，气流 流动时，流速的地方压强小。 4.运动型轿车和跑车的尾部设计安装了一种“气流偏导器”（扰流板），它的 上表面平直，底部呈弧形凸起，相当于一个倒置的机翼，这主要 是让车在高速行驶时，车轮能较好地抓住地面，试解释其中的奥 秘。 【学习检测】

《在流体中运动》同步练习

1.如图13-15所示，两船距离很近且并排行驶时，将会 ，这是因为两船内侧水的流速 于两船外侧水的流速，造成了两船内侧水的压强 于外侧水的压强的原因（选填“大”、“小”或“等”）。 2．打开自来水龙头，使自来水流过如图13-16所示的玻璃管，在A 、B 、C 三处，水的流速较大的是 处，压强较小的是 处（选填“ A ”“B ”或“C ”）。 3.如图13-17所示，是喷雾器的原理示意图，当空气从小孔迅速流出，小孔附近空气的流速较大，压强 容器里液面上方的空气压强，液体就沿细管上升，从管口中流出后，受气流的冲击，被喷成雾状。 4.在较光滑的水平桌面上，放两只乒乓球，两球之间间隔1cm,用一根细管向两管之间吹气，发现两球会 ，这是由于吹气时两球之间的气流速度较 ，压强较 的缘故。 5.春天是放风筝的好季节。风筝在空气中飞行利用了下列什么原理（ ） A.风筝下方空气流动速度小，空气压强小 B.风筝下方空气流动速度大，空气压强大 C.风筝上方空气流动速度大，空气压强小 D.风筝上方空气流动速度小，空气压强大 6.如图13-18所示，将一张明信片沿着其边长弯成弧形放在玻璃台面上，形成一座“拱桥”，当你对着“拱桥”使劲吹气时，你会发现（ ） A.“纸桥”被吹开较长的距离 B.“纸桥”被吹开较短的距离 C.“纸桥”被吹得上下跳动几下 D.“纸桥”紧贴桌面不动 7．如图13-19 所示，将一个普通的乒乓球轻轻放人漏斗中，用电吹风从管口向图 13-18 图13-15 图13-16 图13-17

上吹，那么以下分析正确的是（ ） A ．球被向上吹起，因为其下方气体流速大，压强大 B ．球被向上吹起，因为其下方气体流速大，压强小 C ．球不会被向上吹起，因为其下方气体流速大，压强大 D ．球不会被向上吹起，因为其下方气体流速大，压强小 8．龙卷风的实质是高速旋转的气流．它能把地面上的物体或人畜“吸”起卷入空中。龙卷风能“吸”起物体是因为（ ） A ．龙卷风内部的压强远小于外部的压强 B ．龙卷风增大了空气对物体的浮力 C ．龙卷风使物体受到的重力变小 D ．迷信说法中的“龙’把物体“抓”到空中 9．让自来水流过如图13-20所示的装置，当水流稳定后（ ） A.P 点流速等于Q 点流速 B.P 点流速小于Q 点流速 C.P 点压强大于Q 点压强 D.P 点压强小于Q 点压强 10．如图13-21所示，将A 、B 两纸片的上端提起，让纸片自由下垂，当向纸片中间用力吹气时，会发生的现象是（ ） 图 13-20 图13-19

八年级物理下册第十章流体的力现象1在流体中运动教案(新版)教科版

1.在流体中运动 教学目标 1.知识与技能 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；了解升力是怎样产生的. 2.过程与方法 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；通过制作“鸟翼模型”，训练学生的动手能力； 3.情感、态度与价值观 结合日常生活现象，激发学生兴趣；了解历史，加深人文素养. 教学重点、难点 流体的压强与流速的关系，探究飞机的升力是怎样产生的？ 教学器材 硬纸、吸管、两张活页纸、硬币一枚、纸条、多媒体教学视频 教学过程 教师活动学生活动 一、设境激趣,导入新 课 (5分钟) 引入：我要飞得更高，像鸟儿一样在天空自由 自在的翱翔，是人类千百年来的一个梦想.为 了实现这个梦想人类一直在不断的努力，那你 知道依据鸟儿飞翔的原理而设计第一个滑翔 机的人是谁吗？ 学生回答问题，若可以回 答，教师做必要的补充；若 不能回答，教师在图片的引 导下，介绍奥托·李林达 尔. 奥托·李林塔尔 0tto Lilienthal （1848-1896）为德国工程师和滑翔飞行家， 世界航空先驱者之一.他最早设计和制造出实 用的滑翔机，是世界上公认的“滑翔机之 父”． 现在航空设计师已经掌握了这项让大型 客机升空的技术，同学们你们想知道这项技术 吗？那就同老师一起学习这一节课《在流体中 运动》 学生了解到滑翔机之父 ——李林达尔 .

二、师生互动,探究新知 (10分钟)引导学生进行体验小实验： 实验一，取两张活页纸，手握两张纸，让 纸自然下垂，如果在两张纸中间向下吹气，你 猜两张纸将怎样运动．试试看. 实验二，把一张小纸条放在嘴边，从纸条 上方沿纸条吹气，会看到什么现象？ 学生动手操作,并回答：两 张纸向一起靠拢,纸条居然 飞了起来(这里和他们日常 生活中以为只要吹气活页 纸就会分开，纸条向下方运 动不同,引起学生好奇)； 要得出两个小实验中为什么会出现这个 现象，我们来探究一下纸条上方的流速和压 强； 探究实验：气体压强与流速的关系 提出问题： 猜想与假设： 进行试验： 学生自主进行硬币跳高实验 学生根据引导一步一 步解决问题； 提问： 从这个实验中，我们得出流速和压强有什 么样的关系？ 吹硬币上方，导致硬币上方的流速比硬币 下方的流速大；硬币上升，说明纸条上方的压 强比下方小；硬币上方的流速大、压强却小， 说明流速与压强之间的关系是什么? 观察实验现象，思考并讨论 得出:气体流速与压强的关 系:气体中的压强,流速较 大的位置,压强较小;流速 较小的位置,压强较大. 三、启发引导,归纳总 结(10分钟) 气体由于具有流动性所以具备流速变化 的条件，那液体呢？那应该如何完善我们刚才 所得出的结论呢？ 伯努利原理——流体在流速大的地方压 强小,流速小的地方压强大. 学生自己用逻辑的语言阐 述自己的结论，并和书上的 结论对照. 向学生介绍这就是著名的 伯努利原理 四、模型探究,知识迁移(10分钟）1、学生利用观看视频，结合流体压强与流速 的关系分析鸟和的升力究竟是怎样产生的.飞 机的机翼和鸟翼有什么共同的特点？ 2、师生共同讨论总结: 鸟翼上方空气流速快,压强小:鸟翼下方空 学生学生回答：列举出共同 点（两支翅膀、头、尾等等） 思考；飞机的机翼和鸟翼有 几乎相同的结构. 我们可以通过流速和压强 的关系来解释升力是怎样

《10.1在流体中运动》教案

《10.1在流体中运动》教案 【 教学目标 】 １.知识与技能 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；了解升力是怎样产生的。 ２.过程与方法 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；通过制作“鸟翼模型”，训练学生的动手能力； 3.情感、态度与价值观 通过制作“鸟翼模型”，感受自然界的奇妙和人类的伟大。 【教学重点】 流体压强和流速的关系。 【教学难点】 设计和组织学生认识升力。 【实验器材】 教师用器材 PPT 课件、带窗帘房子模型一个、电吹风机一个、洗衣机排水管一个、彩纸。 学生用器材 纸条、纸张、兵乓球、漏斗、小吸管、塑料杯、装有水水槽、木块、注射器、 【 教学过程 】 教师活动设计 学生活动设计 来一、新课引入 （ 1 ）模拟“风吹窗帘”的实验 （ 2 ）模拟“天女散花’实验 学生感受流体压强现象 二[新新新授内容 1.实验探究：鸟是怎样翱的 （ 1 ）让学生说是谁第一个网][利用仙鹤翅膀的形状设计滑翔机的学 #科# 学生回答问题。 [来源:21世纪教育网21世纪教育网[来源:21世纪教育网[21世纪教育网

（ 2 ）引导学生分析不同鸟类鸟翼的共同特点。学生讨论并总结鸟的翅膀的共同特点。 ( 3 )让学生制作鸟翼模型，并巡回指导。用吹风机正对鸟翼模型吹风，观察气流对鸟翼的作用； 学生观察现象，思考为什么向上运动。 2、实验探究：流体压强与流速的关系引导学生分析鸟翼的升力是由于 对它吹风前后，上面的压强和下 面的压强有什么变化，引出流体 压强与流速有关 学生思考讨论交流回答。 （ 1）让学生对流体压强与流速 有什么关系说出猜想，让学生设 计并做实验，教师巡视指导。 学生设计并做实验分析得出 结论，并到前面展示实验成 果。 （ 2）让学生把流动气体和流动 液体的压强规律归纳出流体压强 的规律，教师板书“伯努利原理”。 学生思考并回答。 （ 3 ）让学生利用器材做相关实 验，并用伯努利原理来解释 学生操作并展示、解释。 （ 4 ）引导学生解释引入新课的 两个实验现象的原因。 学生交流并回答。 3、升力是如何产生的让学生解释鸟翼和飞机的升力产 生的原因 学生结合鸟翼模型回答。 4、伯努利原理的应用 让阅读课本62页最后一自然段 并结合生活和生产实际，那些地 方应用了流体压强。 学生交流思考并回答 三、课堂小结引导学生谈这节课的收获。学生谈收获。 四、达标练习让学生做达标练习。学生做题并回答。 五、作业课后63页自我评价1、2、3、4题。 【板书设计】 1升力 2伯努利原理：流体在流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。

《大学物理教程》郭振平主编第十一章-流体运动基础知识点及答案

第十一章 流体运动基础 一、基本知识点 流体的可压缩性：流体的体积会随着压强的不同而改变的性质。 流体的黏性：内摩擦力作用导致相邻流体层速度不同的性质。 理想流体：绝对不可压缩且完全没有黏性的流体。 稳定流动：空间各点的流速不随时间变化的流体流动。 流线：在流体空间设想的一系列曲线，其上任意一点的切线方向都与流体通过该点时速度方向一致。任何两条流线不能相交。 流管：在稳定流动的流体中的一个由流线围成的管状微元。 稳定流动的连续性方程：单位时间内通过任一截面的流体质量都相等，即 S ρυ=恒量 也称为质量流量守恒定律。 理想流体稳定流动的连续性方程：单位时间内通过任一截面的流体体积都相等，即 S υ=恒量 也称为体积流量守恒定律。 理想流体的伯努利方程：理想流体作稳定流动时，单位体积的势能、动能及该点压强之和是一恒量，即 21 2 P gh ρρυ++=恒量 牛顿黏滞定律：黏性力f 的大小与两速度不同的流体层的接触面积S 及接触处的速度梯度 d dx υ 成正比，即 d f S dx υη= 式中比例系数η称为流体的黏滞系数或黏度。η值的大小取决于流体本身的性质，并和温度有关，单位是2 N s m -??或Pa s ?。

表11-1 几种流体的黏度 流体 温度()C ? η()Pa s ? 流体 温度()C ? η()Pa s ? 水 0 20 37 100 31.7910-? 31.00510-? 30.69110-? 30.28410-? 空气 0 20 100 617.110-? 618.110-? 621.810-? 蓖麻油 7.5 20 50 60 112.2510-? 19.8610-? 1 1.2210-? 10.8010-? 氢气 -1 251 68.310-? 61310-? 血液 37 3(2.5~3.5)10-? 二氧 化碳 0 300 61410-? 62710-? 雷诺数: 判断黏性流体的流动状态的一个无量纲的数 e r R ρυη = 式中，υ为流速，ρ为流体密度，η为黏度，r 为流管半径。 层流：1000e R < 过渡流动：10001500e R << 湍流：1500e R > 黏性流体的伯努利方程： 2 211122 21122 P gh P gh E ρρυρρυ++=+++? 黏性流体在均匀水平管中稳定流动方程： 12P P E =+? 只有水平管两端存在压强差，黏性流体才能稳定流动。 黏性流体在开放的粗细均匀管道中稳定流动方程：

描述流体运动地两种方法

描述流体运动的两种方法 (：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

【采矿课件】第4章-颗粒在流体中的运动

第４章颗粒在流体中的运动 习题 1.什么是体积分数、质量分数？两者的关系如何?已知石英与水的密度分别为２65０ｋg/ｍ3和100０kg/m3,将相同质量的石英砂和水配置成悬浮液,求悬浮液的质量分数、体积分数、物理密度和黏度？ 2．牛顿流体和非牛顿流体的有效黏度和微分黏度有何特点?什么叫屈服切应力?哪些非牛顿流 3．什么是自由体的流变特性可用幂律模型描述?幂律模型中的参数K和n有何物理意义？? 沉降？什么是干涉沉降?4 ?．已知石英与水的密度分别为2650kg／m３和100０kg/m3,水的运动黏度为1.0０7x10-6 m2/s，求直径为０．2ｍm的球形石英颗粒在水中的自由沉降速度、雷诺数和阻力系数? 5 已知煤与水的密度分别为1350kg/m3和1000kg/m3，水的运动黏度为1.007x1０－6m2/ｓ,测得 6.已知球形石英颗粒的某个球形煤粒在水中的自由沉降速度为0.02４１5m/s，求煤粒的直径?? 直径为0.2mｍ,密度为26５0kg/m3,某液体的密度为９80kｇ／m3，用落球法测量该液体的粘度时,测得球形石英颗粒的自由沉降速度为0．０1 m／s,请运用(4－２3)和（4-３1)式推导出求粘度的计算公式,并计算该液体的动力粘度和运动粘度。 7.干涉沉降实验测得悬浮体的体积分数为0.4时,上升水流速度为0．006５ｍ/s,体积分数为0．2时,上升水流速度为０.020５m/ｓ,求干涉沉降速度公式中V０与n的值。8 ?.假定某种物料的ｎ值服从（4-５２)式，当雷诺数为1０时,干涉沉降的ｎ值为３．4６；当雷诺数为100时,干涉沉降的n值为2.8９;当雷诺数为50时,干涉沉降的n值为多少？（取k=４．５3) 9.已知石英与水的密度分别为２6５0kg／m3和１000kg/m3,水的运动黏度为1.００7x10-６ｍ2/s,用直径为０.0005m的球形石英粒群与水配制成容积浓度为0.4的悬浮液，请估算球形石英粒群的干涉沉降速度（取k=4.53，ψt＝0.11,ｎS=4.６5)。

物体在流体中运动所受到的作用力教程文件

物体在流体中运动所受到的作用力

物体在流体中运动所受到的作用力 北京教育学院物理系叶禹卿 在中学物理中，研究了自由落体、单摆、抛体、振动等物体的运动。研究时，认为物体在空气和水（流体）中运动时，没有受到流体的作用力，物体的运动是“在理想情况下的运动”。在进行中学物理教学时，应当让学生理解和掌握这种物体的“理想运动”规律。但是也应当清楚：在流体中运动的任何物体，都受到流体的作用力，有些情况下的作用力还很大，明显地影响了物体的运动状态。 对于物体在流体中运动的实际情况，我们应当有所了解。本文仅介绍实际流体对在其中运动物体的阻力、压力，研究一些在流体中运动的实际物体运动规律，简要分析和说明有关理论与实际联系一些问题。 一、对流体的认识 流体由连续分布的介质组成，有自身的结构和特点。物体在流体中运动时，对组成流体的介质有作用，也必定受到介质的反作用。在过去的中学物理中，基本不讨论流体问题。现在，初中和高中都增加了有关流体的内容。例如，在高中实验教材第一册增加了“流体的阻力”“伯努利方程”等，对流体的主要性质及其运动规律做了简单分析。 1．流体具有易流性、粘性和压缩性 易流性是流体在切向力作用下，容易发生连续不断变形运动的特性。液体和气体与固体的差异，或者说流体最显著的特征就是具有“流动性”或者“易流性”。 如果对静止的流体施加一个切向力，即使这个力多么微小，流体也将沿着力的方向运动。流体具有易流性的原因，是流体既不能承受拉力、也不能承受切向力。由于流体具有易流性，所以流体没有固定的形状，并且在流动中能与外界发生各种传输作用。理想流体和实际流体都具有易流性。理想流体的易流性比实际流体更强。气体只能传递纵波、液体主要传递纵波的原因就是流体的易流性。 理想流体是没有粘性的，其内各部分之间不存在切向作用力。实际流体与理想流体的主要差异是实际流体有粘性。粘性大小用粘性系数表示。粘性系数由流体自身的性质