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。
流体运动中的流速与温度的变化
流体运动中的流速与温度的变化引言流体力学是研究物质本质、能量和动量变化的一门学科，其中流体的流速和温度是流体运动中两个重要的物理量。
在流体运动过程中，流速和温度的变化不仅与流体的性质有关，还与外界环境、流体内部的相互作用以及流体受力等因素密切相关。
本文将从流体速度的变化和温度的变化两个方面详细讨论流体运动中的流速与温度的变化规律和影响因素。
流速的变化流体速度的定义流体速度是指单位时间内流体通过某一固定点的体积。
一般用v表示流体速度，单位为m/s。
流速与流体运动状态的关系流速与流体运动状态之间存在着密切的关系。
在稳定的流动中，流速在空间和时间上保持不变；而在非稳定的流动中，流速则在空间和时间上有所变化。
流体运动的状态可以通过流速的变化来进行描述和分析。
流速的变化规律流体速度的变化规律受到多种因素的影响，包括管道形状、流体流过的位置、外界条件等。
在一般情况下，流体速度与管道截面积的关系可以用连续性方程来描述，即质量守恒定律。
流体在管道中流动时，其质量守恒定律可以表示为：$$\\rho_1A_1v_1=\\rho_2A_2v_2$$其中，v1和v2分别为流过截面1和截面2的流体速度，A1和A2分别为截面1和截面2的面积，$\\rho_1$和$\\rho_2$分别为流过截面1和截面2的流体密度。
由该连续性方程可以看出，当流体通过截面变窄的通道时，流速会增加；反之，当流体通过截面变宽的通道时，流速会减小。
这说明在流体运动中，流速与截面积存在反比关系。
另外，流体流经直管时，流速随着距离的增加而逐渐减小，这是因为流体受到了粘性阻力的作用。
在流体与管壁接触的表面处，由于流体与管壁之间存在黏滞力，因此流速较慢；而在流体流经中心位置时，受到的黏滞力较小，流速较快。
这种流速随距离变化的规律可以用速度分布曲线来表示。
温度的变化温度的定义温度是指物体内部分子或原子的平均运动速度的高低程度。
在流体运动中，温度是描述流体分子热运动状态的物理量，一般用T表示，单位为摄氏度或开尔文。
流体力学运动平板引起的流动
流体力学运动平板引起的流动
流体力学是研究流体运动和力学性质的学科，而运动平板引起的流动是其中一个经典问题。
当一个平板在流体中运动时，会引起流体的运动和变形，这种现象可以被描述为边界层的形成和流动的产生。
从多个角度来看，我们可以从以下几个方面来全面回答这个问题：
1. 边界层理论，当平板在流体中运动时，会在平板表面形成边界层，这是由于流体粘性的影响。
边界层内流体速度逐渐增加，超过边界层后速度迅速增加，形成流体的剪切运动。
这种运动会引起流体的扰动和涡旋的产生。
2. 流体阻力，平板运动会受到流体的阻力，这是由于流体与平板表面的摩擦力和流体的惯性阻力。
根据流体力学的理论，可以通过计算流体的黏性系数、平板的速度和流体的密度来估算阻力的大小。
3. 涡腾现象，当平板在流体中运动时，会产生涡腾现象，即流体中的涡旋结构。
这些涡旋会影响流体的运动状态和能量传递，对流动的稳定性和混合性有重要影响。
4. 流场特征，运动平板引起的流动会形成特定的流场结构，包括速度分布、压力分布、涡度和湍流特性等。
这些流场特征可以通过数值模拟、实验观测和理论分析来研究和描述。
5. 应用领域，运动平板引起的流动现象在工程和科学领域有着广泛的应用，例如飞行器的气动特性研究、水下船体的阻力优化、风力发电机的叶片设计等都与此相关。
综上所述，运动平板引起的流动是一个复杂而重要的流体力学问题，涉及到边界层理论、阻力计算、涡腾现象、流场特征和应用领域等多个方面的内容。
深入研究这一问题有助于我们更好地理解流体力学的基本原理，并且可以为工程技术和科学研究提供重要的理论基础和实际指导。
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。
流体运动的动力学定律
流体运动的动力学定律流体运动是自然界中一种常见的现象，它涉及到许多物理定律和原理。
在流体力学领域，有一些基本的动力学定律可以帮助我们理解和描述流体运动的规律。
本文将介绍一些重要的流体力学定律，并探讨其应用。
1. 质量守恒定律质量守恒定律是流体力学中最基本的定律之一。
它表明在任何封闭系统中，质量是不会被创造或者消失的，只会发生转移或者转化。
在流体运动中，质量守恒定律可以用以下公式表示：∂ρ/∂t + ∇·(ρv) = 0其中，ρ是单位体积内的质量，v是流体的速度矢量，∂/∂t表示对时间的偏导数，∇·表示散度运算符。
这个方程表明质量的变化率等于流入和流出的质量之差。
2. 动量守恒定律动量守恒定律是描述流体运动中动量守恒的重要定律。
它可以用以下公式表示：ρ(∂v/∂t + v·∇v) = -∇P + ∇·τ + ρg其中，P是压力，τ是应力张量，g是重力加速度。
这个方程表明流体的动量变化率等于压力梯度、应力梯度和重力之和。
3. 能量守恒定律能量守恒定律是描述流体运动中能量守恒的基本定律。
它可以用以下公式表示：ρC(∂T/∂t + v·∇T) = ∇·(k∇T) + Q其中，C是比热容，T是温度，k是热导率，Q是单位体积内的热源。
这个方程表明流体的能量变化率等于热传导、热源产生和流体运动对温度的影响之和。
4. 流体静力学定律流体静力学定律描述了静止流体中的压力分布和压力的传递规律。
根据这个定律，静止流体中的压力在任何方向上都是相等的，并且压力沿着流体中的任意路径传递。
这个定律可以用来解释液体中的浮力现象和液体的压强。
5. 流体动力学定律流体动力学定律描述了流体运动中的压力分布和流速的关系。
根据这个定律，流体中的压力随着流速的增加而减小，在流速较大的地方压力较低，在流速较小的地方压力较高。
这个定律可以用来解释流体在管道中的流动、喷泉的原理等。
综上所述，流体运动的动力学定律是研究流体力学的基础。
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。
10.1 在流体中运动
流动气体的压强跟流速有什么关系？ 流动气体的压强跟流速有什么关系？ 探究活动 1、把一张小纸条放在嘴边，用力从纸条上 、把一张小纸条放在嘴边， 方吹气，会看到什么现象？ 方吹气，会看到什么现象？ 2、把一张纸架在两摞书之间，用笔管从纸边 把一张纸架在两摞书之间， 缘的下方吹气，当有空气从纸下方通过时， 缘的下方吹气，当有空气从纸下方通过时， 会出现什么现象？ 会出现什么现象？ 请同学们先根据自己刚才的结论， 请同学们先根据自己刚才的结论，猜想 这张纸将怎样运动？然后再 这张纸将怎样运动？然后再动手做一做
是可有可无的吗？ 是可有可无的吗？
气流偏导器，俗称“压风片” 气流偏导器，俗称“压风片” 它的作用是什么？ 它的作用是什么？
气 流 像“装反了的机翼” 装反了的机翼” 偏 导 器 上方压强大于下方 有 何 妙 大压 用 ？ 大了 大了 了
鸟儿是怎样飞翔的？ 鸟儿是怎样飞翔的？
下图是鸟儿翅膀的截面图： 下图是鸟儿翅膀的截面图：
[解析]鸟向前飞翔，空气沿着鸟翼流过，由于鸟翼横截面的形状上 鸟向前飞翔， 鸟向前飞翔 空气沿着鸟翼流过， 下不对称，在相同的时间内，鸟翼上方气流通过的路程较长， 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， 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， 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。 这个压强差就形成了鸟翼向上的升力。
液体的压强与流速的关系
R A B C D
将水平管子右端开口用塞子封住，然后向容 器R灌水，到达一定高度后停止灌水．容器R及三 个细管中的液面停在同一高度上．在同一水平面 上a、b、c点处压强都相等，这时的压强是流体在 静止时的压强．
《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。
八年级物理在流体中运动
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？
体会：
喝水时，嘴唇不用碰到水，用力一吸气就会把水吸上 来，你有过类似的经历吗？
动手动脑：
简易热水器的制作： 主要材料：两根15cm塑料水管，一根5cm塑料水管， 水管接口 制作步骤：
1、依次连接水管，小水管居中。
2、在小水管上扎一些小孔。 3、长水管一头接冷水源，一头接淋浴喷头。 4、准备一桶较高温度的热水挂在高处，使有孔的小 水管置于热水中，打开水龙头就可以淋浴了。
小结：
1、在气或液体中，流速不同产生压强不同，流速大 的位置压强小。
2、飞机的飞行由机翼上下面空气流速不同产生的压强 差提供升力。
你知道“风抬 屋顶”的事吗？
第一节 在流体中运动
知识目标：
1、了解气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、了解生活中跟气体的压强与流速相关的现象。
体验压强差产生的力
请同学们准备一枚硬币体验一下。
讨论：谁施加的力使得硬币跳起来呢，桌子吗？
体验压强差产生的力
请同学们准备一枚硬币体验一下。
上面的实验中，硬币跳起来当然与吹气有关，吹气时， 硬币上表面空气流速大，是不是压强发生变化从而使得压力发 生了变化呢？
怎样才能预防或减 少灾难的发生呢？
插图伴你学 P919-10
飞机机翼做成上凸下平，航行时使机翼上 大于 下方气流速度，机翼上方 方气流速度_____ 的气压_____ 小于 下方的气压，由此产生的上下 升 力。 压力差就是飞机获得的_____
•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？
斯蒂庞克定律
斯蒂庞克定律
斯蒂庞克定律，又称为斯蒂庞克原理，是一种物理原理，主要解释了物体在流体中运动时受到的阻力与流体和物体之间的相对速度之间的关系。
这个原理是由德国物理学家斯蒂庞克在19世纪末发现的，对理解流体动力学中的阻力和升力等现象具有重要意义。
斯蒂庞克定律的核心在于它揭示了物体在流体中运动时受到的阻力与多种因素有关，包括物体的形状、大小、速度以及流体和物体之间的相对速度。
当流体和物体之间的相对速度增加时，物体所受到的阻力也会相应增加。
这个原理在许多领域都有广泛的应用，如航空航天、船舶、汽车等。
以汽车为例，当汽车在高速公路上行驶时，车速越快，与空气之间的相对速度就越大，因此汽车所受到的阻力也会增加。
这就是为什么在高速行驶时，汽车需要更多的动力来维持速度，并且油耗也会相应增加。
此外，斯蒂庞克定律还涉及到另一个概念，即斯蒂庞克原理的非线性反演问题解决方法。
这种方法通常用于解决没有直接解决非线性方程的方法的情况，通过解决一系列线性方程来逼近解决非线性方程。
这种方法在解决带有参数的非线性方程时尤为有效，可以通过不断逼近得到非线性方程的解。
总的来说，斯蒂庞克定律是一个重要的物理原理，它不仅解释了物体在流体中运动时的阻力现象，还为解决非线性反演问题提供了一种有效的方法。
这个原理的应用范围广泛，对于理解流体动力学、优化工程设计以及解决实际问题都具有重要意义。
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。
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。
10.1在流体中运动
飞机的升力：气流在机翼上下表面由于
流速不同、压强不同产生的压力差，这就 是向上的升力。
升力：
机翼上下表面的压强差产生的向上的力
由于气流偏导器上表面平直,下表面凸起,当跑车高速行驶 快 压强___; 小 而流过 时,流过气流偏导器上方的空气速度___, 慢 压强___. 大 这样,偏导器上, 气流偏导器下方的空气速度___, 下 的力,从而使车对地 下方所受的压力差形成了一个向___ 面的压力增大,摩擦力也随之增大,提高了车轮的着地性能
1．在地铁或火车站台上等候车辆时，要求乘客要离 开站台一米以上，其主要原因是（ C ） 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 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
机翼的形状是上凸下平的。
机翼的形状和 鸟儿的翅膀类似 ——上凸下平
飞机起飞之前，先得在跑道上跑一段距离。飞机 向前跑，空气就相对地向后移动，空气的压强作用在 机翼上使机翼获得巨大的升力。机翼的形状起了很重 要的作用。
飞机升力的产生：
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．
第十章
流体的力现象
第一节 在流体中运动
1891年，奥托·李林达尔模仿仙鹤的翅膀形 状，设计和制造了实用的滑翔机，实现了飞行的 梦想。
流体： 气体和液体都可以流动，统 称为流体
流体运动中的速度分布
流体运动中的速度分布引言流体运动是物质领域中的一个重要研究领域，涉及到了液体和气体在运动中的各种现象和特性。
其中，速度分布是流体运动中的一个重要概念，描述了流体在不同位置的速度大小和方向的分布规律。
本文将介绍流体运动中的速度分布的概念、原理和相关的应用。
流体运动中的速度分布概念流体流体是指那些没有一定形状的物质，包括液体和气体。
流体具有流动性和可变形性，其分子之间的相互作用较小，可以自由地运动和变形。
速度速度是描述物体运动状态的物理量，指的是单位时间内物体在一定方向上移动的距离。
在流体运动中，速度与位置有关，不同位置的速度有差异。
速度分布速度分布是指流体在不同位置的速度大小和方向的分布规律。
由于流体分子之间的相互作用和受力情况的不同，不同位置的速度分布也不相同。
流体运动中的速度分布原理流线流线是指在流体中，流体分子运动方向的曲线，流线方向与流体在该点的速度方向相同。
在流体运动中，流线是研究流体速度分布的基本工具。
流速流速是指流体在单位面积上通过的体积。
流速的大小和方向与速度分布密切相关，可以通过流速的变化来研究速度分布的特征。
流量流量是指单位时间内通过某一截面的流体的体积。
流量的大小也与速度分布有关，可以通过流量来了解速度分布的变化情况。
流线与等速线流线描述了流体运动的方向，而等速线描述了流体运动的速度。
在速度分布中，流线和等速线通常是相互垂直的，且交点处速度分布均匀。
流体运动方程流体运动方程是研究流体运动的基本方程，描述了流体在空间中的运动和变形。
通过流体运动方程可以推导出速度分布的方程和一些关键参数。
流体运动中的速度分布应用管道流体运动在管道中，流体的速度分布是一个重要的参数，可以通过控制流速和管道内壁的摩擦力来影响流体的输送效果和能耗。
飞行器气动学设计在飞行器的设计中，速度分布对飞行器的气动性能有重要影响。
通过优化速度分布，可以改善飞行器的升力、阻力和稳定性。
涡流血流动力学研究涡流血流动力学是研究心血管系统流体运动的一个重要领域，速度分布是研究心脏病和血流疾病的关键参数。
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。
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4、如下图所示，是草原犬鼠的洞穴横截 面示意图，洞穴深达两米，洞穴有两个 出口，一个是平的，另一个有隆起的圆 形土堆。
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（1）猜想 甲：是为了建一处瞭望台，乙：是
水流动时，R中的水面与A、B、C管中的 水面高度会有什么精品变课件化，哪个更高？
练习
1．物理学中把具有______的液体 和气体统称为流体．流体的压强与 ____有关，___越大的位置压强反 而越小．
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2．几十吨重的飞机能够腾空而起的 原因在于飞机的机翼，迎面吹来的 风被机翼分成上、下两部分，由于 机翼横截面的形状上下不对称，机 翼上方气流速度大，对机翼的压强
第十章 流体的力现象
第一节 在流体中运动
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朱爱红
1、 什么是流体？ 液体和气体有很强的流动性，统称为流体
2、流体压强的特点 流体不仅对与之接触的物体施加压强，在流 体的内部也存在压强
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下图是鸟儿翅膀的截面图：
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流动气体的压强跟流速有什么关系？ 探究活动２
1、 把一张小纸条放在嘴边，用力从纸条 上方吹气，会看到什么现象？
2、向一摞纸杯上方吹气，会出现什么 现象？怎样解释？
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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．
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3．轮船在水中平行航行时，为了安 全，都要保持一定的间距，若靠得 很近，极易发生碰撞．我们在江中 游泳时，也不能太靠近行驶的轮船． 用所学的知识解释其中的道理.
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，这个压强差就精形品课件成了鸟翼向上的升力。
1、升力是怎样产生的？ 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
2、 向两张纸片中间吹起， 会出现什么现 象？ 猜想这张纸将怎样运动？ 然后再动手做一做
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在气体中，流速越大的地 方压强越小
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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。
适用范围： 液体和气体
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鸟儿是怎样飞翔的
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鸟儿是怎样飞翔的？
[解析]鸟向前飞翔，空气沿着鸟翼流过，由
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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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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
增加了稳 定性
用
？ 加大了与地面摩 擦
增大了
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动力
为了作一个识别洞穴的记号；丙：挖洞时泥
土就近堆放。你的猜想是_____________。
(2)分析:若风如箭头所
2
示的方向吹过，根据空 1 气流速大的地方，气体
压强小的原理，是__洞
口处气压低。(填“1”、“2”)
(3)结论风从平坦的洞口__， 从隆起的洞口__, 这是犬鼠的空调系统精。品课件(填“出”、“入”)
2、什么是升力？
升力，就是向上的力。 使你上升的力。 有很多种了。一般都是说在空气中。 也就是向上的力大于向下的力，其合 力可以使物体上升。精品课这件 个力就是升力。
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几十吨重的飞机为什么能腾空而起
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机翼的形状和鸟儿 机翼的形状是
的翅膀有些类似
上凸下平的。
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机翼的升力
迎面吹来的风
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（二）液体的压强与流速的关系
R
ABCຫໍສະໝຸດ D将水平管子右端开口用塞子封住，然后向容 器R灌水，到达一定高度后停止灌水．容器R及三 个细管中的液面停在同一高度上．在同一水平面 上a、b、c点处压强都相等，这时的压强是流体 在静止时的压强． 精品课件
（二）液体的压强与流速的关系
如果将水平管子D端的塞子拔去，同时 向容器R注入水，管子中的水在流动时，在 装置的不同地方，流速会一样吗？
(5)如图所示：是一种太阳能汽车的剖面图，
从形状上看，这种汽车高速行驶时，对地
面产生的压力F1与停在水平地面产生的压
力F2相比( A )
A F1<F2 B F1>F2
C F1=F2
D 无法比较
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是可有可无的吗？
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是可有可无的吗？
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是可有可无的吗？
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这是可有 可无的吗？
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，所以速度大比
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．
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生活中的翼
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探究活动 1、在倒置的漏斗里放了一个乒乓球，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，乒乓球会下落吗？ 你能解释这种现象吗？