在流体中运动
在流体中运动
《在流体中运动》教学设计方案定南县第三中学袁章坤教学设计思路这堂课主要围绕“流体压强和流速之间的关系？”和“鸟和飞机的升力如何产生？”这两个问题展开一系列探究活动。
实验探究活动内容主要是让学生在老师的点拨引导下利用生活中常见的器材，自己设计探究实验。
分小组亲身经历观察、操作、制作、实践等探究活动，这节课以“提出问题（设疑激趣）→猜想假设→设计实验→进行实验，收集证据→分析讨论，得出结论→应用解释生活生产中相关现象”为主线。
运用“讨论、实验、探究、创造、反思”的教学模式，培养学生逻辑思维能力、归纳总结的能力，通过小组实验讨论交流加强学生合作意识和协作精神。
由演示“吹风机吹乒乓球”实验等导入课题。
再引导学生应用本节物理知识分析“机翼”的形状特殊之处，从而认识升力产生的原因。
认识“乒乓球弧圈球”、“小汽车的压风片”工作原理等。
切实落实“从生活中走向物理，从物理走向社会”这一教学理念。
教学过程（1）设疑激趣导入课题用吹风机吹起乒乓球悬在空气中前后左右移动吹风机，乒乓球会跟过来，同时把乒乓球放在吹风机吹风通道旁边一松手乒乓球会被压入吹风通道内，以此设疑激趣，引导学生思考是什么使乒乓球总跟吹内通道走？（2）猜想假设通过比较乒乓球在静止的空气中和流动的空气中运动状态不一样，引导学生朝流体流动快慢，流体压强会发生变化这一方向思考。
让学生分组讨论，刚才实验中气体流动快与它压强大小之间存在什么样的关系？老师：哪个小组把你们讨论的结果报上来。
学生：回答问题师生共同总结：三种猜想气体流动越快，它的压强越大气体流动越快，它的压强越小气体流动越快，它的压强不变（3）分组设计实验，科学探究验证猜想学生：探究实验一：将两个乒乓球近距离放在“线槽”上，用吸管对着两球中间水平吹气观察两球的运动情况。
探究实验二：使用两张大小一样的纸并列平行自然下垂，静止后，用嘴向两纸中间吹气，将会看到什么现象？老师：叫一名学生到讲台前做一演示实验，将纸片拆成“小板凳”，叫学生正放和倒放“小板凳”向两凳脚中间吹气观察发现的现象。
在流体中在运动
§10.1 在流体中运动【学习目标】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。
3、了解生活中跟流体的压强与流速相关的现象。
【学习重点】流体压强与流速的关系【学习难点】了解升力的产生---------------------------------------------------预习案------------------------------------------------------1、和统称流体。
2、伯努利原理指------------------------------------教学案---------------------------（一）探究：流体压强与流速的关系I、用手握着两张纸，让纸自由下垂，在两张纸的中间向下吹气，请同学们先猜想这张纸将怎样运动？然后再动手做一做猜想：现象：II、把一张小纸条放在嘴边，用力从纸条上方吹气，请同学们先猜想这张纸将怎样运动？然后再动手做一做猜想：现象：分析1：在纸条上方吹气，纸条上方气体的流速下方气体流速，观察到的现象是纸条，说明纸条下方压强上方压强。
分析2：总结：。
流体在流速大的地方压强，流速小的地方压强。
----而这个原理就叫伯努利原理结论：气体在流速大的地方压强；流速小的地方，压强。
由上结论思考：用注射器向漂浮在水面上的两只小船间的水喷射水流，会出现什么现象？观察现象：分析原因：（二）探究升力的产生1、探究：鸟翼的升力是怎样产生的？（右图是鸟翼截面图）提示：迎面而来的风被鸟翼分成上下两部分，上下的弧长不等，两部分空气要同时到达翼后方，结合伯努利原理分析鸟翼上下方压强情况。
2、共同探究：飞机的升力是怎样产生的？八月秋高风怒号 卷我屋上三重茅分析：飞机机翼做成上凸下平，航行时使机翼上方气流速度_____下方气流速度，机翼上方的气压_____下方的气压，由此产生的上下压力差就是飞机获得的_____力。
物体受到的黏性摩擦力可通过物体在流体中移动时所受到的黏性阻力来计算
物体受到的黏性摩擦力可通过物体在流体中移动时所受到的黏性阻力来计算黏性摩擦力是指物体与流体之间由于黏性阻力而产生的力。
当物体在流体中移动时，流体颗粒之间的黏性作用会阻碍物体的运动，使物体受到一个与物体速度成正比，与黏性阻力系数成正比的阻力。
下面将介绍黏性摩擦力的计算方法。
黏性阻力的计算公式为：F = η * A * v / l其中，F为物体受到的黏性阻力，η为流体的黏性系数，A为物体受阻部分的横截面积，v为物体的速度，l为物体与流体之间的相对滑动长度。
黏性系数η是流体的一个物理特性，与流体的黏稠程度有关。
黏性系数越大，流体的黏稠程度越高，黏性阻力也会随之增加。
在实际计算中，可以采取不同的方法来确定黏性阻力。
以下是几种常见的计算方式：1. 微分计算法微分计算法通过微小位移的差分方法来计算黏性阻力。
通过将受阻物体在流体中的运动过程划分为无数微小时间段，并在每个时间段内计算微小位移所受到的黏性阻力，最后将所有微小阻力相加得到总的黏性阻力。
2. 积分计算法积分计算法通过将受阻物体在流体中的运动过程分解为一系列连续的步骤，并对每个步骤进行黏性阻力的积分计算。
通过不断积分，可以得到整个运动过程中物体受到的总黏性阻力。
3. 实验测定法实验测定法是通过实际操作来测定物体在流体中受到的黏性阻力。
实验中可以通过改变物体的速度、黏性系数等条件，测定不同条件下物体受到的黏性阻力，然后进行数据统计和分析，得出黏性阻力的计算结果。
需要注意的是，黏性摩擦力的计算涉及到流体力学和黏性流体的知识，需要结合具体的物体形状、流体特性和运动速度等因素进行综合考虑，才能得到准确的结果。
在实际应用中，通常需要借助计算机模拟和实验测试相结合的方法，来对物体受到的黏性摩擦力进行精确计算和验证。
总结起来，物体受到的黏性摩擦力可通过物体在流体中移动时所受到的黏性阻力来计算。
黏性阻力的计算可以采用微分计算法、积分计算法或实验测定法等不同的方法，具体取决于实际情况。
伯努利定理是在流体流动中____的应用。
伯努利定理是在流体流动中____的应用。
伯努利定理是在流体流动中能量守恒的应用。
它是由瑞士数学家伯努利（DanielBernoulli）于1738年提出的，被认为是流体力学中的基本定理之一。
伯努利定理的应用范围广泛，从飞机的机翼到水管的流量计都能用到它的原理。
伯努利定理的基本原理是：在流体运动中，当流速增加时，压力就会降低；相反，当流速减少时，压力就会升高。
这个原理基于能量守恒定律，即流体在运动过程中，能量总量保持不变。
因此，当流体在管道中流动时，它的动能会随着速度的增加而增加，而它的压力则会随着速度的降低而降低。
伯努利定理的应用非常广泛，以下我们将介绍一些常见的应用。
一、飞机的机翼设计在飞机的机翼上，伯努利定理被用来产生升力。
机翼上的曲率会使得空气在上方流速更快，而在下方流速更慢。
因此，上方的气压就会降低，下方的气压就会升高。
这种气压差就产生了升力，使得飞机能够在空中飞行。
二、水管的流量计在水管的流量计中，伯努利定理被用来测量水流的速度。
流量计中有一个窄的通道，水流经过这个通道时速度会增加，而压力则会降低。
通过测量压力差，就可以计算出水流的速度和流量。
三、水泵和风扇的设计在水泵和风扇的设计中，伯努利定理被用来计算泵或风扇需要产生的压力和流量。
通过计算流体的速度和压力差，就可以确定泵或风扇需要产生的功率和转速。
四、汽车的空气动力学设计在汽车的空气动力学设计中，伯努利定理被用来减少风阻和提高汽车的速度。
通过改变汽车的外形和空气流动的流线形状，可以使汽车的气流在运动中速度更快，从而减少风阻，提高汽车的速度。
总之，伯努利定理是在流体流动中能量守恒的应用。
它的应用范围非常广泛，从飞机的机翼到水管的流量计都能用到它的原理。
在工程设计和科学研究中，伯努利定理是非常重要的基本原理之一。
第三章 颗粒在流体中的运动
流体流动切应 力——动量扩 散
du ( t ) dy
颗粒迁移— —质量扩散
dC M ( D Dt ) dy
气固两相流多媒体课件
气固两相流多媒体课件
3.停止距离与层流底层之比
气固两相流多媒体课件
4.颗粒在管内的沉降实验结果（1）
气固两相流多媒体课件
5.颗粒在管内的沉降实验结果（2）
3.2 湍流中的颗粒运动
——苏绍礼、Ihrig & Kouh的研究成果
1、研究基本条件 正方形截面管道，尺寸76.3×76.3mm； 管内气流平均流速6.1~30m/s； 实验物料：玻璃珠，粒度100μm~200μm； 颗粒负荷：0~1.82kg/min；
管内雷诺数：Re<1.5×105;
气固两相流多媒体课件
3.1 引言 根据第二章对流动的工程区域划分，整个流动区域
可以分成Stokes Flow、Allen Flow 和Newton Flow三个区域，在
这三个区域中，颗粒周围的气体流动情况是不同的，所 受到的流体作用力（主要是曳力）是不同的，因而颗粒 的运动也将是有区别的。 运动着的颗粒周围的气流流动情况如下图所示
L v Rt dt v Tt 拉格朗日积分尺度
Tt Rt dt — —特征时间
0
0
Rt
vt1vt 2 v v
2 t1 2 t2
— —时间相关系数
气固两相流多媒体课件
3.管内颗粒的运动强度 •试验结果
气固两相流多媒体课件
•分析与说明 1) 与上图比较可知:颗粒的湍流脉动强度大于气体的湍 流脉动强度; 2) 颗粒运动过程中,轴向的湍流强度比垂直方向的湍流
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。
液滴在流体中的形变与运动行为
液滴在流体中的形变与运动行为概述液滴是液体形态的一种特殊表现，它在流体环境中具有独特的形变与运动行为。
本文将深入探讨液滴在流体中的形变机制和运动行为，涉及液滴的表面张力、流体流动、碰撞与分裂等关键过程。
1. 表面张力对液滴形变的影响表面张力是液体分子之间的相互作用力，使得液体表面呈现出一种特殊的性质。
在液滴形变过程中，表面张力起着重要作用。
1.1 表面张力与液滴几何形状的关系液滴的几何形状与表面张力密切相关。
根据杨-拉普拉斯方程，液滴的表面曲率与表面张力之间存在如下关系：∆P = 2γ / R其中，∆P是液滴内外压差，γ是表面张力，R是液滴的曲率半径。
根据该方程，可推导出液滴的几何形状与表面张力之间的关系。
例如，表面张力的增大会使液滴的曲率半径减小，从而使液滴呈现出更加球形的形态。
1.2 表面张力驱动的液滴形变表面张力不仅影响液滴的几何形状，还能驱动液滴的形变。
当液滴受到外力作用时，其表面会发生形变，这是因为受力使得液滴内外压差发生改变，从而导致液滴表面张力的不平衡。
这种表面张力的不平衡将驱使液滴形变，以减小表面能。
2. 液滴运动行为的动力学机制液滴在流体中具有多种运动行为，包括沉降、上浮、迁移、碰撞与分裂等。
这些运动行为是由流体环境中的动力学力量所驱动的。
2.1 流体流动对液滴运动的影响流体流动是液滴运动的重要动力来源。
流体中的运动导致了液滴表面作用力的改变，从而驱动液滴运动。
例如，当液滴处于不均匀流动场中时，流体对液滴表面的不平衡作用力会使液滴发生运动，迁移到流体中的特定位置。
2.2 液滴之间的碰撞与分裂液滴之间的碰撞与分裂是液滴运动中的重要现象。
当两个液滴相互接触时，它们之间会产生内外部压差，并且表现出共享壁面的特性。
这种内外部压差会导致液滴的形态变化，进而发生碰撞与分裂。
3. 液滴在流体中的应用液滴在流体中的形变与运动行为不仅有理论上的研究价值，还具有广泛的应用前景。
3.1 微流控和实验方面的应用液滴在微流控领域具有重要的应用价值。
流体运动中的绕流现象
流体运动中的绕流现象概述流体运动指的是液体或气体在外力驱动下发生的运动现象。
在流体运动中，经常会出现一些特殊的现象，例如绕流现象。
绕流现象指的是流体在遇到障碍物时，形成绕过障碍物的流动路径。
这种现象在自然界和工程实践中都非常常见，对于了解流体的运动规律以及优化流体的工程应用具有重要意义。
本文将从绕流现象的原理、影响因素及应用等方面进行探讨，通过分析相关实验研究和工程案例，深入了解绕流现象在流体运动中的重要性和发展现状。
绕流现象的原理绕流现象的产生主要是由于流体与障碍物之间的相互作用引起的。
当流体遇到障碍物时，会形成流体分层和速度分布的变化，从而导致流体绕过障碍物流动形成绕流。
绕流现象的原理可归纳为以下几个方面：1. 动量传递流体运动中的绕流现象是由于流体中质点的力相互作用引起的。
当流体流过障碍物时，由于障碍物表面与流体之间的摩擦力，会导致流体分子传递动量给障碍物表面。
这种动量传递会产生反作用力，使流体开始绕过障碍物流动。
这个过程中，障碍物表面的形状和材质对动量传递起着重要的影响。
2. 惯性效应在流体运动中，流体的惯性也是产生绕流现象的重要原因之一。
当流体流动的速度较大时，流体分子具有较大的惯性，因此在遇到障碍物时会产生绕流现象。
这种绕流现象在高速流动的情况下尤为显著，流体分子会在障碍物周围形成旋涡，并绕过障碍物流动。
3. 障碍物形状和大小障碍物的形状和大小也对绕流现象起着重要的影响。
当障碍物的形状和大小与流体流动的特性相匹配时，绕流现象会更加明显。
例如，当流体遇到一个圆柱体时，会形成一个稳定的绕流区域；而当流体遇到一个尖锐的障碍物时，会形成一个不稳定的绕流区域。
因此，通过调整障碍物的形状和大小，可以控制绕流现象的发生和发展。
绕流现象的影响因素绕流现象被广泛应用于工程实践中，因此了解绕流现象受到的影响因素对于合理设计和优化工程具有重要意义。
以下是常见的影响因素：1. 流体性质流体的性质对绕流现象的发生和发展具有重要影响。
在流体中运动
C
2．秋天树叶落在路面，当一 辆高速行驶的汽车驶过时，路 旁的树叶（A） A．从路旁吸向汽车 B．从路中间飞向路边 C．不受影响 D．只向上飞扬
3．一艘很大的轮船以很高的速度， 从一只小木船旁很近处开过时， 小船则（ ） A．很易被大船的气流和海浪推 向远离大船处 B．很易被大船吸过去，而与大 船相撞 C．小木船与大船距离不变 D．以上都有可能
人向瓶盖吹气，瓶盖附近空气流速加快，气压减小， 而盖后边的静止空气压强较大，将纸压向瓶盖．
B
4．刮大风的天气，我们在上学的路上如果迎风 走路或骑车，一阵大风刮来时，我们无法用嘴或 鼻子吸进空气，但可以向外吐气，当一阵风过去 又恢复了正常呼吸，其原因是（ ） A．风大时，脸上空气压强变大，压得人难以吸 气 B．风大时，脸上空气压强变小，使人难以吸气 C．与气压没关系，是人缺乏锻炼 D．风大时，脸前气压小，所以容易向外吐气
在流体中运动
二、伯努利的发现
1.大家动手做
有趣小实验
• (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 • 2.演示实验 • 用注射器向漂浮在水面的两只小船中间喷射水流。 • 两只小船相互靠近
体验压强差产生的力
如图所示,在硬币上方沿着与桌面平行方向用 力吹一口气,硬币就可以跳起来,这是因为硬币上 方气流速度大于 下方气流速度,硬币上方压强小于 下 方压强,产生向上的升力,因此硬币就跳起来.
举例：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．
流体的应用
B
5．物理学中把具有流动性的液体 和气体统称_ 流 体，当流体流动时， 小 流速越大的位置其压强 ，流速 越小的位置其压强_ 大． 6．飞机的机翼是上凸下平，当飞 快 行时，机翼上方的空气流速__ _， 慢 而压强 压强小，下方空气流速_ 小 _ ，这一压强差，就使飞机获得 了向上的升力．
粒子运动研究颗粒在流体中的运动和受力情况
粒子运动研究颗粒在流体中的运动和受力情况粒子运动研究：颗粒在流体中的运动和受力情况在科学研究领域中，颗粒运动是一个重要的课题。
颗粒在流体中的运动和受力情况对于理解物质的宏观性质以及许多实际应用具有重要的意义。
本文将介绍有关颗粒在流体中运动和受力的研究成果，并探讨其应用前景。
一、流体中的颗粒运动现象颗粒在流体中的运动受到流体环境的影响，其运动规律复杂多样。
根据颗粒与流体之间相互作用的特点，颗粒在流体中运动主要分为扩散、沉降、悬浮等几种常见现象。
1. 扩散：扩散是指颗粒在流体中由于热运动而发生的无规则扩散。
颗粒在流体中扩散的速度与其粒径大小、流体的温度、浓度梯度以及颗粒形状等因素有关。
2. 沉降：当颗粒位于流体中时，会受到重力和阻力的作用。
较大的颗粒由于重力的作用，会向下沉降。
沉降的速度与颗粒的大小、密度、流体的黏性以及流体中的其他粒子相互作用等因素有关。
3. 悬浮：当颗粒的密度与流体的密度接近或相同时，颗粒可以悬浮在流体中。
在某些特定的情况下，颗粒与流体之间会存在浮力的作用，使得颗粒能够悬浮在流体中。
悬浮的稳定性取决于颗粒的大小、密度、流体的密度以及流体中其他粒子的相互作用等因素。
二、颗粒在流体中的受力情况颗粒在流体中的运动受到多种力的作用，包括浮力、重力、阻力、颗粒间相互作用力等。
这些力相互作用，决定了颗粒在流体中的运动轨迹和速度。
1. 浮力：当颗粒的密度小于流体的密度时，颗粒受到的浮力会使其向上浮升。
浮力的大小与颗粒的体积、流体的密度以及颗粒与流体之间的相互作用有关。
2. 重力：重力是影响颗粒运动的另一个重要因素。
颗粒受到重力的作用会向下沉降或下沉。
重力的大小与颗粒的质量有关。
3. 阻力：颗粒在流体中运动时，会受到来自流体的阻力。
阻力的大小与颗粒的形状、速度以及流体的黏性有关。
4. 颗粒间相互作用力：当多个颗粒同时存在于流体中时，颗粒之间会相互作用。
这种相互作用力可以是引力或斥力，影响颗粒间的距离和排列形态。
涡流效应名词解释
涡流效应名词解释
涡流效应是指物体在流体中运动时因空气流动产生的一种物理
现象。
它具有特殊的动力、活力和吸引力，对航空、海洋等方面有重要的决定作用。
涡流效应是指当某个物体在流体中运动时，由于流体的空气流动引起空气流改变，从而产生特定的动力和活力，以造成物体的上升和向前移动。
这其中最重要的就是一种吸引力，它使物体可以在流体中运动，改变物体的运动方向和速度。
涡流效应的研究有着悠久的历史，早在古希腊时期，著名的哲学家赫拉克利特就注意到了流体周围的动力效应，并以此来解释海上航行中船只的移动。
从物理角度来说，涡流效应是气体流体的相互作用结果，当气体流体经过物体的表面时，向物体的面积传输动量，导致物体的移动。
它的作用可以分为两部分：推力和吸力。
推力平衡空气流动的动量，使物体得到动力，向前移动；吸力则利用物体的表面的高低压差，使物体的上升或降低。
涡流效应在航空航天、海洋航行、动力发电等方面都发挥着重要作用。
在航空航天领域，涡流效应用来调整飞机的运动方向和速度，以及缩短大型飞机的起降时间；在海洋航行方面，由于地球容易形成强大的气旋，涡流效应可以帮助船只抗击风暴；而在动力发电方面，涡流效应也被应用在风力发电机和水力发电机上，从而提高它们的发电效率。
总之，涡流效应一直是物理学的重要研究内容，它的研究不但有助于人们更好地理解物体在流体中的运动，也为航空航天、海洋航行和动力发电等领域的发展提供了有力的支持。
《简明运动生物力学》课件5-5人体运动的流体力学分析
• 泳者在水中遇到的阻力，与水的密度、泳者的正面面积、摩擦 系数及泳者速度的平方成正比，因此减少正面面积和摩擦系数 是设计低阻力泳的关键。
• 鲨鱼皮泳衣它的核心技术在于模 仿鲨鱼的皮肤，鲨鱼皮肤表面粗 糙的V形皱褶可以大大减少水流 的摩擦力，使身体周围的水流更 高效地流过，鲨鱼得以快速游动 。该泳衣的超伸展纤维表面便是 完全仿造鲨鱼皮肤表面制成的。 此外，这款泳衣还充分融合了仿 生学原理：在接缝处模仿人类的 肌腱，为运动员向后划水时提供 动力；在布料上模仿人类的皮肤 ，富有弹性。
• 根据总阻力计算公式可得出
• 风洞试验中，运动员在飞行中所受到的空气阻力（如表）
空中 姿势
a
b
c
d
e
f
c´ d´ e´ f´
空气 阻力
11.8
11.9
12.1
15.1
19.5
19.9
17.3
19.1
23.5
26.2
•
注：被测试者为男性，身高1.70米，体重70千克，阻力单位为牛顿。
•结论：滑雪杖置于胸前且躯干紧贴大腿阻力最小。
• （一）流线形和水感
• 1、流线形：保持流线形的身体 姿势是减小游泳阻力的重要途径 之一。保持流线形，就是保证流 线能够平稳地流过身体而不发生 紊乱，防止紊流（湍流）出现。
• 2、水感：水感是一种重要的能 力。较好的水感就是熟悉水的流 动。有水感的选手会知道如何用 手掌抓水、推水，并让身体以最 小的阻力，像鱼一样地在水中向 前游进。
第四节 人体运动的流体力学分析
人体运动的流体力学分析
一、人体在流体中运动的阻力
• （一）流动阻力的性质
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。
流体的内部运动和外部流动
流体的内部运动和外部流动流体是一种特殊的物质，其具有可流动性和塑性。
流体的内部运动和外部流动是流体力学中的重要概念。
本文将就流体的内部运动和外部流动进行探讨，并详细介绍其相关特性和应用。
一、流体的内部运动流体的内部运动是指流体分子或颗粒在流体中相互之间的运动。
这种运动是无规则的，其中的分子运动是不断变化的，具有高度的复杂性。
流体的内部运动表现出一定的规律性，可以通过一些物理量的描述来分析和研究。
1. 流体的粘度流体的粘度是流体内部分子摩擦阻力的一种表现形式。
粘度越大，流体的内部摩擦阻力越大，流体的流动速度越慢。
常见的液体如水和油都具有一定的粘度，而气体的粘度比较小。
2. 流体的湍流和层流流体的流动可以分为湍流和层流两种模式。
层流是指流体分子在流动方向上按层次有序运动的状态，其速度分布均匀。
湍流是指流体分子的速度和方向出现剧烈的反复变化，形成湍旋。
湍流状态下的流体流动速度分布不均匀。
3. 流体的压强和速度流体的流动过程中，产生不同的压强和速度分布。
压强是流体单位面积受到的力的大小，而速度则是流体单位时间通过单位面积的体积。
流体在内部运动时，速度的大小和方向会随着位置的不同而变化，从而形成不同的流体流动形态。
二、流体的外部流动流体的外部流动是指流体在固体表面上流动的现象。
外部流动常见于气体和液体对物体的流过，其具有一定的规律性可供研究。
外部流动的性质和形态会受到多种因素的影响，如物体的形状、流体的速度、流体的黏度等。
1. 流体的黏附和剥离在外部流动中，流体分子会与固体表面发生一定的相互作用。
流体分子与固体表面的吸附力使流体黏附在固体表面上，而流体分子之间的剪切力则使流体继续流动。
当流体分子与固体表面的黏附力被克服时，流体分子会从固体表面剥离。
2. 流体的阻力和升力外部流动中，流体与物体表面之间的相互作用会产生阻力和升力。
阻力是垂直于流动方向的力，直接影响着物体在流体中承受的阻碍程度。
升力是垂直于流体方向的力，它使物体在流体中产生一个向上的力，与重力相抵消。
阻力与速度的关系公式
阻力与速度的关系公式要描述阻力与速度的关系，需要首先了解什么是阻力。
阻力是物体在移动过程中所受到的抵抗力，该力的方向与物体的运动方向相反。
它的大小取决于物体的形状、速度和与介质之间的相互作用。
根据流体力学的基本原理，当物体在流体（如空气或水）中运动时，会受到流体的阻力。
这种流体阻力可以用以下公式表示：阻力=1/2*ρ*V^2*A*Cd其中，ρ是流体的密度，V是物体的速度，A是物体的横截面积，Cd是物体的阻力系数。
这个公式被称为流体力学中的空气阻力公式，它适用于各种物体在空气中的运动。
这个公式告诉我们，阻力与速度的平方成正比。
也就是说，当物体的速度增加时，阻力也会相应增加。
当物体的速度很小时，阻力可以被近似为以下公式：阻力≈6*π*η*r*V其中，η是流体的粘度，r是物体的半径，V是物体的速度。
这个公式被称为斯托克斯定律，它描述了小球在稠密流体（例如液体中）的运动。
根据斯托克斯定律，阻力与速度成正比。
当速度增加时，阻力也会随之增加。
需要注意的是，以上公式只是一些近似公式，实际情况可能更加复杂。
例如，当物体的速度接近光速时，需要考虑相对论效应。
此外，物体的形状和表面粗糙程度等因素也可能影响阻力的变化。
总结起来，阻力与速度的关系可以用以下两个公式来描述：1.当物体在流体中运动时，阻力与速度的平方成正比。
公式为：阻力=1/2*ρ*V^2*A*Cd2.当物体在稠密流体中运动，速度较小时，阻力与速度成正比。
公式为：阻力≈6*π*η*r*V这些公式提供了阻力与速度之间大致的关系，但在具体情况下可能需要考虑其他因素的影响。
因此，在实际问题中，根据具体情况选择适当的公式进行计算较为准确。
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。
气泡在流体中的运动行为研究
气泡在流体中的运动行为研究引言气泡在流体中的运动行为是流体力学领域的重要课题之一。
气泡的运动行为直接影响着自然界和工业中的许多现象和过程，如气泡提升速度、气泡在管道中的输运和分离等。
因此，研究气泡在流体中的运动行为对于理解和控制这些现象具有重要的理论和应用价值。
本文将从气泡的形态演化、气泡运动的驱动机制以及影响气泡运动行为的因素等方面进行综述，旨在全面了解气泡在流体中的运动过程，并为相关领域的研究提供参考。
气泡形态演化气泡在流体中的形态演化是气泡运动行为的重要方面之一。
常见的气泡形态主要有球形、椭球形和不规则形状等。
气泡形态的演化受到多种因素的影响，包括流体的流速、气泡的大小、周围流体的性质等。
下面将简要介绍几种常见的气泡形态演化过程。
气泡的膨胀和收缩当一个气泡存在于液体中时，由于液体对气泡的压力作用，气泡会受到压缩。
这种压缩作用会使气泡的体积减小，使其形成一个更加紧凑的形态。
相反，当液体对气泡施加的压力减小时，气泡膨胀，体积增大。
气泡的膨胀和收缩过程是气泡形态演化的基本过程之一。
气泡的变形和破裂气泡在流体中运动时，由于流体的剪切力作用，气泡会发生变形。
较大的气泡会因此变得不规则，并可能发生破裂现象。
气泡的变形和破裂过程对于气泡运动行为的研究具有重要意义。
气泡运动的驱动机制气泡在流体中的运动主要受到以下几种驱动机制的影响：浮力、表面张力、惯性力和阻力等。
浮力浮力是指液体对气泡的向上推力。
根据阿基米德定律，浸没在液体中的物体受到的浮力等于其排开的液体的重量。
因此，气泡在液体中会受到一个向上的浮力，这是气泡在流体中上升的主要驱动力。
表面张力表面张力是液体表面上的分子内聚力。
当气泡在液体中移动时，表面张力会使气泡变形并产生阻力。
这种阻力会减缓气泡的运动速度，并影响气泡的运动轨迹和形态演化。
惯性力惯性力是由于气泡的运动速度改变而产生的力。
当气泡在流体中进行加速或减速运动时，惯性力会对气泡产生作用力，影响气泡的运动行为。
第二章 颗粒在流体中的运动
Re
d p ut
、 ——流体特性
dp、ut ——颗粒特性
2017-6-29
23
层流区
——球形 圆盘形
过渡区
湍流区
2017-6-29
24
①层流区 10－4< Re < 2 Stokes 区
24 Re
②过渡区 2< Re < 500 Allen 区
10
Re ③湍流区 500< Re < 2105 Newton 区
§1.2 筛 分
根据固体颗粒大小，用筛分器进行分离的单元操作。
如晶体砂糖、 大米、石英砂、工业原料的分级
筛分器（筛 子）
（1）标 准 筛 （2）泰勒标准筛 （3）工业 用 筛
（1）标 准 筛
网用金属丝制成正方形孔， 网面上一定长度包括的孔数有规定。
（2）泰勒标准筛
网上每英寸的孔数即为筛号，“目”数。
如工业废气的除尘，废水澄清处理，分离掉有机质、微 生物等，达到排放标准。
（4）分级或分离 利用同一物质粒子的粒径不同 或不同物质粒子的密度不同 使它们得到分离
总之：以满足工艺要求，提高产品质量，改善劳动条件， 保护环境，节约能源及提高经济效益。
§2.1 重力沉降
§2.1.1 重力沉降速度
（1）球形颗粒的自由沉降
滚筒筛
圆筒形筛,绕与水平面成5 度倾斜的轴回转，物料 送入圆筒内，筛过物从 筛筒四周排出。
§1.3 筛析与粒度分布
1.筛析操作原理
筛孔大小为序从上到下叠起，网眼最密的筛下置 一无孔的底盘。
样品加于顶端的筛上，均衡地摇动一定的时间， 将截留在每个筛面上的颗粒取出称重，每一号筛
上所截留的样品质量分率即可算出。
初中物理八年级下教科版(人教版)《在流体中运动》知识点和经典例题总结
第十章第一节在流体中运动一、知识点梳理1．流体：物理学中把具有流动性的与统称为流体，如空气、水等。
2．流体的压强：前面学过的液体的压强与大气压强，它们是流体静止时的压强，流体流动时也有压强，此时的压强叫流体的压强。
3．流体压强与流速的关系。
在气体和液体中，流速大的地方压强，流速小的地方压强。
知识点2 飞机的升力1．飞机的机翼与空气流动速度飞机的机翼一般做成上凸下平的形状，由于机翼上方的空气要比下方的空气运行的路程，所以机翼上方的空气流动比下方要。
2．升力的产生从机翼上方流过的空气通过的路程长，速度，从机翼下方通过的空气通过的路程短、速度；于是空气对机翼上表面的压强，对下表面的压强，机翼上下表面所受压力差的方向，这个压力差就叫“举力”，又叫飞机的“升力”，。
二、典型例题考点1.流体压强与流速画出右边纸张在水平方向的受力示意图，如图所示．纸片靠近，说明内、外侧气体对纸的压力关系为F内＜F外，因为纸的内、外两面受力面积相等，所以纸的内侧气体压强p内外侧气体压强p外（选填“大于”、“等于”或“小于”），而纸外侧的气体压强p外，由此推测吹气使得纸内侧气体压强（后两空选填“变大”、“不变”或“变小”）．练习1.下列实例中，不能利用气体或液体压强与流速关系解释的是（）A．在火车进、出站台时，乘客必须站在安全线以外B．“过堂风”会把居室中侧面摆放的衣柜门吹开C．用气筒给篮球打气，将气筒活塞往下压时感觉吃力D．汽车在马路上快速驶过以后，马路两边的树叶会随风飘动例2.如图所示：在倒置的漏斗里放一个乒乓球，用手指托住乒乓球，然后从漏斗口向下用力吹气，并将手指移开．那么以下分析正确的是（）A．乒乓球会下落．因为其上方气体流速增大．压强变小B．乒乓球会下落．因为其上方气体流速增大．压强变大C．乒乓球不会下落．因为其上方气体流速增大．压强变小D．乒乓球不会下落．因为其上方气体流速增大．压强变大练习 2.你是否有这样的经历：撑一把雨伞行走在雨中，如图所示，一阵大风吹来，伞面可能被“吸”，严重变形。
阻力与速度物体在流体中的运动
阻力与速度物体在流体中的运动阻力与速度——物体在流体中的运动物体在流体中的运动中，阻力是一个重要的因素。
阻力的大小取决于流体的性质以及物体在流体中的速度。
本文将探讨阻力与速度对物体在流体中运动的影响。
一、流体中的阻力流体中的阻力是物体运动过程中受到的一种阻碍力。
流体阻力的大小与流体的黏性有关，流体的黏性越大，阻力越大。
同时，阻力还与物体在流体中的速度有关，速度越快，阻力越大。
二、斯托克斯公式斯托克斯公式是描述小球在流体中受到阻力的公式，它可以适用于小球在低速条件下的运动。
根据斯托克斯公式，小球在流体中受到的阻力与球体的半径、流体的黏性以及小球的速度有关。
三、牛顿运动定律与阻力的关系根据牛顿第二定律，物体在受到外力作用下，其运动状态会发生变化。
当物体在流体中运动时，阻力是物体受到的反向外力。
阻力的大小与物体的速度成正比。
四、流体中的速度与阻力关系物体在流体中的速度越大，所受阻力越大。
这是因为当速度增大时，物体与流体之间的相互作用会增加，流体对物体的阻碍力也会增大。
五、速度与阻力的实验验证实验可以进一步验证速度与阻力的关系。
通过调节流体的黏性和控制物体在流体中的速度，可以观察到阻力的变化。
实验结果表明，速度越高，阻力越大。
六、应用领域中的阻力与速度关系阻力与速度的关系在现实生活中有许多应用。
例如，在车辆运动中，速度越快，空气对车辆的阻力越大，从而影响车辆的加速和减速能力。
同样地，在飞机飞行中，空气的阻力也是飞机速度的一个重要限制因素。
七、优化运动效率的方法在一些情况下，为了减小阻力对物体运动的影响，可以采取一些措施来优化运动效率。
例如，在车辆设计中，改善车身流线型可以减小空气阻力；在游泳中，采用合理的姿势和减小水流阻力的技巧可以提高速度。
八、总结阻力与速度是物体在流体中运动过程中的重要因素。
阻力的大小取决于流体的黏性和物体的速度。
物体在流体中的速度越大，阻力也越大。
了解阻力与速度之间的关系，对于优化物体在流体中的运动效率具有重要意义。
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上图中，竖真管上口气流 速度加快时，管中的流面上升。 利用这种原理可以制成喷油漆 用的喷嘴。
2、诗人杜甫在《茅屋为秋风 所破歌》中写到：“八月秋高风 怒号，卷我屋上三重茅”，请你 分析诗中包含的物理道理。
草原犬鼠的空调系统
风
鼠洞 通风系统
硬币与桌面间总 有一定的缝隙，这 样硬币的下方和上 方都有空气。
2．秋天树叶落在路面，当一辆高速行驶
的汽车驶过时，路旁的树叶（A ）
A．从路旁吸向汽车 B．从路中间飞向路边 C．不受影响 D．只向上飞扬
3．一艘很大的轮船以很高的速度，从一只小
木船旁很近处开过时，小船则（B ）
A．很易被大船的气流和海浪推向远离大船处 B．很易被大船吸过去，而与大船相撞 C．小木船与大船距离不变 D．以上都有可能
4．刮大风的天气，我们在上学的路上如果迎 风走路或骑车，一阵大风刮来时，我们无法用 嘴或鼻子吸进空气，但可以向外吐气，当一阵
风过去又恢复了正常呼吸，其原因是（ B ）
A．风大时，脸上空气压强变大，压得人难 以吸气
B．风大时，脸上空气压强变小，使人难以 吸气
C．与气压没关系，是人缺乏锻炼 D．风大时，脸前气压小，所以容易向外吐 气
5．物理学中把具有流动性的液体和气体统称
流
体，当流体流动时，流速越大的
位置其压强 小 流速越小的位置其压
强大
．
6．飞机的机翼是上凸下平，当飞行时，机翼
上方的空气流速 大 ，压强小，下方空气
流速 小 而压强 大 ，这一压强差，
就使飞机获得了向上ห้องสมุดไป่ตู้升力．
1．物理学中把具有流动性的液体和气体 统称流体。
2.伯努利原理：流体压强与流速的关系： 流体在流速大的地方压强小，流速小
的地方压强大。
3．飞机的机翼是上凸下平，当飞行时， 机翼上方的空气流速 大 ，压强小， 下方空气流速 小 而压强 大 ，这一压强差，就使飞机获得了 向上的升力．
• （2012泉州）18．如图6所示, 向漏斗吹气 乒乓球被吸起。这个现象说明
机翼上下空气流速差越大，产生的压强差也越大。
讨论：为什么民航飞机要在跑道上达到一定的速度才能起飞？
刮风时，飞机顺风起飞好还是逆风起飞好？降落时呢？
升力的产生
飞机为什么 V大
能像鸟一样
遨游天空?
V小
气 流
像“装反了的机翼”
偏
导 器
上方压强大于下方
有
何 妙
给车身较大压力
用
增加了稳 定性
？ 加大了与地面摩 擦
做一做
分析论证
在气体中， 流速越小的地方，压强越大； 流速越大的地方，压强越小。
流体压强与流速的关系
流体压强与流速的关系： 流体在流速大的地方压强小， 流速小的地方压强大。
迎面而来的风被机翼分成上下两部分，上下的弧长不等，翼前的空气到 达翼后时，机翼上方的空气流动快，因此压强小，机翼的上下两面压强差提供 飞机的升力。
吹气时，硬币会跳过木块，为什么？
1．在地铁或火车站台上等候车辆时，要求乘
C 客要离开站台一米以上，其主要原因是（ ）
A．车辆过来时风太大 B．车辆过来时，带来好多飞尘 C．车辆驶过站台车速快，带动空气流速加快， 使人易“吸”向车辆造成危险 D．车辆驶过站台车速快，使人与车之间空气 流速加快，易将人吹向后倒地
• A．伞面被向下“吸” B．伞上方的空气流速大于下 方
• C．伞上方的空气流速等于下方 D．伞上方的空气流 速小于下方
图2
• 11．（2012•铜仁市）一根长约10cm左右的 饮料吸管A插在盛水的杯子中，另一根吸管 B的管口贴靠在A管的上端，往B管中轻轻吹 气，会看到A管中液面 上升 ，这是因为 A管上方空气流速增大，使压强 减小 而 造成的结果．
• A. 空气的的流速减小，压强增大 • B. 空气的的流速减小，压强减小 • C. 空气的的流速增大，压强增大 • D. 空气的的流速增大，压强减小
• （2012广州）（3）用水平风吹如图25 所示 的四个模型，其中________ 图空气对模型 下表面的压强小于上表面的压强
• （2012梅州）5．你是否有过这样的经历：撑一把雨 伞行走在雨中，如图2所示，一阵大风吹来，竖直方 向伞面可能被“吸”，发生形变。下列有关这一现 象及其解释，正确的是
谢谢观赏！
增大了
动力
你知道吗？
• 在火车站或地铁 站的站台上，离 站台边缘１m左 右的地方标有一 条安全线，乘客 必须站在安全线 以外的地方候车 ，这是为什么呢 ？
你还知道吗？
我们日常生产、生活中的哪些 现象，能用流体压强与流速 的关系来解释？
1、喷雾器
打气
小孔
小孔处空气流速快，压强小， 容器里液面上方的空气压强大， 液体就沿着细管上升，从管口流 出后，受气流的冲击，被喷雾状。
流体:气体和液体都具有流动性统称为流体。
鸟儿是怎样飞翔的
鸟儿是怎样飞翔的
气流偏导器，俗称“压风片” 它的作用是什么？
几十吨重的飞机为什么能腾空而起
流动空气的压强跟流速有什么关系？
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。