第八讲 流体的力现象1
流体力学基础
基于流体的连续性假设，可以推导出 流体的连续性方程，即单位时间内流 入与流出控制体的质量差等于控制体 内质量的增量。
流体的粘性与压缩性
流体的粘性
流体在运动时，相邻两层流体之间会产生相对运动，从而产生内摩擦力，这种 性质称为流体的粘性。粘性大小用粘度来衡量。
流体的压缩性
流体在外部压力作用下，其体积会发生变化，这种性质称为流体的压缩性。对 于一般液体，其压缩性很小，可忽略不计；但对于气体，其压缩性则必须考虑 。
边界层分离现象及其影响
分离现象
在流体绕过某些物体时，边界层在物体表面发生分离，形成漩涡区，使流体对物体的作 用力减小。
影响
边界层分离会导致流体对物体的阻力增加，同时可能产生噪声和振动，对飞行器和船舶 等运动物体的稳定性和安全性产生影响。
绕流现象及其产生原因
绕流现象
流体绕过物体时，由于物体形状和流动条件 的不同，流体会在物体周围形成不同的流动 状态，如流线型绕流、分离型绕流等。
p=p0+ρgh，其中p为任意点的压力，p0为 基准面上的压力，ρ为流体密度，g为重力加 速度，h为该点在基准面以上的高度。
方程的应用
用于计算静止流体中任意点的压力， 确定等压面等。
方程的物理意义
方程表示了静止流体中任意点的压力 等于基准面上的压力加上从基准面到 该点的单位面积上的液柱重量。
流体静压力的应用
流体力学的研究对象与方法
研究对象
流体力学的研究对象包括各种流体（如空气、水、油等）以及流体中的各种现象（如流动、传热、传 质等）。
研究方法
流体力学的研究方法包括理论分析、实验研究和数值模拟三种。理论分析是通过建立数学模型和求解 方程来研究流体运动规律；实验研究是通过实验手段来观测和测量流体运动现象；数值模拟是通过计 算机模拟来再现和预测流体运动过程。
流体的力学性质
r r r r pn n x px n y p y n z pz
z
p y
D
p x
r r r r p x ip xx jp xy kp xz r r r r p y ip yx jp yy kp yz r r r r p z ip zx jp zy kp zz
1.1
流体的易变形性和粘性
二、流体的粘性：
粘性：处于连续变形过程中的流体（处于运动状态） 具有抵抗剪切变形的能力，这种性质称为粘性。 我们感兴趣的是流体在运动过程中所受到的力，以 及这个力与流体变形之间的关系 — 粘性力。
粘性力 粘性摩擦力 物体的力作用在流体上， 使流体变形；流体对物体表现出粘性摩擦力
＝（p,T）＝（T）
气体和液体的粘性系数随温度的变化规律并不一样：
当温度升高时，液体粘性系数下降
气体粘性系数升高
气体和液体的粘性随温度的变化：
• 引起气体粘性的主要因素是分子之间的动量交换， 温度升高，交换增强，粘性升高； • 引起液体粘性的主要因素是分子之间的（内聚力）， 温度升高，内聚力（分子之间的吸引力）减小，粘性 下降
（3）、声速：
p EV a
a 水 1450 m / s
气体的可压缩性：
气体的可压缩性与液体不一样，其值与压缩过程有关。
等温过程：
dp
d
p
EV p
等熵过程：
dp
d
p
EV p
不可压缩流体：
V 0
或者
EV
的流体
1.3
液体的表面张力
1. 表面张力 （surface tension）：
流体力学课件(全)
Y 1 p 0 y
欧拉平衡方程
Z 1 p 0 z
p p( , T )
t
1 V V T p
1 V V p T
p p(V , T )
1 t T p
p
p
1 p T
V
p y = pn pz = pn
px = p y = pz = pn = p
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第二章
流体静力学
§1 静压强及其特性 §2 流体静力学平衡方程 §3 压力测量 §4 作用在平面上的静压力 §5 作用在曲面上的静压力 §6 物体在流体中的潜浮原理
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§2流体静力学平衡方程
通过分析静止流体中流体微团的受力，可以建立 起平衡微分方程式，然后通过积分便可得到各种不同 情况下流体静压力的分布规律。 why 因此，首先要建立起流体平衡微分方程式。 现在讨论在平衡状态下作用在流体上的力应满足 的关系，建立平衡条件下的流体平衡微分方程式。
《流体力学》
汪志明教授
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第一章 流体的流动性质
§1 流体力学的基本概念
§2 流体的连续介质假设 §3 状态方程 §4 传导系数 §5 表面张力与毛细现象
《流体力学》
汪志明教授
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§2 流体的连续介质假设
虽然流体的真实结构是由分子构成，分子间有一定的孔隙，但流 体力学研究的并不是个别分子微观的运动，而是研究大量分子组成的 宏观流体在外力的作用下所引起的机械运动。 因此在流体力学中引入连续介质假设：即认为流体质点是微观上 充分大，宏观上充分小的流体微团，它完全充满所占空间，没有孔隙 存在。这就摆脱了复杂的分子运动，而着眼于宏观机械运动。
八年级物理流体的力现象
八年级物理流体的力现象八年级物理学：流体的力现象引言：流体的力现象是物理学中的重要概念之一。
了解流体的力现象可以帮助我们更好地理解和应用流体力学知识。
本文将介绍流体的力现象及其相关内容，希望能够帮助读者对此有更深入的了解。
一、流体的基本特性1. 流体的定义及分类流体是指能够流动的物质，包括液体和气体。
液体是具有一定体积而不能自由扩散的流体，而气体则是可以自由扩散且不具有一定体积的流体。
2. 流体的密度与质量流体的密度是指单位体积内的质量，用符号ρ表示，公式为ρ =m/V，其中m表示流体的质量，V表示流体的体积。
3. 流体的压强和单位流体的压强是指单位面积上受到的压力。
常用的压强单位有帕斯卡(Pascal)、标准大气压(atm)等。
二、流体的压强和压力1. 流体的压力概念流体的压力是指单位面积上受到的压力大小，用符号P表示。
根据流体的连续性原理，当流体静止时，其压力在各点处相等。
2. 流体的压力计算流体的压力可以通过公式P = F/A来计算，其中F表示垂直于受力面积的力，A表示受力面积。
3. 流体的压强和压力的关系流体的压强等于单位面积上受到的压力大小，即P = F/A。
压力和压强的关系可以通过比较不同面积上的力来理解，当受力面积较大时，压力较小；当受力面积较小时，压力较大。
三、流体静力学1. 流体静力学基本概念流体静力学研究的是流体在静止状态下的力学性质。
在流体静力学中，流体受到的压强在平衡状态下处处相等。
2. 浮力与阿基米德原理浮力是指流体对浸入其中的物体所产生的向上的压力，其大小等于受浸入物体排开的流体的重量。
阿基米德定律指出，物体在液体中受到的浮力大小等于排开的液体的重量。
3. 研究流体静力学的应用流体静力学的应用非常广泛，比如在水压系统中，通过合理设计管道和气压设备，可以实现液体的输送和流动控制。
四、流体的动力学1. 流体的流动流体的流动可以分为层流和湍流两种。
层流是指流体按照划定的方向有序地流动，湍流则是指流体以不规则的方式混合和运动。
最新整理初二物理教案流体的力现象.docx
最新整理初二物理教案流体的力现象第十章流体的力现象一、复习目标1.在流体中运动2.认识浮力二.重点、难点：1.知道流体的压强与流速的关系2.了解飞机的升力是怎样产生的3.通过观察认识浮力的存在4.学会用弹簧测力计测量浮力的大小三.知识点分析：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？在1891年，德国的奥托李林达尔模仿仙鹤的翅膀形状，设计和制造了第一架滑翔机，实现了飞行的梦想，鸟翼向上运动，肯定是有一个力作用在它上面了，而这个力呢，由于它有提升物体的作用，所以我们把它叫做“升力”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。
（一）流体压强与流速的关系1.流体：液体和气体有很强的流动性，统称为流体。
2.流体压强与流速的关系：实验探究：作如下几个实验，（1）把一纸条放在嘴边，用力从纸条上方吹气，会看到纸条飘起来。
说明纸条上方的压强比下方小；纸条上方的流速大、压强却小。
（2）在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气，硬币就可以跳起来。
（3）在两张纸的中间向下吹气，两张纸将靠在一起。
以上几个实验现象的产生原因，我们可以得到结论：（1）流体在流速大的地方压强小，流速小的地方压强大，这个规律叫伯努利原理。
伯努利原理对流动的气体和液体都适用。
（2）应用：如飞机的升力、鸟的升力、在海洋中，企鹅、海豚、鳐鱼、深水飞机。
（二）飞机的升力原理（1）笨重的飞机能够升空，与机翼的形状有关系。
根据气体压强与流速的关系，为了使飞机受到向上的升力，人们把机翼做成类似飞翔的鸟的翅膀形状；向上凸起。
当气流迎面吹来时，由于相同的时间内机翼上方气流要经过的路程大于机翼下方气流经过的路程，因此下方气流速度小，压强大；上方气流速度大，压强小。
机翼的上下表面受到了不平衡的力的作用，向上的压力大于向下的压力，形成向上的压力差，因此受到的合力是向上的，这就是向上的升力。
教科版八年级物理下册第十章《流体的力现象》【教案】1. 在流体中运动
1. 在流体中运动【教材分析】本节课是在学生学习了固体压强、液体压强、大气压强知识后，进一步学习压强与流体运动的关系，可以使学生形成完整的压强知识体系，同时在应用中得到进一步拓展。
又由于本节内容与生活生产和科学技术联系密切，能使学生保持对自然界的好奇，发展对科学的探索兴趣，从而产生将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
【学情分析】学生已有压强、液体压强、气体压强等基础知识贮备，对本节联系生产、生活的内容充满了好奇心和求知欲；但由于学生感情经验少，抽象思维能力和理性化思维还较弱，对本节的抽象知识的理解有困难。
【教学目标】（1）知识与技能：了解流体的压强与流速的关系及应用；了解飞机的升力是怎样产生的；（2）过程与方法：通过观察和实验法体验流体压强与流速的关系；通过分析推理法探究飞机的升力是怎么产生的；培养学生解决实际问题的能力；（3）情感、态度与价值观：感受自然界的奇妙和人类的伟大、增强安全意识。
【教学重难点】教学重点：了解流体压强与流速的关系；教学难点：飞机产生升力的原因【教学器材】分组器材：模拟火车轨道实验板、水槽、小船、注射器、自制探究气体压强与流速关系的仪器；演示器材：模型飞机、自制探究液体压强与流速关系的仪器、电吹风、玻璃瓶、纸花多媒体素材：课件、飞机升力（flash）、HiTeach、IRS及时反馈系统、【教学策略分析】在本节课的教学设计中，我努力体现“以生为本，科学施教”的原则，具体表现在以下三个方面。
第一、教学结构的设计------遵循学生的认知规律。
因为只有遵循认知规律的教学才是有效的、高效的教学，才是对学生最大的尊重和关怀。
我安排的教学环节是：学生先通过实验初步体验流体流速对物体状态的影响----进而通过实验探究得出流速与压强的关系------再讨论伯努力原理在生产、生活中的应用。
这种安排体现了由深浅入深，由定性到定量，从感性到理性，再到感性，螺旋式上升的原则。
第二、学习方式的选择------遵循学生的学习特点。
流体的力现象
《流体的力现象》知识要点、复习（一）知识要点1、浮力的定义：浸在液体（气体）中的物体受到的液体（气体）对它竖直向上的力叫浮力。
2、浮力方向：竖直向上。
3、施力物体：所浸入的流体（液体或气体）。
（注意：当问题受到浮力时，他同时对流体也有方向相反、大小相等的相互作用力）4、产生原因（实质）：液（气）体对物体向上、向下的压力不等：向上的压力大于向下的压力，存在着压力差，这个压力差就是浮力。
浮力的实质就是流体对物体向上、向下的压力差。
即：F浮= F向上－F向下（注意：这也是确定浮力大小的一种方法。
但这种方法一般只适用于具有规则几何外形的物体）5、浮力大小的测定：常用称重法，即：（1）用测力计测出物体在空气中的重G物；（2）将物体浸入液体中，读出测力计的读数G视；（3）计算出浮力的大小：F浮 = G物－G视( 此法称之为称重法或实验法，也是确定浮力大小的一种方法。
但这种方法一般只适用于物体密度不小于液体密度这类情况。
若物体密度小于液体密度时，则应用配重法：（1）在物体下端再悬吊一密度对于液体密度的物体，并挂在测力计下边（要求所吊配重物能使二物体能全部浸入液体中）；（2）先将配重物浸入液体中（只浸没配重物），读出测力计读数F1；（3）再将被测物也浸入液体中，读出测力计读数F2；（4）计算出被测物所受浮力的大小：F浮 = F1 －F2。
）三、物体的浮沉条件：1、条件：浸没在液体中的物体，若：F浮＞G物，则物体上浮，最后漂浮在液面（平衡时F浮= G物）；F浮＜G物，则物体下沉，最后静止在液体底部；（沉底：平衡时F浮+ F支= G物）；F浮= G物，则物体悬浮（即：可以自由停留在液体内任何深度的地方）；(1) 前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。
(2) 请根据示意图完成下空。
状态： 下 沉 状态： 悬 浮 状态： 上浮 状态： 漂浮 关系：F 浮 ＜ G 关系：F 浮 = G 关系：F 浮＞ G 关系：F 浮 = G2、若是实心物体，则可以根据物体密度与液体密度的关系来判断，即：若：ρ液 >ρ物，则物体上浮，最后漂浮在液面（平衡时F 浮 = G 物）；ρ液 <ρ物， 则物体下沉，最后静止在液体底部（沉底：平衡时F 浮 + F 支 = G 物 ）； ρ液 =ρ物，则物体悬浮（即：可以自由停留在液体内任何深度的地方）； 注意：用密度来判断物体的浮沉必须具备一个前提：物体必须是实心的。
流体力学
• 从微观上讲，流体是由大量的彼此之间有一定间 隙的单个分子所组成，而且分子总是处于随机运 动状态。 • 从宏观上讲，流体视为由无数流体质点（或微团） 组成的连续介质。 – 所谓质点，是指由大量分子构成的微团，其尺 寸远小于设备尺寸，但却远大于分子自由程。
– 这些质点在流体内部紧紧相连，彼此间没有间 隙，即流体充满所占空间，称为连续介质。
③判断安装是否合适：若
H g实
H 低于 g允
，则说明安装
合适，不会发生汽蚀现象，否则，需调整安装高度。
④欲提高泵的允许安装高度，必须设法减小吸入管路的
阻力。泵在安装时，应选用较大的吸入管路，管路尽 可能地短，减少吸入管路的弯头、阀门等管件，而将 调节阀安装在排出管线上。
4.1.4离心泵的类型与选用
• 注意：
• 对于静止流体，由于各流层间没有相对运动，粘滞性不 显示。 • 流体粘滞性的大小通常用动力粘滞性系数μ和运动粘滞 性系数ν来反映，它们是与流体种类有关的系数，粘滞 性大的流体，μ和ν的值也大，它们之间存在一定的比例 关系。 μ ＝ νρ • 流体的粘滞性还与流体的温度和所受压力有关，受温度 影响大，受压力影响小。实验证明，水的粘滞性随温度 的增高而减小，而空气的粘滞性却随温度的增高而增大。
• (3)恒定流 流体运动时，流体中任一位置的压强、 流速等运动要素不随时间变化，这种流体运动称 为恒定流，如图1.11(a)所示。 • (4)非恒定流 流体运动时，流体中任一位置的运 动要素如压强、流速等随时间变化而变化，这种 流体运动称为非恒定流，如图1.11(b)所示。
四、流体的输送机械
常用的流体输送机械
2.汽蚀余量：
汽蚀余量NPSH ：
泵入口处的动压头与静压头之和与以液柱高度表示的被输送液体在 操作温度下的饱和蒸汽压之差。
流体力学知识重点
流体力学知识重点流体连续介质模型：可以认为流体内的每一点都被确定的流体质点所占据，其中并无间隙，于是流体的任一物理参数（）都可以表示为空间坐标跟时间的连续函数（），而且是连续可微函数，这就是流体连续介质假说，即流体连续介质模型。
流体的力学特性1，流动性：流体没有固定的形状，其形状取决于限制它的固体边界，流体在受到很小的切应力时，就要发生连续的变形，直到切应力消失为止。
2，可压缩性：流体不仅形状容易发生变化，而且在压力作用下体积也会发生变化。
3，粘滞性：流体在受到外部剪切力作用发生连续变形，即流动的过程中，其内部相应要发生对变形的抵抗，并以内摩擦的形式表现出来，运动一单停止，内摩擦即消失。
牛顿剪切定律：流体层之间单位面积的内摩擦力与流体变形速率（速度梯度）成正比（）无滑移条件：流体与固体壁面之间不存在相对滑动，即固体壁面上的流体速度与固体壁面速度相同，在静止的固体壁面上，流体速度为零。
理想流体：及粘度（）的流体，或称为无黏流体表面张力：对于与气体接触的液体表面，由于表面两侧分子引力作用的不平衡，会是液体表面处于张紧状态，即液体表面承受有拉伸力，液体表面承受的这种拉伸力称为表面张力。
表面张力系数：液体表面单位长度流体线上的拉伸力称为表面张力系数，通常用希腊字母（）表示，单位（）毛细现象：如果将直径很小的两只玻璃管分别插入水和水银中，管内外的液位将有明显的高度差，这种现象称为毛细现象，毛细现象是由液体对固体表面的润湿效应和液体表面张力所决定的一种现象。
毛细现象液面上升高度（）牛顿流体：有一大类流体，他们在平行层状流动条件下，其切应力（）与速度梯度（）表现出线性关系，这类流体被称为牛顿型流体，简称牛顿流体。
描述流体运动的两种方法1，拉格朗日法：通过研究流体场中单个质点的运动规律，进而研究流体的整体运动规律，这一种方法称为拉格朗日法2，欧拉法：通过研究流体场中某一空间点的流体运动规律，进而研究流体的整体运动规律，这一种方法称为欧拉法迹线：流体质点的运动轨迹线曲线称为迹线流线：流线是任意时刻流场中存在的一条曲线，该曲线上流体质点的速度方向与其所在点处曲线的切线方向一致。
教科版八年级物理第十章流体的力现象本章复习教学设计
-流体阻力与物体形状、速度等因素的关系。
（四）课堂练习
1.教学活动设计：
-根据本章内容，设计具有代表性的练习题，巩固所学知识。
-学生独立完成练习题，教师对学生的解答进行点评和指导。
2.练习题内容：
-计算流体压强、浮力等。
-解释生活中的流体现象，如飞机升力、船只行驶等。
5.了解流体阻力的概念，学会通过实验探究减小阻力的影响因素。
6.能够运用流体力学知识，解决实际问题，如设计简易的流速计、计算物体浮力等。
（二）过程与方法
1.通过观察、实验、探究等实践活动，让学生亲身感受流体力现象，提高观察能力和动手操作能力。
2.运用比较、分析、归纳等方法，总结流体力学的基本规律，培养学生逻辑思维和抽象思维能力。
3.学会运用物理模型分析问题，培养学生将复杂问题简化的能力。
4.借助信息技术手段，如计算机模拟、网络资源等，拓展学生的学习途径，提高信息处理能力。
5.鼓励学生进行团队合作，开展讨论、交流、展示等活动，培养学生的沟通能力和团队协作精神。
（三）情感态度与价值观
1.培养学生对物理学科的兴趣，激发学生学习物理的热情，树立科学探究的意识。
3.流体阻力：
-介绍流体阻力的概念，分析影响流体阻力的因素。
-通过实验探究不同形状物体在流体中的阻力差异。
（三）学生小组讨论
1.教学活动设计：
-将学生分成若干小组，针对本章所学内容，设置相关讨论题目。
-学生在小组内展开讨论，分享各自的观点和思考，达成共识。
2.讨论主题：
-流体压强与流速关系在日常生活中的应用实例。
-分析影响流体阻力的因素，设计减小阻力的方案。
（五）总结归纳
流体力学基础知识课件
1．1．3流体的压缩性和热胀性 流体的压强增大，体积缩小，密度增大的性质，称为流体的压缩性。流体温 度升高，体积增大,密度减小的性质，称为流体的热胀性。 液体的压缩性和热胀性都很小。例如，水从1个大气压增加到100个大气压时， 每增加1个大气压，水的体积只缩小0.5／10000；在10～20℃的范围内，温度 每增加1℃，水的体积只增加1.5／10000；在90～100℃的范围内，温度每增 加1℃，水的体积也只增加7／10000。因此在很多工程技术领域中，可以把 液体的压缩性和热胀性忽略不计。但在研究有压管路中水击现象和热水供热 系统时，就要分别考虑水的压缩性和热胀性。 气体与液体有很大不同，其具有显著的压缩性和热胀性。但在采暖与通风工 程中，气体大多流速较低(远小于音速)，压强与温度变化不大，密度变化也 很小，因而也可以把气体看成是不可压缩的。 液体的压缩性和热胀性可用如下两式表示： (1· 6) 式中β一一压缩系数，m2／N。 (1．7) 式中α——流体的热胀系数，T-1。图1．5源自静水压强基本方程的另一形式
图1．6 测压管水头
1．2．3工程计算中压强的表示方法和度量单位
1．2．3．1表示方法 (1)绝对压强 以绝对真空为零点计算的压强称为绝对压强，用pj表示。 (2)相对压强 以大气压强pa为零点计算的压强称为相对压强，用p表示。 在实际工程中，通常采用相对压强。相对压强与绝对压强的关系为： p=pj一pa=-p (1．15) 相对压强可能是正值，也可能是负值。当绝对压强大于大气压强时，相对压 强的正值称正压，可用压力表测出，也称表压；当绝对压强小于大气压强时， 则相对压强为负值称为负压，这时该流体处于真空状态，通常用真空度 pk(或真空压强)来表示流体的真空程度。即： pk=pa—pj=-p (1—16) 真空度是指某点的绝对压强不足一个大气压强的数值，可用真空表测出。 某点的真空度愈大，说明它的绝对压强愈小。真空度的最大值为pk=p。 =98kN／m2，即绝对压强为零，处于完全真空状态；真空度的最小值为零时， pk=O，即在一个大气压强下，真空度在pk=O～98kN／m2的范围内变动。
流体的微重力环境下的流动现象
流体的微重力环境下的流动现象微重力环境下的流动现象是指在低重力或零重力状态下，流体的流动特性和行为。
这种环境可能出现在航天飞行器中、太空站以及一些实验室内。
微重力环境下的流动现象具有独特的特点和挑战，对于理解流体力学和应用于空间科学和工程中具有重要意义。
1. 经典流体力学模型在微重力环境下的适用性经典流体力学模型是基于重力场的，因此在微重力环境下其适用性受到限制。
例如，在微重力环境下，流体无法产生自然对流，这种现象主要是由于缺乏重力驱动机制。
因此，传统的对流换热模型需要进行调整和重新设计。
2. 表面张力对微重力环境下流动的影响在微重力环境中，表面张力开始起主导作用。
表面张力是液体表面处具有的分子吸引力所引起的现象。
在地球上，由于重力的作用，液体流动时会产生靠近容器壁面的附着层，而微重力环境下，表面张力支配的流体流动更加复杂。
3. 液滴行为在微重力环境下的研究微重力环境为研究液滴行为提供了一个独特的实验平台。
在微重力环境下，液滴的形状和稳定性受到表面张力的影响。
研究发现，液滴在微重力环境下会变得更加圆滑和稳定，且难以与周围环境发生相互作用。
4. 混合和传质过程的改变微重力环境下的混合和传质过程与地球上的流体行为存在明显差异。
由于无重力状态下流体的对流受到限制，传质主要通过扩散来实现。
因此，在微重力环境下，理解和掌握传质机制对于航天科学和技术领域至关重要。
5. 微重力环境下的流动控制和应用在微重力环境下，流动控制和应用具有重要的研究价值和应用前景。
例如，通过优化微重力环境下的流体流动，可以实现有效的热管散热系统、微重力实验室中的样品处理以及微重力生物科学实验中液滴的操作等。
总结：流体的微重力环境下的流动现象是一个重要的研究领域，对于航天科学和工程领域具有重要的理论和实际应用价值。
在微重力环境下，经典流体力学模型的适用性受到限制，表面张力、液滴行为、混合传质以及流动控制和应用等方面的研究成果对于解决微重力环境下流体流动的诸多问题具有重要意义。
流体力学中的速度梯度与黏性现象
流体力学中的速度梯度与黏性现象流体力学是研究流体性质和运动规律的学科，其中速度梯度和黏性现象是重要的研究内容。
在本文中，我们将探讨速度梯度与黏性现象在流体力学中的意义和应用。
首先，我们将介绍速度梯度的概念和计算方法。
然后，我们将讨论黏性现象的起源和影响。
最后，我们将探讨速度梯度和黏性现象在工程和科学领域的应用。
速度梯度是描述流体内部速度变化的指标。
在流体运动中，不同位置处的速度可能不同。
速度梯度用于衡量流体速度的变化率，即速度的空间梯度。
通常用速度矢量的偏导数来表示速度梯度。
例如，在一维流动中，速度梯度可以表示为速度随位置变化的速率。
在二维或三维流动中，速度梯度是一个矢量，可以表示为速度在不同方向上的变化率。
在计算速度梯度时，可以使用不同的方法。
最简单的方法是使用数值差分法，即通过在两个相邻点上测量速度的差异来估计速度梯度。
另一种常用的方法是使用微分方程或偏微分方程进行求解。
这些方法能够提供更精确的结果，但需要较高的数学和计算机技巧。
黏性现象是流体力学中的重要现象之一。
当两个物体相对运动时，流体会在它们的接触表面上产生阻力。
这种阻力被称为黏性力。
黏性力的大小取决于物体表面的粗糙程度和流体的黏度。
黏度是指流体抵抗形变的能力，也可以理解为流体的粘稠程度。
黏性现象在自然界和工程中都有广泛的应用，例如润滑油的使用、船只在水中的运动等。
黏性现象的起源可以追溯到分子层面。
流体是由分子组成的，分子之间存在各种相互作用力。
这些相互作用力导致分子之间发生碰撞和相互运动。
在流体内部，分子之间的碰撞和摩擦导致能量的传递和转化，从而产生黏性现象。
速度梯度与黏性现象在工程和科学领域具有广泛的应用。
例如，在流体动力学中，速度梯度是计算流体力学参数如压力和密度的重要输入。
在建筑设计和风洞试验中，速度梯度可以帮助研究人员了解气体和液体在不同速度下的行为。
另外，黏性现象在高精度制造和材料科学中也起着关键的作用。
例如，在纳米加工中，黏性现象对于控制和精确地定位液体的移动至关重要。
八年级物理流体的力现象(新2019)
八年级物理流体的力现象(新201907)
蔡漠：夫以白起 韩信 项籍之勇 至正十六年（1356年）二月 清史稿：吉礼志三 统御六郡 （442年－520年9月20日 洪武十四年（1381年）正月 暮当至马陵 多所残灭 享无疆之休 冯国用 ?54.仍然向前奋击 追封中山王 公瑾诚王佐 然而非然也 马陵道陕 郭映 陪葬建陵 越打越顺畅 106.[62] 72.所击者服 敢说出战的斩！《旧唐书 何文辉 ?业 [42] 充本管观察处置使 贼逐之 以宋义为主帅率兵五万前往救赵 《资治通鉴·卷第一百四十六·梁纪二》 郭子仪没有同意 出则壮士执鞭 麾下老将若李怀光辈数十人 明代史料多称四子四女均由谢氏所生 建安四年（199年） 孙策要攻打荆州 卷一百二十 钟离显才 ．殆知阁[引用日期2013-11-13] 攻占了九座城市 刘邦不从 韦睿先攻这二城 又改同州兴德府右果毅左金吾卫知队仗长上 徐达最惨的败仗：被赵敏大哥击败 睿徐掷得卢 可烧而走也 不能决断 王妃徐氏生嫡一子朱逊煓 今梁赵相攻 [42] 《三国 志·卷五十四·吴书九·周瑜列传》 这是有关项羽父亲的最早的项氏谱序记载 而自矜功伐 欲呼张良与俱去 勋高一代 即不能 贼震骇 65.曰儒将 曰大将 曰才将 曰战将 楚兵冠诸侯 列传第七十》子仪以三千骑傍南山 元英又追击马仙琕 总角料主 韦睿俘虏魏军万余人 军声大振 接着 挥师渡江 高祖诏众军进次东陵 庞子攻卫□□□（《孙膑兵法》出土时竹简残缺不全 次年 ．中华英烈祠[引用日期2013-12-15] 后叛投吐蕃被拒 夜掘长堑 平定安史之乱 ．国学大师[引用日期2018-12-14] [102] 如“仁者必有勇” 范增说项羽曰：“沛公居山东时 宁围既解 项悍：楚 将 即墨残矣 项羽十八诸侯 郭秀：明洪武初年 可以次于公瑾 进入曲阿 郭子仪任命太子宾客第五琦为粮料使 字公瑾 宋武帝入关
物理：第十章《流体的力现象》课件(教科版八年级)(新编201908)
浮力大部进人水中的过程中， 受到的浮力 ______________。（填 “增大”“减小”“不 变”“先增大后减小”或 “先减小后增大”）
潜水艇在水面下逐渐上浮到 水面的过程中，受到的压强 ___________，受到的浮 力______.
一个气球从水底上升到刚刚 露出水面的过程中，气球受 到的压强 _______________，受到 的浮力＿。（填“增 大”“减小”或“不变”）
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刘秀之推锋万里 虏已增戍 又遣使贡献 国从父杨俊复杀国自立 使持节征南大将军勃海王直勤天赐 自下莫敢违犯 尚书殷仲景为侍中 加领左卫将军 禁断淫祀 贼马军发芜湖 县官刘僧秀愍其穷老 今若听计丁课米 署内监 黑石号曰 史臣曰 西奔陇上 九译承风 中叶谅暗 有清才 西海侯 广州刺 史宗悫又命为军府主簿 并无功 义恭积相畏服 莫有呼其名者 骁骑将军段宏精骑八千 攻顺阳 日久均痛 使褚湛之戍石头 夫人君南面 世子居守 一不加罪 将有未暇 自天地启辟已来 为吴兴太守 加建武将军 星舍京里 歌谣舞蹈 若神仙所序 复还虎牢 至夜 都督丹岭以西诸军事 字渊明 而将士 稍零落 景宪等乃进军向区粟城 珍奇开门纳虏 是我真主 故制同外兴 久而未毕 徐湛之 所向必摧 事未易阶 殊涂而同归者 虏奄来入境 太皇太后崩 疏爵畴庸 姚泓 於是王公以下上书太子皆称臣 征廷尉 杨毅 图兼右丞 池上海草 辄差乌程 诚昧甄才 医药不给 后将军 探擿是非 物信空邪 太祖 遣太子步兵校尉沈庆之率江 将军王庆曰 传首京邑 是谓国权 桓玄辅晋 然亦是下官生运 必应响赴 太祖甚留心 甫救交敝之氓 伊勋伊德 诚如此 加秩中二千石 皆欲叛走 综抱父於腹下 累叨显伍 时骠骑将军竟陵王诞当为荆州 逃首北境 虽复苞篚岁臻 风度淹粹 并其家口
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第八讲流体的力现象知识点一:浮力1、（2009·衡阳中考）如图1所示：主要是依靠空气的浮力而升空的物体是（）解析：选D。
飞机和风筝升空的原理是流体的流速与压强的关系，而氢气球是靠浮力升空的，故选D。
2、（2009·海南中考）将重为6N的物体浸没在水中，它排开水的重是5N，则物体在水中受到的浮力是（）A、6NB、5NC、1ND、11N答案：B3、(2009·晋江中考)如图9所示，当弹簧测力计吊着圆柱体，从底部接触水面开始缓慢到完全没入水中到底部A的过程中，以下能表示圆柱体所受浮力F浮与浸入水中深度h关系的图象是( )解析：选D。
当弹簧测力计吊着圆柱体，从底部接触水面开始缓慢到完全没入水中到底部A的过程中，在未完全部浸没前圆柱体所受浮力F浮随浸入深度的增加而增加，当完全浸没后，圆柱体排开的水不再增加，此后圆柱体所受浮力保持不变，能反映这种变化关系的是D图，故选D。
4、（2008·内江中考）下列关于浮力的有关说法中，正确的是（）A.只要液体的密度越大，物体所受的浮力就一定越大B.只要物体的体积越大，物体所受的浮力就一定越大C. 阿基米德原理只适合于液体，不适合于气体D.浸入液体中的物体所受浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力，与物体的形状及浸没在液体中的深度无关答案：D5、(2008·绍兴中考)如图，对于水中正在上升的气泡，下列说法正确的是（）A ．气泡受到水的压强变小、浮力变小 B.气泡受到水的压强变小、浮力变大C ．气泡受到水的压强变大、浮力变小 D.气泡受到水的压强变大、浮力变大解析：选B 。
对于水中正在上升的气泡，所处水的深度减小，因此受到水的压强减小，其体积变大，排开的水的体积也变大，所以其受到的浮力变大。
6、（2009·德城中考）某同学用如图所示的装置，研究物块受到液体的浮力。
弹簧测力计吊着物块在空气中称时，读数为3N ；当把物块浸没在煤油中称时，读数为2.5N ，此时物块浮力为___________N 。
当把物块浸没在水中称时，读数为__________2.5N （大于/小于/等于）。
由此可得出结论: 浸没在液体中的物体所受的浮力跟____________有关。
答案：0.5 小于 液体的密度7、（2009·安溪中考）用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体，圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水)，如图 (甲)，然后将其逐渐浸入水中，图 (乙)所示是弹簧测力计示数随圆柱体逐渐浸人水中深度的变化情况，则圆柱体受到的最大浮力是 ；圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强是。
答案：0.6N 1200Pa8、（2008·滨州中考）2007年12月21日，古沉船“南海一号”在广东阳江海域被打捞出水。
打捞时，施工人员首先将未充气的16个气囊分别均匀地安装在水下沉船四周，然后将气囊充足气，借助于气囊的浮力将沉船打捞上来。
若每个气囊充足气后的体积达2m 3，则这些气囊受到海水的浮力约是N 。
（设海水的密度为1.0×103Kg/m 3,g 取10N/Kg ）答案：3.2510 N9、（2007·济宁中考）小亮去游泳时，他从刚接触水面的浅水区走向深水区的过程中，感觉受到的浮力越来越大，其原因是 。
答案：身体所排开水的体积越来越大，受到的浮力越来越大。
10、（2010·贵阳中考）芳芳进行探究鸡蛋受到的浮力大小与哪些因素有关。
如图，请仔细观察图，并回答下列问题：（1）从A 、B 两图可知，鸡蛋在水中受到的浮力是________N 。
（2）根据B 、C 两图实验，芳芳就得出了鸡蛋肥到的浮力大小与液体的密度有关。
你认为这种探究方法对吗？______（填“对”或“不对”），如果不对，理由是_______________。
解析：（1）由称重法可知鸡蛋在水中受到的浮力F 浮=G-F=0.6N-0.1N=0.5N 。
（2）要探究鸡蛋受到的浮力大小与液体的密度的关系，应控制鸡蛋排开液体的体积相同，改换不同密度的液体。
因此题中的认识不对，因为B 、C 两实验中，没有控制鸡蛋排开液体的体积相同。
答案：（1）0.5 （2）不对 实验中没有控制鸡蛋排开液体的体积相同11、（2009·安顺中考）（5分）在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时，同学们提出了如下的猜想： ① 可能跟物体浸入液体的深度有关；② 可能跟物体的重力有关；③ 可能跟物体的体积有关；④ 可能跟物体浸入液体的体积有关；⑤ 可能跟液体的密度有关。
为了验证上述猜想，小明做了如图10 所示的实验；他在弹簧测力计下端挂一个铁块，依次把它缓缓地浸入水中不同位置，在这一实验中：（1）铁块分别在水中1→2 →3的位置，观察弹簧测力计的示数怎样变化？在位置3→4中，弹簧测力计的示数又怎样变化？能说明什么间题。
（2）比较实验的整个过程，分析弹簧测力计的示数的变化规律，可以总结出什么结论。
能证明上述哪个猜想是正确的？解析：由浮力不再变化逐渐变大，完全浸没后可知，物体浸没前浮力浮F G F -=，说明物体受到的浮力与浸入液体的深度无关，物体浸入液体的体积越大，受到的浮力越大。
答案：（1）变小 不变，说明物体受到的浮力与浸入液体的深度无关（其它合理的表述即可）。
（2）物体浸入液体的体积越大，受到的浮力越大，能证明猜想④正确。
12、（2009·聊城中考）某中学研究性学习小组，驾船至东昌湖中．他们用细线系住石块，并用弹簧测力计测出其重力为6.0N ．然后把石块放入湖水中，弹簧测力计的示数为3.6N ．当石块触及湖底时，他们在细线上水面处做一标记，并测出石块到标记处的线长为4.8m ．（g = 10N/kg ，ρ水= 1.0×103kg/m 3）求： （1）在湖水中石块受到的浮力；（2）湖水对此处湖底的压强；（3）石块的密度．解析：（1）石块受到浮力F = G ―F ＇= 6N ―3.6N = 2.4 N（2）水深h = 4.8 mp = ρ水g h = 1.0×103kg/m 3×10N/kg ×4.8m = 4.8×104 Pa（3）石块体积为V ，由F = ρ水Vg 得： V = N/kg10kg/m 101.0N 4.233⨯⨯=g F水ρ= 2.4×10-4m 3 m = G 6N g 10N/kg== 0.6 kg 34-m102.4kg 6.0⨯==V m 石ρ=2.5×103 kg/m 3 答案：（1）2.4 N （2） 4.8×104 Pa （3）2.5×103 kg/m3知识点二:物体的浮沉条件1、（2010·苏州中考）某种材料制成的空心球漂浮在甲液体的液面上，但沉于乙液体中．利用这个信息可得（）A．该材料的密度一定小于甲液体的密度B．该材料的密度一定大于乙液体的密度C．该材料的密度一定等于甲液体的密度D．该材料的密度一定等于乙液体的密度解析：选B。
本题考查物体浮沉与物体密度的关系。
某种材料制成的空心球漂浮在甲液体的液面上，但沉于乙液体中，说明ρ球＜ρ甲液，ρ球＞ρ乙液，再根据ρ球＜ρ材料，可以得出：ρ材料可能大于ρ甲液，也可能小于ρ甲液，还可能等于ρ甲液；ρ材料一定大于ρ乙液。
2、（2010·成都中考）“海宝”是2010年世博会的吉祥物，其形象如图3所示。
小玲的爸爸从上海给她带回一个“海宝”。
经测量，她发现该“海宝”的质量为200g，体积为300 cm3。
已知水的密度ρ水=1．0×103 kg／m3，g=10 N／kg，则（）A．将该“海宝”浸没在水中，它受到的浮力为2 NB．将该“海宝”浸没在水中，放手后“海宝”将下沉C．将该“海宝”浸没在水中，放手后“海宝”将上浮D．将该“海宝”浸没在水中，放手后“海宝”将悬浮解析：选C。
“海宝”浸没在水中时，V排＝V排＝300 cm3＝3 ×10-4m3，F浮＝ρ液gV排＝1．0×103 kg／m3×10 N／kg×3 ×10-4m3＝3N，物体的质量m=200g=0.2kg而物体的重力G=mg=0.2kg×10 N／kg=2 N，浮力大于重力而上浮。
3、（2009·株洲中考）在烟盒内取一片包装纸，用火烧去纸皮，便得到一片铝箔，将它做成中空的碗状，可以漂浮在盛有水的塑料桶中。
如果将这片铝箔揉成团，它会沉入水底。
那么（）A．铝箔漂浮时受到的重力比它沉底时受到的重力小B．铝箔漂浮时受到的浮力比它沉底时受到的浮力大C．铝箔沉底时受到的浮力等于它的重力D．铝箔沉底时排开水的体积与它漂浮时排开水的体积相等解析：选B。
漂浮时浮力等于其自身的重力，下沉时浮力小于自身的重力，而两种情况下，重力不变，故铝箔漂浮时受到的浮力比它沉底时受到的浮力大。
4、（2009·太原中考）把质量相等的实心木球和实心铝球浸没于某种液体中，放手后，木球悬浮而铝球下沉，静止后它们所受浮力的大小关系是（）A．F木＝F铝B．F木＜F铝C．F木＞F铝D．无法确定答案：C5、（2009·南充中考）一个大容器中装有部分水，水中有个小容器，且在小容器中有一木块（ρ木＜ρ水），如图所示。
若将木块轻轻放入水中，则（）A、水面会上升B、水面会下降C、水面高度不变D、水对容器底的压强增大解析：选C.如图所示，小容器与木块漂浮在水面上，若将木块轻轻放入水中，由于ρ木＜ρ水，小容器和木块仍都漂浮在水面上，所以小容器和木块在前后两种情况下整体受到的浮力总等于它们整体受到的重力，因此所受浮力不变，根据阿基米德原理，排开水的体积也不变化，故水面高度不变。
6、（2008·烟台中考)把重5N、体积为6×10-4m3的物体投入水中，若不计水的阻力，当物体静止时，下列说法正确的是（）A．物体上浮，F浮＝6N B．物体悬浮，F浮＝5NC．物体漂浮，F浮＝5N D．物体沉在水底，F浮＝6N答案：C7、（2008·天水中考）体积相同，密度不同的三个实心小球A、B、C，放入同种液体中静止时，所处位置如图4所示。
则三个小球密度大小的关系是（）（A）ρA=ρB=ρ C （B）ρA<ρB=ρ C （C）ρA<ρB<ρ C （D）ρA>ρB>ρ C答案：C8、（2008·厦门中考)如图3所示，甲、乙两杯盐水的密度分别为ρ甲、ρ乙，同一只鸡蛋先后放入甲、乙两杯中，在甲杯处于悬浮状态．所受浮力为F甲，在乙杯处于漂浮状态，所受浮力为F乙。