在流体中运动PPT课件

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流体运动学(课件)

流体运动学(课件)

由于流线不会相交,根据流管的定 义可以知道,在各个时刻,流体质点不 可能通过流管壁流出或流入,只能在流 管内部或沿流管表面流动。
因此,流管仿佛就是一条实际的管 道,其周界可以视为像固壁一样,日常 生活中的自来水管的内表面就是流管的 实例之一。
图3-13 流管
3.2流体运动的若干基本概念
2. 流束
流管内所有流体质点所形成的流动称为流束,如图3-14所示。流 束可大可小,根据流管的性质,流束中任何流体质点均不能离开流束。 恒定流中流束的形状和位置均不随时间而发生变化。
3.2流体运动的若干基本概念
3.2. 6.2非均匀流
流场中,在给定的某一时刻,各点流速都随位置而变化的流动称 为非均匀流,如图3-21所示。 非均匀流具有以下性质:
1)流线弯曲或者不平行。 2)各点都有位变加速度,位变加速度不为零。 3)过流断面不是一平面,其大小和形状沿流程改变。 4)各过流断面上点速度分布情况不完全相同,断面平均流速沿程 变化。
3.2流体运动的若干基本概念
控制体是指相对于某个坐标系来说,有流体流过的固定不变的空 间区域。
换句话说,控制体是流场中划定的空间,其形状、位置固定不变, 流体可不受影响地通过。
站在系统的角度观察和描述流体的运动及物理量的变化是拉格朗 日方法的特征,而站在控制体的角度观察和描述流体的运动及物理量 的变化是欧拉方法的特征。
图3-1 拉格朗日法
3.1流体运动的描述方法
同理,流体质点的其他物理量如密度ρ、压强p等也可以用拉格朗p=p(a,b,c,t)。
从上面的分析可以看到:拉格朗日法实质上是应用理论力学中的 质点运动学方法来研究流体的运动。
它的优点是:物理概念清晰,直观性强,理论上可以求出每个流 体质点的运动轨迹及其运动参数在运动过程中的变化。

第三章 流体的运动(幻)

第三章 流体的运动(幻)

二、 稳定流动
研究流体运动通常有两种方法: 拉格朗日法——以流体的各个质元为 研究对象,根据牛顿定律研究每个质 元的运动状态随时间的变化。
5
欧拉法——研究各个时刻在流体流经过 的空间每一个点上流体质元的运动速度 的分布。
1、 稳定流动
流体在流动过程中的任一时刻,流体所占 据的空间中的每一个点都具有一定的流速, 其函数表达式为υ(x,y,z,t)。
Sυ是单位时间内通过任一截面S的
流体体积,常称为体积流量。
所以上式又称体积流量守恒定律。
13
对于不可压缩的流体来说,不仅质 量流量守恒,体积流量也是守恒的。 体积流量又可简称为流量,用Q来表示 Q=Sυ Q —— 指单位时间内通过流管中任一截 面的流体体积,其单位为(m3·-1)。 s
四、血流速度分布
1 1 2 2 p1 1 gh P2 2 2 2
则液体从小孔处流出的速度 为:
2 2 gh
与其从高度为h处自由下落时的速度 相等。上式就称为“托里折利公式”。
33
第三节 粘性流体的流动 一、 层流和湍流
粘性——实际流体在流动过程中总 是具有内摩擦力,表现出粘滞性, 简称粘性。因而它在流动过程中需 要克服内摩擦力作功而消耗能量。 粘性流体在运动时主要具有层流、湍 流和过渡流动三种运动形态。

2 gh

30
3、体位对血压的影响
若流体在等截面管中流动,若 其流速不变,由 伯努利方程得
P gh1 P2 gh2 1
P +ρgh = 常量
结论:高处的压强较小,而低处的 压强则较大。
31
压强与高度间的关系,可用来解释体 位因素对血压的影响。
32

在流体中运动解析PPT课件

在流体中运动解析PPT课件
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二、伯努利的发现
有趣小实验
1.大家动手做
• (1).将纸条一端贴近下嘴唇,用力向纸条上方吹。

纸条向上飘起
• (2)、用两手握两张纸,让纸自由下垂,在两张纸的中间向下吹气。

两张纸条相互靠近
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实验分析
1、气体流速大,压强 小 。2、气体纸流条速大纸,条压强 小 。
纸条
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草原犬鼠的空调系统
这是非洲草原犬鼠洞穴的横截面示意图。 洞穴有两个出口,一个是平的,而另一个则是隆 起的圆形土堆。实际上,两个洞口的形状不同, 决定了洞穴中空气流动的方向。因此,地面上风 吹进了犬鼠的洞穴,给犬鼠带去了习习凉风。
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小结
• 流体压强与流速的关系——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。
• 方法 2:漏斗倒扣在乒乓球上,边用力吸气,边将漏斗正立 (大气压强)
• 方法 3:用漏斗将乒乓球拨至桌子边缘,乒乓球滚到漏斗里。 (力与运动)
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感谢您的欣赏
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• 2、为了减小狂风对房顶的损害,尖顶房屋的山墙上常安装百叶窗,这可以使刮大风时,通过百叶窗在房顶 的下表面也产生气流,以减小房顶上下表面的气压差。
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这是干什么的
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这是干什么的
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气流偏导器,俗称“压风片”, 它的作用是什么
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像“装反了的机翼”
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飞机和鸟类有相 似的外形,飞机 的研制成功是仿 生的一个典型例 子。怎样产生的?
飞机机翼做成上凸下平,航行时使机翼上方气流速度

教科版八年级物理下册 第十章 流体的力现象 第1节 在流体中运动(课件)

教科版八年级物理下册 第十章 流体的力现象 第1节 在流体中运动(课件)

伯努利的发现
活动 流体压强与流速的关系 1.将纸条一端贴近下嘴唇,用力向纸条上方吹气。
纸条向上飘起 2.用手握两张纸,让纸自由下垂,在两张纸的中间 向下吹气。
两张纸条相互靠近
归纳总结
科学家通过大量实验发现,对于流动的 液体和气体,在流速大的地方压强__小____, 流速小的地方压强__大___。
鸟向前飞翔,空气沿着鸟翼流过,由于鸟翼 横截面的形状上下不对称,在相同的时间内,鸟 翼上方气流通过的路程较长,因而速度快,它对 鸟翼的压强较小;下方气流通过的路程较短,因 而速度慢,它对鸟翼的压强较大;这样在鸟翼的 上下表面产生了压强差,这个压强差就形成了鸟 翼向上的升力。
飞机和鸟类有相似的外形,飞机的成功 研制是仿生的一个典型例子
思考:飞机的升力是怎样产生的?
迎面吹来的风被机翼分成两 部分,由于机翼横截面形状上下 不对称,在相同的时间里机翼上 方气流通过的路程长,所以速度 快,比下方气流大.气流在机翼 上下表面由于流速不同产生压力 差,这就是向上的升力.
随堂练习
1. 物理学中把具有__流__动_性____的液体和气体统 称为流体.流体的压强与__流__速___有关,_流_速____ 越大的位置压强反而越小。
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 的边线是弯曲的。
用硬纸做一个鸟翼模型,在其中间插一 根吸管,穿过吸管将模型套在一根竖直的铁丝 上,使它可以自由地上下移动。用吹风机对着 模型吹风,观察气流对鸟翼模型有什么作用。
水平的气流,能使鸟翼获得向上的升力。 思考:升力是怎样产生的呢?
第十章 流体的力现象
1.在流体中运动
教科版·八年级物理下册

流体的运动共49张PPT

流体的运动共49张PPT
流体特性
流体具有易流动性、无固定形状、抗 压性、表面张力等特性。其中,易流 动性是流体最显著的特点,使其能够 适应容器的形状并传递压力。
流动类型及特点
01 02
层流
层流是指流体在流动过程中,各质点沿着一定的轨迹做有规则的平滑运 动。层流具有流速分布均匀、流线平行且连续、质点间无相互混杂等特 点。
湍流
Pa)。
压强
流体中某点的压力与该点处流体密 度的比值,用符号$rho$表示,单 位是千克每立方米(kg/m³)。
压力与压强的关系
$p = rho gh$,其中$g$是重力加 速度,$h$是该点距流体自由表面 的垂直距离。
浮力原理及应用
01
02
03
04
浮力
浸在流体中的物体受到流体竖 直向上的托力,其大小等于物
流线、流管、流量等,以及连续 性方程、伯努利方程等重要原理

黏性流体的运动
分析了黏性对流体运动的影响, 包括层流和湍流的形成机制、雷 诺数等概念。
流体的基本性质和分类
介绍了流体的定义、特性以及不 同类型的流体,如牛顿流体和非 牛顿流体。
流体机械能转换
介绍了流体机械能转换的基本原 理,如泵、风机、涡轮机等设备 的工作原理和性能参数。
人工明渠
人工开挖或建造,具有规 则的几何形状,水流条件 相对简单。
涵洞和隧洞
水流在封闭空间内流动, 受边界条件限制,流速分 布和能量损失有特定规律 。
明渠均匀流和非均匀流现象
均匀流
流速沿程不变,水面线呈 水平或倾斜直线,常见于 长直渠道或水槽实验。
非均匀流
流速沿程变化,水面线呈 曲线,分为渐变流和急变 流,常见于天然河道和复 杂渠道。
前沿研究领域介绍

流体运动学-ppt运动医学优质课件PPT

流体运动学-ppt运动医学优质课件PPT

6
3-1
流 体 运 动 的 描 述
7级称疾风,13.9—17.1m/s,整个树摇动,大树枝弯下来,迎风 目录 步行感觉不便;
8级称为大风,17.2—20.7m/s,可折毁小树枝,人迎风前行感觉 阻力甚大;
9级称为烈风,20.8—24.4m/s,草房遭受破坏,屋瓦被揪 起,大树枝可折断;
10级称为狂风,24.5—28.4m/s,特征是树木可被吹倒,一般建
duy dt
ay (a,b,c,t)
az
d2z dt2
duz dt
az (a,b,c,t)
拉格兰日法不仅适用于观察起始坐标(a,b,c),不变的某一个 质点,也适用于观察(a,b,c)连续变化的整个质点系。
2021/02/01
9
目录
3-1
流 体 运 动 的 描 述
欧拉法与控制体
空间场或控制体法——分析某一区域内流体的总体特征 不关心个别流体质点的运动,只观察经过空间每个位置的 运动情况,所以不需关心质点系的变形问题。
u p r t 0
t t t t
均匀场 如果流场中的速度 、压强、密度、温度等等物理 量均与空间坐标无关,即满足 下式,则称为均匀场,或均匀 流动,此时物理量具有对空间 的不变性
2021/02/01
目录
1
目录
第 2-1 流体运动的描述 三

2-2 流动的几个基本概念
流 体
2-3 流动的分类


2-4 流体运动的质量守恒方程

2021/02/01
2
目录











第1节 在流体中运动

第1节  在流体中运动

为什么甲、乙管中水面高度不同?
1912年秋天,远洋航轮与较小
的巡洋舰同向航行时,突然小
船竟然扭头几乎笔直地向大船
冲来,结果小船把大船撞了一
个大洞。 你能解释两船相撞的原因吗?
有些跑车在车尾安装了一种“气流偏导器”, 如图所示,由于“气流偏导器”上表面平直, 下表面呈弧形向下凸,当跑车高速行驶时,流 过它上方的空气速度比下方空气速度 小 (选 填“大或小”),此时,上方空气压强比下方 空气压 大(选填“大或小”),这样,“气流偏 强 导器”受到一个向 下 (选填“上或下”)的 压力差,从而使车轮抓紧地面。
飞机的机翼
机翼的形状是:
上凸下平的
飞机升力产生:
V1,P1
V2,P1
迎面吹来的风被机翼分成两部分,由于机翼横 截面形状上下不对称,在相同的时间里机翼上方气 流通过的路程长,因而速度较大,对机翼的压强较 小;下方气流通过的路程较短,因而速度较小,对 机翼的压强较大.
飞机的升力:气流在机翼上下表面由于
第十章
流体的力现象
第一节
在流体中运动
新课引入:
鸟儿是怎样翱翔的?
飞机为什么能像鸟一样遨游天空?
思考:
为什么我国海军舰艇赴亚 丁湾护航时,护航编队一 般采用前后护航形式,而 不采用“并排”护航?
秋天树叶散落在马路边上, 当一辆高速行驶的汽车驶 过路面时,树叶将 ( 从路旁飞向汽车 ) (选择:从路边飞向路两 旁 / 从路旁飞向汽车 )
做一做
吹起时候,周围空气 流速加快,压强变小, 空气不流动的地方压 强较大
为什么?
总结:
流体在流速大的地方压强小,在流速小 的地方压强大。(简称“V大P小;V小P 大”) 这就是著名的伯努利原理,它适用 于各种流体。

《水力学》课件——第三章 流体运动学

《水力学》课件——第三章 流体运动学

是否是接
均匀流 否

渐变流
流线虽不平行,但夹角较小; 流线虽有弯曲,但曲率较小。
急变流
流线间夹角较大; 流线弯曲的曲率较大。
• 渐变流和急变流是工程意义上对流动是否符合均匀流条件的
划分,两者之间没有明显的、确定的界限,需要根据实际情况
来判定
急变流示意图
五. 流动按空间维数的分类
一维流动 二维流动 三维流动
• 根据流线的定
• 在非恒定流情况下,流
义,可以推断:除
线一般会随时间变化。在
非流速为零或无穷
恒定流情况下,流线不随
大处,流线不能相
时间变,流体质点将沿着
交,也不能转折。
流线走,迹线与流线重
合。
• 迹线和流线最基本的差别是:迹线是同一流
体质点在不同时刻的位移曲线,与拉格朗日观
点对应,而流线是同一时刻、不同流体质点速
• 由确定的流体质点组成
的集合称为系统。系统在 运动过程中,其空间位 置、体积、形状都会随时 间变化,但与外界无质量 交换。
• 有流体流过的固定不变
的空间区域称为控制 体,其边界叫控制面。 不同的时间控制体将被 不同的系统所占据。
• 通过流场中某曲面 A 的流速通量
u nd A
A
称为流量,记为 Q ,它的物理意 义是单位时间穿过该曲面的流体 体积,所以也称为体积流量,单 位为 m3/s .
n A
dA
u
• u n d A 称为质量流量,记为Qm,单位为 kg/s . 流量计算
A
公式中,曲面 A 的法线指向应予明确,指向相反,流量将反
s s — 空间曲线坐标
元流是严格的一维流动,空间曲线坐标 s 沿着流线。

第3章流体运动学上PPT课件

第3章流体运动学上PPT课件

3.2 描述流体运动的两种方法
3.2.1 Lagrange法
1.基本思想:跟踪每个流体质点的运动全过程,记录 它们在运动过程中的各物理量及其变化
2.拉格朗日变数:(a,b,c,t)——区分流体 质点的标志
3.质点物理量:B(a,b,c,t), 如:
pp(a,b,c,t) (a,b,c,t)
3.2 描述流体运动的两种方法
3.2 描述流体运动的两种方法
3.2.0 流体质点和空间点
•流体质点:是个物理点,它是在 两者相互关系:流场
连续介质中取出的,在几何尺寸 中空间某一点,先后由 上无限小,可以看作一点,但包 不 同 的 流 体 质 点 所 占 含许多分子,具有一定物理量。 据;流体质点物理量会
发生变化,而空间点是
•空间点:几何点,表示空间位置 不动的。
Reynolds数的物理意义:
惯性力 Re 粘性力
惯性使扰动放大,导致湍流,粘性抑制扰动使流动保持稳定。 当 Re 时,流动趋于理想流体运动。
2. 机翼绕流风洞试验
机翼绕流流场的特点:
流线(streamline): 上翼面:流线密 下翼面:流线稀
(a) Re~1
3. 卡门涡街(Karman vortex street)
第3章 流体运动学
(Fluid Kinematics)
第3章 流体运动学
从几何的观点研究流体的运动,不 讨论运动产生的动力学原因。
ma F
rrx,y,z,t vvx,y,z,t aax,y,z,t
3.1 流动图形观察 (flow visualization)
观察几个典型流动,感受实际流动现象和特征。 圆管流动——流动状态 机翼绕流——升力、阻力 圆柱绕流——涡激振荡

第一章 流体力学基础ppt课件(共105张PPT)

第一章 流体力学基础ppt课件(共105张PPT)


力〔垂直于作用面,记为 ii〕和两个切向 应力〔又称为剪应力,平行于作用面,记为

ij,i j),例如图中与z轴垂直的面上受
到的应力为 zz〔法向)、 zx和 zy〔切
电 向),它们的矢量和为:


件 τ zzix zjy zkz
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主题
西
1.1 概述

交 • 3 作用在流体上的力
大 化
子 课 件
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主题
西
1.2.3 静力学原理在压力和压力差测量上的应用


大 思索:若U形压差计安装在倾斜管路中,此时读数 R反
化 映了什么?
工 原
理 p1p2
p2
p1 z2
电 子
(0)gR(z2z1)g z1

R

A A’
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主题
西 1.2.3 静力学原理在压力和压力差测量上的应用

交 大

2.压差计
化 • (2〕双液柱压差计
p1
p2
工•
原•

电•
子•


又称微差压差计适用于压差较小的场合。
z1
1
z1
密度接近但不互溶的两种指示
液1和2 , 1略小于 2 ;
R
扩p 大1 室p 内2 径与2 U 管1 内g 径之R 比应大于10 。 2
图 1-8 双 液 柱 压 差 计
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交 大

1.压力计
化 • (2〕U形压力计
pa
工 • 设U形管中指示液液面高度差为RA,1 指• 示液

大学物理ppt 01流体的运动

大学物理ppt 01流体的运动

解: 由连续性原理知: S1v1=S2v2
所以
v2

S1 S2
v1
( d1 )2
2
(d2 )2

( d1 d2
) 2 .v1
( 2 )2 4 16(m / s) 1
2
由伯努利方程
p1
+
1 2
ρv12
+
ρgh1
=
p2
+
1 2
ρv22
+
ρgh2
所以
p2

p1
-
1 2
(
v
2 2
-
v12 )
g(h2
-
h1)
4105 - 1 1.0103 (162 - 42 ) 1.0103 9.8 5 2
2.23105 Pa
例2: 虹吸管。
B h3 D h2
A h1
C
D P0 0 g(h1 h2 )
A

PA

1 2
v2

gh1
B

PB

又因为 Sv = 恒量 得到
当理想流体沿水平管道流动时,管道截面积小的地方 流速大,压强小;截面积大的地方流速小,压强大。
特例2:对于静止流体,由于任意两点均可以看为位于一条流 线上,则对于A , B 两点,有
pA + ρghA = pB + ρghB
Δp = ρgΔh
伯努利方程的含义
例1:水管里的水在压强p=4x105Pa的作用下流入房间, 水管的内直径为2.0cm,管内水的流速为4m\s.引入到5 m高处二层楼浴室的水管,内直径为1.0cm 试求浴室内水的 流速和压强(已知水的密度为103㎏/m3)
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知识拓展,迁移应用: 应用四.乒乓球的旋转
1、2、3三条径迹哪一种是上旋球(图中 沿逆时针方向旋转的,下旋球(图中沿 顺时针方向旋转)的、不转球的。
1、2、3分别是上旋球、不旋 球、下旋球。
在 流体 中 运 动
知识拓展,迁移应用:
讨论:为什么火车站台上都有一条安全线,火车行 驶时严禁人们进入安全线以内的区域.
在 流体 中 运 动
在流体中运动
2006.04
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在 流体 中 运 动
在 流体 中 运 动
提出问题
踢出去的足球为什么会拐弯? 这是什么现象呢?
雄鹰为什么能在天空展翅飞 翔,是什么给这些鸟类提供升 力?
在 流体 中 运 动
做一做 :
隔纸吹蜡烛
步骤:
(1)点上一支蜡烛;
(2)拿一张正方形卡片, 放在你的嘴巴和火焰之 间吹气;
(3)观察蜡烛火焰的飘 向;
想一想:蜡烛的火焰为什么会向哪里偏呢?
在 流体 中 运 动
实验现象:
蜡烛的火焰朝白纸方向偏
在 流体 中 运 动
在流体中运动
一、流体:具有流动性的液体和气体 二、流动流体的压强规律
在 流体 中 运 动
探究实验1: 1.液体的压强与流速的关系
运动火车周围的 空气流速大,压强小, 乘客靠近运动的火车 易发生事故,所以必 须站在安全线以外。
在 流体 中 运 动
知识拓展,迁移应用:
1912年秋天,"奥林匹克"号正在 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,彼此靠得较拢,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"号闯去。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。
在 流体 中 运 动
小结:
1、流体压强与流速的关系:(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。 (注:伯努利原理对气体和液体都适用)
2、会利用伯努利原理来解释如鸟的升力等现象。
在 流体 中 运 动
课堂作业
1.如下图是一种玩具喷水枪的示意图,当向左推活塞时,A、B、C
三点的压强相比(A )
在 流体 中 运 动
探究实验1: 1.液体的压强与流速的关系
在 流体 中 运 动
探究实验2: 2.气体的压强与流速的关系
在 流体 中 运 动
探究实验2:
2.气体的压强与流速的关系
请同学们 手握两张纸, 让纸自然下垂, 在两张纸中间 向下吹气。
请同学们 先根据自己刚 才的结论,猜 想两张纸将怎 样运动.
把细绳拉平绷紧,用嘴对着“机翼”前端细绳 的位置,用力水平吹气,可以看到 什么现象?
在 流体 中 运 动
学以致用:
2.课后请制作一简易喷雾器,并思考其原理
结束语
当你尽了自己的最大努力时,失败 也是伟大的,所以不要放弃,坚持 就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
Please Criticize And Guide The Shortcomings
演讲人:XXXXXX 时 间:XX年XX月XX日
知识拓展,迁移应用: 应用二.香蕉球的奥秘
在 流体 中 运 动
知识拓展,迁移应用: 应用三.神奇的乒乓球
(1)、取一只玻璃漏斗, 让漏斗喇叭口朝下; (2)、左手拿漏斗,右 手在漏斗喇叭口内用手托 着一只乒乓球; (3)、用嘴含着漏斗口 向下吹气,同时将托乒乓 球的右手放开。
在 流体 中 运 动
在 流体 中 运 动
探究结论:
流体在流速大的地 方压强小,流速小的地 方压强大。(伯努利原 理)
在 流体 中 运 动
解释:(隔纸吹蜡烛)
吹出去的空气和卡片 发生碰撞后,激起各种涡 流和旋风,结果引起卡片 背后空气压强的降低。由 于周围的空气总是设法恢 复原先的平衡状态,所以 就朝空气压强小:(鸟的升力)
鸟的翅膀上方 呈弧形,这一结构 使鸟在飞行过程中, 鸟翼下方的压强大 于鸟翼上方的压强。 这一压强差使得鸟 翼产生一个向上的 升力。
在 流体 中 运 动
知识拓展,迁移应用: 应用一.飞机的升力
几十 吨重的飞 机为什么 能腾空而 起?
机翼 是什么形 状的?
在 流体 中 运 动
A.pA最小
B.pB最小
C.pc最小
D.相等
2、热电厂的烟囱,建得高的原因,下列说法正确的是( C )
A.可以避免大气污染
B.高处气体流速小,压强大,可以保持炉内通风
C.高处气体流速大,压强小,可以保持炉内通风
D.高处气体流速大,压强大,可以保持炉内通风
在 流体 中 运 动
课堂作业
3.在火车或地铁站候车时,千万不可离快速驶过的列车太近,因为人
体靠近列车的一侧空气流动较__快___,压强_较__小__,而另一侧的压强 _较__大__,这一压强差容易使人站立不稳而倾倒。
4.如下图是一只三端开口的T形玻璃管,当从B端向管中吹气时,A管
中的水面会( B )
A.下降 B.上升 C.仍与管外液面相平 D.无法判断
在 流体 中 运 动
学以致用:
1.请制作飞机机翼的模型
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