液體的流動(dòng)授課課件

1、教材：教材：物理物理（化工農(nóng)醫(yī)類）主編（化工農(nóng)醫(yī)類）主編 劉盛烺劉盛烺 高等教育出版社高等教育出版社l理想液體的定常流動(dòng)理想液體的定常流動(dòng)理想流體理想流體 連續(xù)性原理連續(xù)性原理 l伯努利方程及其應(yīng)用伯努利方程及其應(yīng)用伯努利方程伯努利方程伯努利方程的應(yīng)用伯努利方程的應(yīng)用課堂綱目：課堂綱目：（1 1）知識(shí)與技能：）知識(shí)與技能： 、引入理想流體模型，通過理想流體模型，讓學(xué)生了解理想流體的概念和、引入理想流體模型，通過理想流體模型，讓學(xué)生了解理想流體的概念和理想流體的定常流動(dòng)；理想流體的定常流動(dòng)； 、理解理想流體的連續(xù)性原理，能用連續(xù)性原理進(jìn)行簡單的分析并解決實(shí)、理解理想流體的連續(xù)性原理，能用連續(xù)性原

2、理進(jìn)行簡單的分析并解決實(shí)際問題；際問題； 、了解血液流動(dòng)有關(guān)知識(shí)，能用伯努利方程解析相關(guān)現(xiàn)象、了解血液流動(dòng)有關(guān)知識(shí)，能用伯努利方程解析相關(guān)現(xiàn)象 、理解噴霧器原理，能制作簡易噴霧器、理解噴霧器原理，能制作簡易噴霧器（2 2）過程與方法：）過程與方法： 、了解假說等科學(xué)研究方法在液體的流動(dòng)中的應(yīng)用。、了解假說等科學(xué)研究方法在液體的流動(dòng)中的應(yīng)用。 、培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)分析，解決問題的能力。、培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)分析，解決問題的能力。 、鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)與他人進(jìn)行討論、鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)與他人進(jìn)行討論, , 合作完成作業(yè)，清楚地表達(dá)自己的觀點(diǎn)，合作完成作業(yè)，清楚地表達(dá)自己的觀點(diǎn)，逐步形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)方法，提高

3、動(dòng)手能力。逐步形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)方法，提高動(dòng)手能力。（3 3）情感態(tài)度與價(jià)值觀：）情感態(tài)度與價(jià)值觀： 、培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，體驗(yàn)科學(xué)分析問題，解決問題的喜悅。、培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，體驗(yàn)科學(xué)分析問題，解決問題的喜悅。 、學(xué)會(huì)關(guān)注與生活有關(guān)的物理現(xiàn)象，形成可持續(xù)發(fā)展的思想。、學(xué)會(huì)關(guān)注與生活有關(guān)的物理現(xiàn)象，形成可持續(xù)發(fā)展的思想。船吸現(xiàn)象事例船吸現(xiàn)象事例 1912年秋天，年秋天，“奧林匹克奧林匹克”號(hào)正在大海上航行，在距離這艘當(dāng)時(shí)號(hào)正在大海上航行，在距離這艘當(dāng)時(shí)世界上最大遠(yuǎn)洋輪的世界上最大遠(yuǎn)洋輪的100米處，有一艘比它小得多的鐵甲巡洋艦米處，有一艘比它小得多的鐵甲巡洋艦“豪克豪克”號(hào)正在

4、向前疾駛，兩艘船似乎在比賽，彼此靠得比較近，平行著駛向號(hào)正在向前疾駛，兩艘船似乎在比賽，彼此靠得比較近，平行著駛向前方。突然，正在疾駛中的前方。突然，正在疾駛中的“豪克豪克”號(hào)好像被大船吸引似的，一點(diǎn)也不號(hào)好像被大船吸引似的，一點(diǎn)也不服從舵手的操縱，竟一頭向服從舵手的操縱，竟一頭向“奧林匹克奧林匹克”號(hào)撞去。最后，號(hào)撞去。最后，“豪克豪克”號(hào)的船號(hào)的船頭撞在頭撞在“奧林匹克奧林匹克”號(hào)的船舷上，撞出個(gè)大洞，釀成一件重大海難事故。號(hào)的船舷上，撞出個(gè)大洞，釀成一件重大海難事故。事故模擬事故模擬香蕉球香蕉球 又稱為又稱為“弧線球弧線球”，“弧旋球弧旋球”，是足球運(yùn)動(dòng)技術(shù)名詞。指足球，是足球運(yùn)動(dòng)技術(shù)名

5、詞。指足球踢出后，球在空中向前并作弧線運(yùn)行的踢球技術(shù)?；【€球常用于攻方踢出后，球在空中向前并作弧線運(yùn)行的踢球技術(shù)。弧線球常用于攻方在對方禁區(qū)附近獲得直接任意球時(shí)，利用其弧線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，避開人墻在對方禁區(qū)附近獲得直接任意球時(shí)，利用其弧線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，避開人墻直接射門得分。直接射門得分。為什么會(huì)發(fā)生以上兩種現(xiàn)象呢？為什么會(huì)發(fā)生以上兩種現(xiàn)象呢？讓我們進(jìn)入關(guān)于流體的規(guī)律吧讓我們進(jìn)入關(guān)于流體的規(guī)律吧足球比賽中的香蕉球足球比賽中的香蕉球流體：流體： 包括氣體和液體，都是由大量的、不斷運(yùn)動(dòng)的包括氣體和液體，都是由大量的、不斷運(yùn)動(dòng)的分子構(gòu)成的，沒有固定形狀，具有流動(dòng)性。分子構(gòu)成的，沒有固定形狀，具有流動(dòng)性。液體液體

6、氣體氣體實(shí)際液體流動(dòng)時(shí)的性質(zhì)：實(shí)際液體流動(dòng)時(shí)的性質(zhì)：可壓縮性可壓縮性黏滯性黏滯性氣體可壓縮性大氣體可壓縮性大因?yàn)闅怏w分子的分因?yàn)闅怏w分子的分子間距離較大子間距離較大液體分子的分子間液體分子的分子間距離較小，所以距離較小，所以液體的可壓縮性較小液體的可壓縮性較小 不可壓縮、沒有黏性的流體。不可壓縮、沒有黏性的流體。理想流體：理想流體：實(shí)際的理想流體是不存在的，但實(shí)際的理想流體是不存在的，但自來水自來水在水管中的流在水管中的流動(dòng)、工業(yè)生產(chǎn)過程中使用的動(dòng)、工業(yè)生產(chǎn)過程中使用的大部分液體反應(yīng)物或生成物大部分液體反應(yīng)物或生成物、低速流動(dòng)的空氣低速流動(dòng)的空氣、輸液時(shí)所用的、輸液時(shí)所用的食鹽水食鹽水等，都可

7、以看成理等，都可以看成理想流體。想流體。 所有流體在有相對運(yùn)動(dòng)時(shí)都要產(chǎn)生內(nèi)摩擦力，這是流體的一所有流體在有相對運(yùn)動(dòng)時(shí)都要產(chǎn)生內(nèi)摩擦力，這是流體的一種固有物理屬性，稱為流體的黏滯性或黏性。種固有物理屬性，稱為流體的黏滯性或黏性。 實(shí)際液體流動(dòng)時(shí)的性質(zhì)：實(shí)際液體流動(dòng)時(shí)的性質(zhì)：可壓縮性可壓縮性黏滯性黏滯性如果液體的可壓縮性和黏滯性都很小，可以忽略不計(jì)，如果液體的可壓縮性和黏滯性都很小，可以忽略不計(jì)，這樣的液體就可以看做理想流體這樣的液體就可以看做理想流體流管流管 若流體在空間各點(diǎn)的流速不隨時(shí)間變化，這種若流體在空間各點(diǎn)的流速不隨時(shí)間變化，這種流動(dòng)稱為定常流動(dòng)。流動(dòng)稱為定常流動(dòng)。定常流動(dòng)：定常流動(dòng)：

8、為了形象描述流體的流動(dòng)而畫出一系列的曲線，為了形象描述流體的流動(dòng)而畫出一系列的曲線，作用與電場線、磁感應(yīng)線相同。作用與電場線、磁感應(yīng)線相同。 在流體中人為地作一些曲線，使這些曲線上任一點(diǎn)在流體中人為地作一些曲線，使這些曲線上任一點(diǎn)的切線方向都與流體質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過該點(diǎn)的速度方向一致，這些的切線方向都與流體質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過該點(diǎn)的速度方向一致，這些曲線稱為流線。曲線稱為流線。V VV VV V 由流線圍成的管狀區(qū)域。由流線圍成的管狀區(qū)域。定常流動(dòng)的流線、流管特點(diǎn)：定常流動(dòng)的流線、流管特點(diǎn)：流線永不相交，流管中流體只在管中流動(dòng)。流線永不相交，流管中流體只在管中流動(dòng)。流線流線流體流體理想流體理想流體定常流動(dòng)定常流動(dòng)流

9、線流線流管流管不可壓縮不可壓縮 無黏滯性無黏滯性小組活動(dòng)小組活動(dòng)1：討論新學(xué)概念，并把疑難點(diǎn)反饋給老師討論新學(xué)概念，并把疑難點(diǎn)反饋給老師返回返回以理想流體的穩(wěn)以理想流體的穩(wěn)定流動(dòng)為例，在流定流動(dòng)為例，在流體中任取一流管。體中任取一流管。由理想流體不可壓縮性可知：由理想流體不可壓縮性可知：2211 SvSv=S1S2V2V1V1tV2t21VVD D= =D D2211tSvtSvD=D進(jìn)水量進(jìn)水量出水量出水量連續(xù)性原理連續(xù)性原理 上式表明：上式表明：截面積減小，流速增大。截面積減小，流速增大。 vS表示單位時(shí)間內(nèi)表示單位時(shí)間內(nèi)通過某一截面的流通過某一截面的流體體積，稱為流量。體體積，稱為流量。

10、恒量恒量= =vSS1S2V2V1V1tV2t適用條件：理想流體、定常流動(dòng)、同一流管。適用條件：理想流體、定常流動(dòng)、同一流管。 1 1、課間到衛(wèi)生間擰開水龍頭，然后用手指頂住水龍、課間到衛(wèi)生間擰開水龍頭，然后用手指頂住水龍頭出水口，使出水口截面積逐漸減小，水噴出的速度就頭出水口，使出水口截面積逐漸減小，水噴出的速度就會(huì)變大，思考一下為什么水流的速度會(huì)變大？會(huì)變大，思考一下為什么水流的速度會(huì)變大？ 定常流動(dòng)時(shí)，截面積減小，流速增大。定常流動(dòng)時(shí)，截面積減小，流速增大。毛細(xì)血管的總橫截面積平均毛細(xì)血管的總橫截面積平均為主動(dòng)脈的為主動(dòng)脈的800800倍倍 恒量恒量=vS根據(jù)根據(jù)2、血液的流動(dòng)、血液的流

11、動(dòng)主動(dòng)脈血液的流速主動(dòng)脈血液的流速為毛細(xì)血管血液流速的為毛細(xì)血管血液流速的800800倍倍 小組活動(dòng)小組活動(dòng)2：實(shí)踐與思考實(shí)踐與思考返回返回適用條件：理想流體、定常流動(dòng)、同一流管。適用條件：理想流體、定常流動(dòng)、同一流管。 恒量=+Pghvrr221單位體積流體單位體積流體的的動(dòng)能動(dòng)能單位體積流體單位體積流體的的勢能勢能單位體積流體單位體積流體的的壓強(qiáng)能壓強(qiáng)能S1S1S2S2h2h1V2V1伯努利方程伯努利方程由伯努利方程：由伯努利方程：221221PPBBAAvvrr+=+22rrghB2121PPBBAAvv+=+ghA如果流體高度一致，即式中，如果流體高度一致，即式中，h = h BA“流

12、速增加，壓強(qiáng)減低流速增加，壓強(qiáng)減低”適用條件：理想流體、定常流動(dòng)、同一流管、同一高度。適用條件：理想流體、定常流動(dòng)、同一流管、同一高度。 1 1、結(jié)合、結(jié)合“流速增大，壓強(qiáng)減低流速增大，壓強(qiáng)減低”規(guī)律看書規(guī)律看書P58“P58“血液的流血液的流動(dòng)動(dòng)”部分，運(yùn)用所學(xué)規(guī)律討論分析具體問題；部分，運(yùn)用所學(xué)規(guī)律討論分析具體問題；2 2、船吸現(xiàn)象是怎樣發(fā)生的？試用、船吸現(xiàn)象是怎樣發(fā)生的？試用“流速增大，壓強(qiáng)減流速增大，壓強(qiáng)減低低”這一規(guī)律來討論分析；這一規(guī)律來討論分析；3 3、香蕉球?yàn)槭裁磿?huì)沿弧線飛行？試用、香蕉球?yàn)槭裁磿?huì)沿弧線飛行？試用“流速增大，壓強(qiáng)流速增大，壓強(qiáng)減低減低”這一規(guī)律來討論分析。這一規(guī)

13、律來討論分析。討論結(jié)束后，選三個(gè)小組派代表上講臺(tái)利用討論結(jié)束后，選三個(gè)小組派代表上講臺(tái)利用黑板解析現(xiàn)實(shí)事例黑板解析現(xiàn)實(shí)事例小組活動(dòng)小組活動(dòng)3：完成三個(gè)任務(wù)完成三個(gè)任務(wù)教師點(diǎn)評(píng)：教師點(diǎn)評(píng)：1、動(dòng)脈梗塞、動(dòng)脈梗塞12沉淀物使血管內(nèi)橫截面積大大沉淀物使血管內(nèi)橫截面積大大減少，由伯努利原理可知，當(dāng)減少，由伯努利原理可知，當(dāng)血液流過圖中血液流過圖中2點(diǎn)時(shí)，此點(diǎn)流點(diǎn)時(shí)，此點(diǎn)流速快，壓力小；流過速快，壓力??；流過1點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)時(shí)，流速慢，壓力大，這樣流速慢，壓力大，這樣1、2兩兩處產(chǎn)生一個(gè)壓力差，導(dǎo)致脂類處產(chǎn)生一個(gè)壓力差，導(dǎo)致脂類物質(zhì)脫落，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成動(dòng)脈物質(zhì)脫落，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成動(dòng)脈阻塞阻塞教師點(diǎn)評(píng)：教師點(diǎn)評(píng)：2、解析、驗(yàn)證船吸現(xiàn)象、解析、驗(yàn)證船吸現(xiàn)象流速大流速小P小P大實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證船吸現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證船吸現(xiàn)象教師點(diǎn)評(píng)：教師點(diǎn)評(píng)：3、解析、驗(yàn)證香蕉球弧線、解析、驗(yàn)證香蕉球弧線足球沿弧線飛行原理足球沿弧線飛行原理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證弧線球原理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證弧線球原理SAvA=SBvB由伯努利方程：由伯努利方程：故