流體壓強與流速的關(guān)系范文
時間:2023-03-30 17:07:11
導(dǎo)語:如何才能寫好一篇流體壓強與流速的關(guān)系,這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn),歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
一、小球吹不跑的道理
例1 (2008年威海市)如圖1所示,利用漏斗、乒乓球探究氣體壓強與流速的關(guān)系時,當(dāng)沿漏斗管口用力吹氣時,發(fā)現(xiàn)乒乓球并不掉下來,可知乒乓球上方受到的氣體壓強比乒乓球下方受到的氣體壓強______,分析得出的結(jié)論是______.
解析: 當(dāng)向漏斗口吹氣時,乒乓球上方空氣的流動速度大于下方空氣的流動速度,因氣體的流速越大的地方壓強越小,可知乒乓球上方受到空氣的壓強小于下方空氣的壓強,這就產(chǎn)生了從流速小處(球下方)指向流速大處(球上方)的壓力差,使乒乓球獲得一個向上的升力而不會被吹跑.
答案:小 氣體的流速越大,壓強越小
二、紙杯會“跳高”的奧秘
例2 (2008年蘇州市)如圖2所示,將兩個一次性紙杯杯口向上疊套起來,用手握住外面的紙杯,在靠近杯口的上方平行于杯口方向用力吹氣.
(1) 請你猜測里面的紙杯將().
A. 保持靜止B. 發(fā)生旋轉(zhuǎn)C. 壓得更緊D. 向上跳起
(2)你的猜測依據(jù)是:______.
解析: 根據(jù)流體壓強與流速的關(guān)系,在紙杯上方沿著平行于杯口方向用力吹氣,由于紙杯上方空氣的流速大,壓強變得比下面小,于是紙杯上下所受的壓力差給紙杯一個向上的升力,下面的空氣把紙杯托了起來.
答案:(1) D (2) 杯口上方空氣流速增大,壓強減小,使里面杯子所受向下的氣壓小于所受向上的氣壓
三、人被吸進(jìn)鐵軌的原因
例3 (2008年淮安市)2007年4月18日零時起,我國鐵路開始了第六次大提速.“和諧號”動車組高速列車經(jīng)過時,若人離鐵軌太近容易被吸進(jìn)鐵軌.從物理學(xué)的角度看,這是因為高速行駛的列車與人之間的().
A. 空氣流速減小,壓強增大B. 空氣流速減小,壓強減小
C. 空氣流速增大,壓強增大D. 空氣流速增大,壓強減小
解析: 高速行駛的列車帶動空氣流動,且流速很大,壓強很小,這就產(chǎn)生了從流速小處(人的外側(cè))指向流速大處(人的內(nèi)側(cè))的壓力差,從而將人推向火車,引起事故.
答案:D
四、“土空調(diào)”的奧秘
例4 (2007年麗水市)如圖3是北美草原犬鼠洞穴的橫截面示意圖.它有兩個出口,當(dāng)風(fēng)吹過隆起洞口A表面時,風(fēng)速較大,吹過平坦洞口B時,風(fēng)速較小,從而給洞中的犬鼠帶去習(xí)習(xí)涼風(fēng).則下列有關(guān)洞內(nèi)風(fēng)向分析正確的是().
A. 風(fēng)總是從A口吹入,B口吹出
B. 風(fēng)總是從B口吹入,A口吹出
C. 風(fēng)總是從A、B口同時吹入
D. 風(fēng)有時從A口吹入,有時從B口吹入
解析: 當(dāng)風(fēng)吹過隆起洞口A表面時,風(fēng)速較大,壓強較??;吹過平坦洞口B時,風(fēng)速較小,壓強較大;A與B間的壓強差使風(fēng)總是從平坦洞口B吹入,從隆起洞口A吹出,形成了洞穴自然的空調(diào)系統(tǒng).
答案:B
1. (2008年常州市)2007年夏季,高郵湖面上發(fā)生龍卷風(fēng),把大量的湖水“吸”入空中.龍卷風(fēng)實質(zhì)上是高速旋轉(zhuǎn)的氣流,它能“吸”起物體的原因是().
A. 龍卷風(fēng)內(nèi)部的壓強遠(yuǎn)小于外部的壓強
C. 龍卷風(fēng)內(nèi)部的壓強遠(yuǎn)大于外部的壓強
B. 龍卷風(fēng)使物體受到的重力增大
D. 龍卷風(fēng)使物體受到的重力減小
2. (2008年諸暨市)李白家的轎車如圖4所示,它的尾部裝有氣流偏導(dǎo)器,它的作用主要是為了讓汽車在高速行駛時,對地面的壓力更大,提高車輪的抓地性能.圖中能表示偏導(dǎo)器橫截面形狀最合理的圖是().
3. (2008年無錫市)飛機機翼的橫截面設(shè)計成如圖5所示的形狀,是利用了在氣體中流速越大的位置壓強越______的原理,從而使機翼的上下表面產(chǎn)生壓強差,為飛機提供升力.
篇2
物理以實驗為基礎(chǔ),實驗教學(xué)是物理教學(xué)的主旋律。筆者在《流體壓強與流速的關(guān)系》教學(xué)過程中,創(chuàng)新實驗,構(gòu)建了自主、高效的生本實驗課堂。
1創(chuàng)設(shè)情境實驗
先設(shè)計情境實驗:在一個漏斗內(nèi)放入一個乒乓球,用膠管與漏斗連接,然后告訴學(xué)生:“誰可以用力向上吹掉漏斗內(nèi)的乒乓球,獲得50元現(xiàn)金獎勵?!蹦猩鸂幭瓤趾筌S躍欲試,費盡九牛二虎之力也無法完成。很多學(xué)生不甘心失敗,出人意料的現(xiàn)象讓學(xué)生百思不得其解。筆者問學(xué)生:“你們想知道原因嗎?”學(xué)生異口同聲:“想!”此時,筆者趁勢迅速導(dǎo)入課題:“認(rèn)真學(xué)習(xí)《流體壓強與流速的關(guān)系》,你們就知道了?!蓖ㄟ^讓學(xué)生體驗情不自禁、急于求知的實驗現(xiàn)象,快速把學(xué)生的好奇心轉(zhuǎn)化為求知行動。
2探索求知實驗
筆者組織學(xué)生動手,完成兩個實驗:①用一張紙條做實驗,讓紙條自然下垂,從上方水平吹氣,說出實驗現(xiàn)象及原因;②讓兩紙條豎直平行放置,向兩紙條中間吹氣,說出實驗現(xiàn)象及原因。再讓學(xué)生分組討論,通過以上實驗可以得出什么結(jié)論?
筆者設(shè)計了演示實驗:在靜止的水面上相距10cm處放置兩個乒乓球,然后用大注射器向兩個乒乓球中間平行于水面注水,學(xué)生觀察到兩個乒乓球自動相“吸”,教師再組織學(xué)生分組討論、全班交流,最后由教師進(jìn)行完善總結(jié),得到液體壓強與流動速度的關(guān)系。
3突破難點實驗
飛機升力是本節(jié)的教學(xué)難點,利用飛機升力實驗器進(jìn)行實驗,首先觀察實驗器的形狀,得出“上表面凸起,下表面平直”的結(jié)論,再讓學(xué)生討論當(dāng)風(fēng)吹動時,上、下氣體流動速度的差異關(guān)系, 明確實驗器與空氣的相對運動關(guān)系,然后打開電扇,學(xué)生觀察實驗器向上升起,通過先觀察、再分析、遷移,然后用實驗檢驗的方法突破了實驗中的難點。
4回歸生活實驗
4.1模仿站臺安全線實驗
用木板模仿軌道,在兩側(cè)靠近木板不同遠(yuǎn)近位置固定若干小紙人,然后將小車和紙盒固定,模仿列車,當(dāng)小車快速從木板上通過時,靠近木板的紙人被吸向木板,而距離遠(yuǎn)一些的紙人則影響不大,結(jié)合實驗說明了設(shè)置安全線的道理。
4.2模仿大風(fēng)天氣風(fēng)吹雨傘實驗
用線繩懸掛好輕質(zhì)太陽傘,調(diào)整好落地電扇的風(fēng)向,讓它正對雨傘,然后打開落地電扇的最高風(fēng)檔,在強風(fēng)的吹動下,太陽傘明顯上升。
5興趣提升實驗
為了鞏固學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,筆者利用吹硬幣競賽把課堂教學(xué)推向。先把全班學(xué)生分成7個小組,每組競賽活動由組長負(fù)責(zé)組織實施。統(tǒng)一使用文具盒作為臺階,讓學(xué)生對著臺階下的硬幣吹氣,硬幣被吹得最高的同學(xué)獲勝。 由獲勝者指定組內(nèi)同學(xué)解釋現(xiàn)象,解釋正確的可以指定其他組表演一個節(jié)目,解釋不完整或者錯誤,由該組表演一個節(jié)目,學(xué)生在情緒高漲中依依不舍地結(jié)束了物理課堂學(xué)習(xí)。
篇3
關(guān)鍵詞:新教材 新理念 新學(xué)情
初中物理新教材是依據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,充分體現(xiàn)了新課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念,改變了舊教材中過于注重知識傳授、不重視學(xué)生的學(xué)習(xí)過程,過于強調(diào)學(xué)科體系、偏重書本知識的現(xiàn)狀,加強了課程內(nèi)容與學(xué)生實際生活以及現(xiàn)代社會科技之間的聯(lián)系,關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和經(jīng)驗,著眼于全體學(xué)生的發(fā)展和終身學(xué)習(xí)的需要,注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。
作為教師如何把握好、運用好新教材,關(guān)鍵是教育觀念的徹底轉(zhuǎn)變,要用新課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念指導(dǎo)教學(xué)實踐。在實際教學(xué)中要真正落實到實處,應(yīng)注重以下幾個方面:
一、明確教學(xué)的目的是什么
傳統(tǒng)的教育觀念把知識的傳授作為主要的教學(xué)目的,而忽視了學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和能力的培養(yǎng)。而新課程標(biāo)準(zhǔn)提出基礎(chǔ)物理教學(xué)的目的,不僅僅是要求學(xué)生知道一些必備的物理知識,與此同時更應(yīng)該關(guān)注學(xué)生的發(fā)展需求,注重對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和能力的培養(yǎng),為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。為此,教師在教學(xué)過程中對每一章、每一節(jié)的內(nèi)容,都要根據(jù)新課標(biāo)的要求確定三維目標(biāo),即知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀,明確在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生哪些方面的能力、怎樣把目標(biāo)落實到教學(xué)的各個環(huán)節(jié)中去。
二、用新課程的理念去理解新教材,弄清編者的意圖,把握教材的實質(zhì)
教師在備課時必須統(tǒng)攬新教材,深入鉆研和挖掘新教材,正確理解編者的意圖;明確每一章、每一節(jié)的內(nèi)容對新課程理念有哪些明顯的體現(xiàn),是以什么方式呈現(xiàn)的,其實質(zhì)是什么,教材中所設(shè)置的每一個實驗、每一個插圖的目的是什么,怎樣運用好這些教學(xué)資源。
三、準(zhǔn)確把握重點,找準(zhǔn)難點
教學(xué)中的重點是教學(xué)的核心問題,在備課時教師要根據(jù)核心問題來設(shè)置教學(xué)活動,因此教師在備課時必須準(zhǔn)確把握每一章、每一節(jié)的重點,這是課堂教學(xué)的關(guān)鍵。如何準(zhǔn)確把握教學(xué)的重點?要根據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,從教學(xué)目標(biāo)中確定重點內(nèi)容。教學(xué)難點是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的思維障礙點,與學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、思維習(xí)慣、知識儲備、生活經(jīng)驗和心理特點等因素有關(guān)。因此要找準(zhǔn)教學(xué)難點,就必須進(jìn)行學(xué)情分析,根據(jù)學(xué)生的實際情況來確定。
四、擺正教師的位置
按照新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,教師的角色必須轉(zhuǎn)變,即從知識的傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)榻M織者、引導(dǎo)者、解惑者和參與者。只有擺正了教師的位置,在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計時,才會從這些角色出發(fā)進(jìn)行思考:設(shè)置什么樣的問題才能符合學(xué)生的認(rèn)知特點?怎樣引導(dǎo)學(xué)生主動思維?如何激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲?學(xué)生會有哪些疑惑點?怎樣予以恰當(dāng)?shù)狞c撥?在什么時候點撥?
下面結(jié)合本學(xué)期新教材內(nèi)容“壓強和浮力”一章中的“流體壓強和流速的關(guān)系”談?wù)剬π陆滩牡奶幚砗驮O(shè)計思路。以下是本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計全過程:
1、教材分析
本節(jié)內(nèi)容是屬于流體動力學(xué)的知識,從學(xué)科體系來看應(yīng)該到高中才開始系統(tǒng)學(xué)習(xí),在舊教材中屬于選學(xué)內(nèi)容。但這部分知識與實際聯(lián)系密切,在日常生活和科技生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。新教材中把這部分知識作為必學(xué)知識,充分體現(xiàn)了“關(guān)注全體學(xué)生的發(fā)展,改變學(xué)科本位;從生活走向物理,從物理走向社會”的新課程理念。
2、學(xué)情分析
學(xué)生是在學(xué)習(xí)了力和運動的關(guān)系、二力平衡的條件、壓強的概念、液體壓強和大氣壓強的知識之后來學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容的,已經(jīng)具備了一定的知識積累。學(xué)生在日常生活中已見過很多氣體的壓強與流速有關(guān)的現(xiàn)象和應(yīng)用實例,但對其原因并不清楚。多數(shù)學(xué)生的問題意識淡薄,從身邊熟知的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的能力普遍較差,因此要讓學(xué)生能從實驗現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)氣體壓強與流速的關(guān)系比較困難,需要教師的引導(dǎo)和點撥。 轉(zhuǎn)貼于
3、教學(xué)設(shè)計
(1)教學(xué)目標(biāo)
①知識與技能
了解氣體的壓強和流速有關(guān);了解飛機的升力是怎樣產(chǎn)生的;了解生活中跟氣體的壓強與流速有關(guān)的現(xiàn)象。
②過程與方法
通過實驗探究,認(rèn)識流體的壓強跟流速的關(guān)系;體驗由氣體的壓強差異產(chǎn)生的力。
③情感態(tài)度與價值觀
初步領(lǐng)略氣體壓強差異所產(chǎn)生現(xiàn)象的奧妙,獲得對科學(xué)的熱愛、親近感。
(2)重點
流體壓強與流速的關(guān)系。
(3)難點
使學(xué)生能從實驗現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)氣體壓強與流速的關(guān)系并提出探究問題;對流體壓強與流速關(guān)系的實際應(yīng)用和有關(guān)現(xiàn)象的解釋(根據(jù)學(xué)情分析,確定難點)。
(4)教學(xué)設(shè)計思路
整個課堂教學(xué)過程可分為三個大環(huán)節(jié):
①通過實驗創(chuàng)設(shè)情境,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,提出探究的核心問題并做出合理的猜想。
其目的是激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲,滿足學(xué)生的好奇心,注重培養(yǎng)學(xué)生的問題意識和提出問題的能力。
此環(huán)節(jié)是本節(jié)課的關(guān)鍵環(huán)節(jié),因為發(fā)現(xiàn)問題、提出問題是進(jìn)行科學(xué)探究的前提,科學(xué)探究過程就是圍繞所探究的問題展開的;同時此環(huán)節(jié)也是教學(xué)的難點,而突破難點的關(guān)鍵就是如何引導(dǎo)學(xué)生在已有認(rèn)知的基礎(chǔ)上通過分析實驗現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)氣體的壓強與流速有關(guān)。
②根據(jù)提出的探究問題和猜想,引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗并進(jìn)行實驗,驗證猜想是否正確并得出結(jié)論。
其目的是讓學(xué)生經(jīng)歷探究過程,注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、動手實驗?zāi)芰蛯嵤虑笫堑目茖W(xué)態(tài)度。
此環(huán)節(jié)是科學(xué)探究的重要環(huán)節(jié),因為科學(xué)探究需要把提出的猜想和假設(shè)落實到具體的操作方案上來,并通過具體的操作來驗證猜想。要使學(xué)生參與實驗探究過程,首先要使學(xué)生明確探究的目的是什么、已知條件是什么,在此基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗,根據(jù)設(shè)計的實驗來選擇所需要的器材。
③聯(lián)系社會科技與生活實際,引導(dǎo)學(xué)生運用流體壓強與流速的關(guān)系解釋有關(guān)現(xiàn)象,分析解決實際問題。
篇4
一、理解錯誤壓力
例如圖1,用10 N的壓力把一物體壓在水平地面上,此物體自身的重力為20 N,與地接觸面積為10 cm2。那么此物體對地面的壓強為多少?
典型錯誤由題意得
p=== Pa=2×104 Pa
錯因分析求此物體對地面的壓強時,對地面的壓力F中漏掉了作用在物體上的壓力。物體對地面的壓力應(yīng)為F=G+F′。
正確答案由題意得
p=== Pa=3×104 Pa
所以物體對地面的壓強為3×104 Pa。
歸納拓展在求解壓強時,要注意對壓力的確定。不能簡單地認(rèn)為物體的重力就是壓力,正確掌握壓力和重力的關(guān)系,才能準(zhǔn)確把握壓力的大小。
二、理解錯誤受力面積
例重79 N的正方體鐵塊放在0.5 m2的水平桌面中央,求鐵塊對桌面的壓強。(g=9.8 N/kg,鐵=7.9×103 kg/m3)
典型錯誤對于這道題,許多同學(xué)不假思索,很快進(jìn)行如下計算
p=== Pa=158 Pa
錯因分析上述計算過程中的錯誤是沒有正確區(qū)分p=公式中S的含義。鐵塊放在桌面中央,桌面受力面積應(yīng)為鐵塊與桌面的接觸面積,接觸面積不一定等于桌面的面積。應(yīng)先求出鐵塊的底面積,再確定桌面的受力面積,才能正確求出桌面受到的壓強。
正確答案鐵塊的質(zhì)量
m== kg=7.9 kg
鐵塊的體積
V== m3=10-3 m3
因為鐵塊是正方體,所以鐵塊邊長是0.1 m,底面積S=0.01 m2
p=== Pa=7 900 Pa。
歸納拓展求解物體的壓強,關(guān)鍵是要正確分析受力面積,這就要求我們必須清楚地知道物體之間的接觸面積是多少,不能認(rèn)為題中給出的面積就是受力面積。
三、錯誤判斷液體的密度
例如圖2所示,甲乙兩支完全相同的試管,內(nèi)裝質(zhì)量相等的液體,甲試管豎直放置,乙試管傾斜放置,兩支試管液面相平。設(shè)液體對兩試管底的壓強分別為p和p,則p___________p。(選填“大于”、“等于”或“小于”)
典型錯誤等于。兩支試管的高度相同,液體質(zhì)量相同, 根據(jù)公式p=ρgh得p=p。
錯因分析造成錯誤的主要原因,在于沒有正確分析甲、乙兩種液體的密度關(guān)系,受到圖形和思維定式的干擾,認(rèn)為兩種液體的密度是相等的。
正確答案兩支試管的豎直高度相同,液體的體積不同,則由圖2可知V<V。又已知液體的質(zhì)量m相同,由公式ρ=,可知ρ>ρ,再根據(jù)壓強公式p=ρgh,得出p>p。故正確的答案為:大于。
歸納拓展在求解液體壓強時,同學(xué)們很注重對“h”的確認(rèn),對液體的密度這一影響液體壓強的重要因素經(jīng)常容易忽略。同學(xué)們對這兩個影響壓強的因素都要有準(zhǔn)確地把握才能避免犯錯誤。
四、錯誤判斷液體的深度
例如圖3,放在水平桌面上的圓柱形容器,裝滿水后,容器中A點的壓強為多少?(g取10 N/kg)
典型錯誤由公式p=ρgh=1.0×103×10×0.1Pa
=1 000 Pa。
錯因分析公式p=ρgh中h表示深度,它是指從液體的自由液面到計算壓強的那點間的豎直距離,而不是計算壓強的那點到液面底部的距離。
正確答案由圖可知A點深度h應(yīng)是30 cm,根據(jù)公式,A點受到的壓強應(yīng)為p=ρgh=1.0×103×10×0.3 Pa=3 000 Pa。
歸納拓展對液體深度的確認(rèn)方法是:容器中某一點的深度,是指從液體的自由液面到液體中該點的豎直距離,而非該點到容器底部或者其他部位的距離。
五、錯誤判斷容器的形狀
例重為20 N的容器放在水平桌面上,容器內(nèi)盛有60 N的水,水深0.4 m,容器的底面積S=2×10-2 m2。求水對容器底部的壓強。(g取10 N/kg)
典型錯誤水對容器底部的壓力F=G=60 N。
水對容器底部的壓強
p== Pa=3 000 Pa
錯因分析F=G是不一定成立的,液體對容器底的壓力與液體本身重力的關(guān)系跟容器的形狀有關(guān)。圖4a中F=G,圖4b中F>G,圖4c中F
正確答案p=ρgh=1.0×103×10×0.4 Pa=4 000 Pa
歸納拓展液體對容器底部的壓力和液體本身重力的關(guān)系與容器的形狀有關(guān),不能認(rèn)為液體的重力始終與容器底部所受的壓力相等。
六、錯誤理解大氣壓強
例1關(guān)于大氣壓強,下列說法正確的是()
A. 大氣壓的值在不同的地點是不相同的
B. 大氣壓等于76 cm高的汞柱產(chǎn)生的壓強
C. 離地面越高,大氣壓數(shù)值就越大
D. 同一地方大氣壓的數(shù)值不會發(fā)生變化
典型錯誤B或C。
錯因分析錯選B的原因是不知道標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的條件。由于大氣壓與多種因素有關(guān),因此,把76 cm高的汞柱產(chǎn)生的壓強叫做標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。而不同情況下,大氣壓的數(shù)值不同,大氣壓的值并不是一成不變的。錯選C是記錯了大氣壓與海拔高度的關(guān)系。大氣壓的數(shù)值與海拔高度有關(guān),離地面越高,大氣壓越低。一般來說,在海拔3 000 m高度內(nèi),平均每升高12 m,大氣壓降低133.3 Pa。其實,大氣壓除了與高度有關(guān)外,在同一地點,大氣壓還與天氣、季節(jié)甚至?xí)r間等因素有關(guān)。通常,晴天的大氣壓比陰天高,冬天的大氣壓比夏天的高,上午的大氣壓比下午的高。
正確答案A。
例2兩塊平整的玻璃合攏后,很難分開,這是因為()
A. 兩塊玻璃自己粘在了一起
B. 用的力氣小,所以分不開
C. 是大氣壓的作用
D. 無從下手,所以難以分開。
典型錯誤錯選A、B或D。
錯因分析由于玻璃非常平整,合攏時就把玻璃之間的空氣排出了,而玻璃的外側(cè)受大氣壓的作用,緊緊地壓在一起,所以很難把它們分開。假設(shè)兩塊玻璃的面積為10 cm2,那么分開這么小面積的兩塊玻璃就需要大約100 N的力,可見,兩塊較大面積的玻璃合攏后很難分開。
正確答案C。
歸納拓展對大氣壓強知識的理解,應(yīng)該從它產(chǎn)生的原因入手,進(jìn)一步掌握其大小、如何證明其存在及有何應(yīng)用等知識。只是從表面上了解,不能夠深入理解和掌握,是出現(xiàn)錯解的根本原因。
七、錯誤理解流體壓強和流速的關(guān)系
例1如圖5所示,下列說法中正確的是()
A. A處水流速度最大,壓強最大
B. B處水流速度最大,壓強最大
C. B處水流速度最大,壓強最小
D. A、B、C三處水流速度相同,B處壓強最小
典型錯誤A或D。
錯因分析這是一道考查課本實驗的題目。錯選A的原因是認(rèn)為A處離水龍頭近,所以A處水流速度大,壓強小。錯選D的原因是認(rèn)為在一定時間內(nèi)流過A、B、C三處的水量相同,所以A、B、C三處水流的速度相同。其實,雖然在一定時間內(nèi)流過A、B、C三處的水量相同,但由于B處水管較細(xì),所以只有B處的水比A、C兩處的流速大,才能在相同的時間內(nèi)與A、C兩處流過相同的水量。B處豎直水柱的高度較小,表示B處水流的壓強較小,因為流速較大的地方壓強較小。
正確答案C。
例2閱讀下面一段文字,回答問題。
草原犬鼠的空調(diào)系統(tǒng)
圖6是非洲草原犬鼠洞穴的截面示意圖,犬鼠的洞穴有兩個出口,一個是平的,而另一個則是隆起的土堆。生物學(xué)家不是很清楚其原因,他們猜想:草原犬鼠把其中一個洞口堆成土包狀,是為了建一處視野開闊的望臺。如果這一假設(shè)成立的話,它又為什么不在兩個洞口都堆上土包呢?那樣不是有兩個望臺了嗎?物理學(xué)家觀察后發(fā)現(xiàn),實際上正是由于兩個洞口形狀不同,才使地面上的風(fēng)吹進(jìn)了犬鼠的洞穴,給犬鼠帶去了習(xí)習(xí)涼風(fēng)。這實際上是草原犬鼠的天然“空調(diào)系統(tǒng)”。
試從物理學(xué)的角度說明為什么地面上的風(fēng)能吹進(jìn)犬鼠的洞穴,給犬鼠帶去習(xí)習(xí)涼風(fēng)?并說明洞穴中的空氣流動的方向。
典型錯誤此題是一道問答題,由于“讀”不懂圖,出現(xiàn)的錯誤答案形式是多樣的,在此不再贅述。
篇5
關(guān)鍵詞:灰渣泵 漿體水擊 灰漿回落 反向轉(zhuǎn)速
中圖分類號:TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)11(a)-0091-01
某發(fā)電廠一二期有兩臺機組,其中300MW機組一臺,600 MW機組一臺,每年大概有912×104~1064×104 m3灰生成。電廠除灰系統(tǒng)采用水力除灰,灰渣池的灰漿通過二級串聯(lián)灰渣泵加壓后送往灰場。此種輸灰方式具有兩個特點:①輸送灰管路長;②灰渣泵出口與輸灰管路最高點的位差大。在以往運行中,由于灰渣泵突然斷電停止后,管路中的灰渣有15 m的落差,灰漿形成回流,產(chǎn)生“水擊”現(xiàn)象,有可能對灰渣泵產(chǎn)生具大的沖擊力,最后導(dǎo)致灰渣泵的損壞,威脅著電廠的安全和經(jīng)濟運行。本文基于電廠除灰系統(tǒng)的水擊問題,進(jìn)行相關(guān)分析和計算,為降低水擊壓力的幅值、提高管路輸灰系統(tǒng)安全性提出合理建議。
1 電廠除灰系統(tǒng)概況及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)
目前電廠除灰系統(tǒng)采用兩級泵,其中一級泵為250ZJ-85型灰渣泵,流量1250 m3/h,揚程125 m;二級灰渣泵接一臺液力耦合器,其轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)范圍為250-750 r/min,正常運行時液力耦合器的轉(zhuǎn)速是500 r/min;二級灰渣泵為250ZJ-90型灰渣泵,其流量為1250m3/h,揚程為75 m,正常運行時灰渣泵的總的揚程為175 m。
除灰管路的型號為Φ529×65型復(fù)合鑄石管,該復(fù)合鑄石管由三層材料組成:外壁為#20鋼,壁厚0.01 m,中間為混凝土充填層,厚度0.03 m,內(nèi)層為玄武巖鑄石,壁厚0.025 m,內(nèi)徑0.4 m,鑄石管的彈性模量167×108 Pa。管道設(shè)計流量1250 m3/h,輸灰管路的總阻力(包括沿程阻力、局部阻力和重力)為50 m,灰水比為1∶15。
2 灰漿管路水擊壓力計算
2.1 灰水混合物密度的計算
在研究除灰管路的液固兩相流時,假設(shè)固體顆粒是均勻混合在液體中的,稱這種液固兩相流為均質(zhì)流動(均相流)。固體顆粒的體積用Vs表示,液體的體積用VL表示,則固液混合物的體積可以表示為固體的體積Vs和液體的體積VL之和。因此固液兩相混合物的密度可依據(jù)下式計算:
(1)
灰漿的密度ρS=600~700 kg/m3,灰水比為1∶15,即得Vs/VL=1/15。
2.2 漿體水擊強度的計算
漿體中由于存在大量固體顆粒,其比重、彈性模量及粒度組成不同,因此漿體水擊特性與固體顆粒性及其在管道中流動特性有密切關(guān)系。均質(zhì)流顆粒和周圍水團的流速一致,在管道末端閥門突然關(guān)閉時,固液兩相流的流速可以統(tǒng)一考慮,這與單相流很相似,所不同的是流體的壓縮變形。由于固、液體的彈性模量不同,其壓縮的體積由固體顆粒的壓縮量和水的體積壓縮量組成。
根據(jù)連續(xù)性原理,流入的漿體等于水、固體顆粒的體積壓縮量和管道膨脹的體積,推導(dǎo)均質(zhì)流的波速如下:
(2)
(3)
式中ρm為均質(zhì)流的密度,根據(jù)固體顆粒的體積濃度Sv和固體物料的密度ρS求得;
Ew為水的彈性模量,Pa;
Es為灰料的彈性模量,Pa;
D為管道內(nèi)徑,m。
依據(jù)文獻(xiàn)[4]知,水的彈性模量EW=2.0×109 Pa,因此依據(jù)前述各式,可計算典型工況漿體波速。
2.3 漿體水擊壓強的計算
在管道水力輸送中,由于要考慮到兩相流的穩(wěn)定性,并且固體顆粒一般較細(xì),因此假設(shè)為均質(zhì)流,由此可以看出均質(zhì)流在漿體水擊中占有重要地位。均質(zhì)流的固體顆粒和周圍水的流速一致,因此漿擊壓強計算公式可以借助單相流的水擊壓強公式進(jìn)行計算。當(dāng)突然斷電后,泵停轉(zhuǎn)時灰漿回流產(chǎn)生回流壓強
(4)
下表為典型工況下的回流壓強計算結(jié)果。可以看出,漿擊壓強均大于泵的承受壓強(廠家提供相關(guān)泵的承載壓強為1.5 MPa),說明灰漿產(chǎn)生水擊壓力時,改制對泵體結(jié)構(gòu)的安全具有顯著影響(如表1)。
3 降低灰漿水擊壓強的措施
經(jīng)上述計算和分析可知,當(dāng)電廠除灰泵系統(tǒng)發(fā)生緊急停機時,泵體反向轉(zhuǎn)速不會超過安全允許值,但灰漿水擊壓強稍大于泵蝸殼所承受的最大壓強,對泵體的安全運行十分不利。因此,可對灰渣泵或除灰管路采取一定的防護(hù)措施,以保證安全生產(chǎn)。在理論分析及實際計算的基礎(chǔ),提出以下防護(hù)措施:
(1)加厚灰渣泵蝸殼的厚度,提高蝸殼的承壓強度。(2)增加除灰管路的直徑,并且除灰管路的膨脹應(yīng)使用補償量比較大的補償器。(3)安裝泄流安全閥,在可能發(fā)生漿擊的管段如泵的出口處安裝泄流安全閥,在漿擊壓強超過某一定值后閥門自動開啟,泄出部分漿體,由于漿體壓縮性小壓強隨著流體的泄出而迅速降低。(4)降低波速,緩和漿擊強度,由于空氣彈性模量小,對降低灰漿水擊波速,緩解漿擊壓強有顯著作用。
參考文獻(xiàn)
[1] 周云龍,孫斌,蔣誠.發(fā)電廠除灰泵漿體水擊壓強的計算與分析[J].流體機械.2001,2:19-21.
[2] 江春波,張永良,丁則平,等.流體力學(xué)[M].中國電力出版社.2007(8):38-89.
篇6
關(guān)鍵詞:折疊式賀卡:引入新課:改進(jìn)實驗
中圖分類號:G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1003-6148(2013)8(S)-0059-1
在《流體壓強與流速的關(guān)系》一節(jié)的教學(xué)中,用廢舊的折疊式賀卡做兩個小實驗。可取得很好的教學(xué)效果。這兩個小實驗均具有效果顯著、制作簡單、操作容易、材料易得的優(yōu)點。
1 用折疊式賀卡小實驗引入新課
上課開始時,將折疊式賀卡按如圖1方式放在講臺上,卡片與臺面之間形成一個孔洞。教師向全班學(xué)生提出挑戰(zhàn)性問題“誰能用向孔洞內(nèi)吹氣的方法把卡片掀翻”,學(xué)生立即躍躍欲試,教師指定1-3名學(xué)生上臺嘗試,觀察到的結(jié)果是大出學(xué)生意料。如圖2(學(xué)生同時還會觀察到停止吹氣后卡片恢復(fù)原狀如圖1)。然后教師順勢進(jìn)入新課教學(xué)。
以此實驗引入新課。既能較好地激發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)興趣。又能很直觀地顯示“在氣體中。流速越大的位置。壓強越小”的物理現(xiàn)象,便于教師引導(dǎo)學(xué)生對卡片上下面進(jìn)行受力分析,從而幫助學(xué)生形成關(guān)于流體壓強特點的認(rèn)識。利用這個小實驗引入新課具有一箭雙雕的效果。
2 用折疊式賀卡改進(jìn)教材中“機翼模型實驗”
教材上用紙做機翼模型實驗有如下不足:一是用紙做模型步驟較繁瑣。導(dǎo)致學(xué)生耗時長且成功率不高:二是由于一般人肺活量小。提供的足夠大氣流的持續(xù)時間較短,且用嘴吹氣時很難控制氣流沿水平方向吹機翼,導(dǎo)致實驗時難以觀察到持續(xù)的明顯的“機翼尾部在氣流的作用下向上翹起”現(xiàn)象。
用折疊式賀卡代替教材中紙張做機翼模型。制作過程如下圖3所示。實驗時,用吹風(fēng)機代替口吹氣,實驗效果如圖4所示。
篇7
在學(xué)習(xí)溫度計時,需要了解溫度計的原理,即有關(guān)熱脹冷縮的知識,利用乒乓球能很好的驗證,方法很簡單,將一踩癟的乒乓球,放在熱水里,里面的氣體由于溫度升高,體積膨脹,會使乒乓球復(fù)原.
探究目的證明了氣體的熱脹冷縮的特點,能培養(yǎng)學(xué)生對物理知識的感性認(rèn)識,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣.
探究實驗二:長度的測量――球體直徑的測量
在學(xué)習(xí)長度的測量時,利用乒乓球、刻度尺、兩塊長方體木塊來測量乒乓球的直徑.具體方法是:把乒乓球放在兩塊長方體木塊中間,直尺和長方體木塊垂直,記下兩木塊間的距離,并轉(zhuǎn)動乒乓球的不同方向再測量幾次,求出平均值,這樣測得直徑較為準(zhǔn)確.
探究目的這個實驗不僅能讓學(xué)生學(xué)會利用刻度尺測量物體長度,還能學(xué)會利用特殊的方法測量其它球形物體直徑.
探究實驗三:聲現(xiàn)象――一切發(fā)聲體都在振動
在聲現(xiàn)象的學(xué)習(xí)中,為了探究一切發(fā)聲體都在振動,課本采用了一些方法,但實驗現(xiàn)象都不太明顯,如果將乒乓球粘上一根細(xì)線,使掛在細(xì)線下的乒乓球接觸正在發(fā)聲的音叉,發(fā)生的音叉又會迅速把乒乓球彈開,但乒乓球在重力作用下又會回落,并再次與音叉接觸,發(fā)生的音叉又把乒乓球彈開,實驗現(xiàn)象非常明顯(圖1).
探究目的該實驗的特點是器材和操作簡單,能見度高,每位同學(xué)都做探究且能清楚地觀察到實驗的全過程.同時實驗的趣味性也比較強,能使學(xué)生感覺新穎、奇特,能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動力.
探究實驗四:牛頓第一定律――一切物體都具有慣性
在學(xué)習(xí)慣性時,課本上是將雞蛋放在硬紙片上,用力打紙片,紙片飛出,雞蛋留在原處,是因為雞蛋具有慣性,原來是靜止的,還要保持原來靜止?fàn)顟B(tài),所以還會留在原處.但在我們在用雞蛋做實驗時,很容易將雞蛋打破,蛋黃、蛋白流得到處都是,很臟很不好處理,如果將乒乓球剝開灌沙再用膠水粘合代替雞蛋使用,效果一樣,還可以反復(fù)使用,又避免了雞蛋打破的尷尬.
探究目的通過反復(fù)實驗,能使學(xué)生意識到,不僅僅是靜止物體具有保持靜止的慣性,運動的物體也有保持運動的慣性,讓學(xué)生走進(jìn)了一個活生生的物理世界,在學(xué)習(xí)中輕松地突破知識難點.
探究實驗五:大氣壓強――證明大氣壓強的存在
在學(xué)氣壓時,為了親自感受和驗證大氣壓強的存在,可在礦泉水瓶中裝滿水,用乒乓球蓋嚴(yán)瓶口,手按住乒乓球把瓶子倒過來,放開手后水沒有流出來,乒乓球也沒有下落.
探究目的此實驗?zāi)茏寣W(xué)生親自感受和驗證大氣壓強的存在,直觀形象、生動有趣,比用任何語言描述效果都要好.
探究實驗六:浮力――演示浮力的方向總是豎直向上的
在學(xué)習(xí)浮力時,對浮力的方向是向上的很容易理解,但對于浮力總是豎直向上的認(rèn)識、理解有一定困難,為了突破這一難點,教師可設(shè)計這樣一個實驗:先將一根細(xì)線一端粘在乒乓球上,一端粘在大燒杯底,然后向燒杯中注水會發(fā)現(xiàn)沾有細(xì)線的乒乓球浮起,此時細(xì)線與水平面垂直,說明浮力方向是豎直向上的,當(dāng)傾斜燒杯時細(xì)線仍然豎直,說明浮力方向總是豎直向上的.
探究目的通過該實驗,使學(xué)生對浮力方向總是豎直向印象深刻,此實驗直觀、形象,便于加深對老師講課內(nèi)容的理解,很容易使學(xué)生突破知識上的難點.
探究實驗七:浮力――探究浮力產(chǎn)生的原因
在探究浮力產(chǎn)生的原因中,課本上是將塑料薄膜蒙在一只塑料筒的兩端,再放入水中讓其兩端處在水中不同的深度,觀察對比塑料薄膜的凹陷程度.筆者設(shè)計的實驗為:將一只塑料可樂瓶剪去底部(瓶頸的截面直徑略小于乒乓球的直徑).把一只乒乓球放在瓶內(nèi),從上面倒入水,觀察到有少量水從乒乓球與瓶頸縫隙中流出,但乒乓球并不上浮,直到水倒?jié)M后,乒乓球還沉在水底并沒有浮起來,因為乒乓球下部沒有水,所以沒有受到水對其向上的壓力,只有水對乒乓球豎直向下的壓力,所以乒乓球始終沉在水底.當(dāng)用手指堵住瓶頸的出水口,使水慢慢流下并注滿玻璃管后,由于乒乓球的下部有了水,所以受到了向上的浮力,由于乒乓球所受浮力大于其自身重力,所以乒乓球上浮.
探究目的原有實驗取材困難,現(xiàn)象不明顯,不便觀查,改進(jìn)后使該實驗取材容易、操作簡單、現(xiàn)象明顯、趣味性強.
探究實驗八 :壓強――流體壓強與流速的關(guān)系
在學(xué)習(xí)流體壓強與流速的關(guān)系時,在一漏斗口下放一乒乓球,手放開,乒乓球由于重力的作用而下落,如果用嘴不斷地從上往下吹氣,可看到乒乓球不落下;另一種做法是:將漏斗口朝上,用嘴不斷地從下往上吹氣,可看到乒乓球不落下,會懸浮在空中.另外還可以將乒乓球放在一燒杯中,對著燒杯口吹氣,會發(fā)現(xiàn)乒乓球從燒杯中跳起來,跳入另一燒杯中.
探究目的這一實驗設(shè)計來源于學(xué)生小時候可能都玩過的一個玩具,取材簡單,實驗現(xiàn)象明顯、趣味性強.能很好地說明了流體流速越快的位置壓強越小,流體流速越慢的位置壓強越大.
探究實驗九:機械能――機械能的相互轉(zhuǎn)化
在學(xué)習(xí)機械能的相互轉(zhuǎn)化的知識時,我們可用乒乓球做以下兩個實驗:把乒乓球系上細(xì)線做成單擺,分析運動過程中的能量轉(zhuǎn)化.或?qū)⑵古仪驈囊欢ǜ叨茸杂上侣洌古仪蛳侣渑c地面撞擊又被彈起.整個過程中乒乓球的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能、動能與彈性勢能之間相互轉(zhuǎn)化.
篇8
壓強知識比較抽象,需要較強的抽象思維能力,所以知識難度較大。縱觀近年各地中考中的壓強試題,注重考查同學(xué)們對基本知識的辨析能力、運用知識分析解決問題的能力以及科學(xué)探究能力。
從2013年全國中考物理試題中可以看到新的變化有:試題內(nèi)容緊緊圍繞中考考查的基本知識點,大量涉及日常生活、生產(chǎn)實踐中所遇到的新鮮事物、社會熱點問題。命題趨勢:結(jié)合重大事件、新鮮事物、社會熱點問題,滲透壓強知識,滲透科學(xué)探究,提高綜合運用知識分析解決問題的能力。
(一)考點例析
考點1壓力概念
【例1】關(guān)于壓力,下列說法正確的是()
A.壓力的大小總是等于物體的重力
B.壓力的方向總是豎直向下
C.壓力就是重力
D.一塊磚分別平放、側(cè)放、豎放在地面上,對地面壓力不變
【解析】重力是由于地球吸引而使物體受到的力,方向總是豎直向下;而壓力是物體間相互接觸并擠壓產(chǎn)生的,方向垂直于接觸面并指向受力物體。重力和壓力是兩種性質(zhì)不同的力,只有當(dāng)孤立的物體水平放置時,對水平面的壓力大小才等于重力,因此選項A、B、C均是錯誤的。把一塊磚分別平放、側(cè)放、豎放在地面上,根據(jù)二力平衡,地面支持力大小等于磚塊重力大小,對地面的壓力和地面對它的支持力是一對相互作用力,所以壓力大小等于支持力大小,故同一塊磚分別平放、側(cè)放、豎放在地面上,對地面壓力大小相等,選項D正確。
【答案】D
考點2壓強概念
【例2】關(guān)于壓強,下列說法正確的是()
A.單位面積上所受的重力叫壓強
B.壓強大小跟重力和受力面積均有關(guān)
C.受力面積相同,壓力越大,壓強越大
D.壓力相同,受力面積越大,壓強越大
【解析】壓強是表示壓力作用效果的物理量,單位面積上所受的壓力叫壓強,所以壓強大小跟壓力和受力面積有關(guān),公式為p=FS。故受力面積相同,壓強與壓力成正比,壓力越大,壓強越大;壓力相同,壓強與受力面積成反比,受力面積越大,壓強越小。
【答案】C
考點3壓強計算
【例3】(2013•德州)星期天小明和小慧到德州開發(fā)區(qū)減河濕地去玩,他們踩在軟綿綿的沙灘上,留下一串串腳印。小明突發(fā)奇想對小慧說:“我的體重是50kg,每只腳與沙灘的接觸面積是200cm2,當(dāng)我在水平沙灘上行走時,對沙灘的壓力是N,壓強是Pa。(g取10N/kg)
【解析】(1)踩在沙灘上,壓力等于重力,F(xiàn)=G=mg=50kg×10N/kg=500N
(2)壓強p=FS,行走時受力面積為一只腳的面積,故S=200cm2=2×10-2m2
所以p=FS=GS=500N2×10-2m2=2.5×104Pa
【答案】5002.5×104Pa
【點評】本題含三個細(xì)節(jié):一是質(zhì)量與重力的一個轉(zhuǎn)化,G=mg;二是走路是一只腳觸地,而站立則是兩只腳觸地;三是面積單位,平方厘米與平方米的轉(zhuǎn)化,1cm2=1×10-4m2。
考點4增大、減小壓強方法
【例4】(2013•宜昌)如圖91所示的事例中,屬于增大壓強的是()
A.書包背帶做得較寬B.切蘋果器的刀片做得較薄
C.鐵軌鋪在枕木上D.火星車模型輪子大而寬
圖91
【解析】根據(jù)壓強公式p=FS,增大壓強的方法是增大壓力或減小受力面積,減小壓強的方法是減小壓力或增大受力面積。書包背帶做得較寬是增大受力面積,故為減小壓強;切蘋果器的刀片做得較薄是減小受力面積,故為增大壓強;鐵軌鋪在枕木上、火星車模型輪子大而寬均是為了防止火車、火星車陷入路面,而采取的增大受力面積,減小壓強的方法。
【答案】B
考點5液體壓強特點
圖92【例5】(2013•泉州)如圖92所示,容器裝有水,其底部a、b、c三處受到水的壓強分別為pa、pb、pc,則以下判斷正確的是()
A.pa>pb>pc
B.pa<pb<pc
C.pa=pb=pc
D.pa>pb=pc
【解析】液體壓強特點:液體內(nèi)部朝各個方向都有壓強;在同一深度,各個方向的壓強相等;深度增大,液體的壓強增大;液體的壓強還與液體的密度有關(guān),在深度相同時,液體密度越大,壓強越大。本題中a、b、c三點處在同種液體里且a、b、c三點在同一深度,故a、b、c三處受到水的壓強相等。
【答案】C
考點6液體壓強計算
圖93【例6】如圖93所示“蛟龍?zhí)枴陛d人深潛器是我國首臺自主設(shè)計、研制的目前世界上下潛最深的作業(yè)型深海載人潛水器,于2012年6月順利完成工作設(shè)計深度7000m的海試任務(wù)。(海水密度取ρ海水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)“蛟龍?zhí)枴遍L、寬、高分別是8.2m、3.0m與3.4m,自身重量不超過22t,最大荷載是240kg。
(1)當(dāng)“蛟龍?zhí)枴毕聺摰竭_(dá)7000m深度時,受到海水的壓強是多少?
(2)當(dāng)“蛟龍?zhí)枴毕聺摰竭_(dá)7000m深度時,其表面1m2面積上受到海水的壓力大小為多少?
【解析】(1)由液體壓強公式可得:p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×7000m=7×107Pa
(2)根據(jù)p=FS可得:F=pS=7×107Pa×1m2=7×107N
【答案】7×107Pa7×107N
圖94【點評】計算液體的壓力、壓強時的一般解題步驟是:一般先根據(jù)p=ρgh求出液體產(chǎn)生的壓強,再根據(jù)F=pS求出液體產(chǎn)生的壓力。需要注意的是:液體對其底部的壓力在數(shù)值上一般不等于液體重力。對于直壁柱體類容器(如圖94甲),液體對其底部的壓力在數(shù)值上等于液體重力,即F1=G液,液體對其底部的壓強可用公式p=FS=G液S=ρgVS進(jìn)行計算,而其他形狀的容器,如圖乙、丙,液體對其底部的壓力在數(shù)值上不等于液體重力,圖乙:F2<G液,圖丙:F3>G液,這不能混淆。
考點7連通器
【例7】(2013•黑河)連通器在日常生活和生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛,如圖95所示事例中不是利用連通器原理工作的是()
A.活塞式抽水機B.茶壺
C.鍋爐水位計D.三峽船閘
圖95
【解析】連通器是指上部開口、底部連通的容器。如果連通器中只裝有一種液體,那么液面靜止時連通器中液面總保持相平。連通器在生活中應(yīng)用很廣,茶壺就是一個連通器,壺嘴和壺里的液面是相平的,輕輕一傾斜,茶水就從壺嘴中流出,所以制作時壺嘴不能高于壺口,若壺嘴太高,倒水時,水會從壺口處流出,壺嘴也不能低于壺口,否則茶壺裝不滿;鍋爐水位計也是一個連通器,根據(jù)水位計上液面的高低可以知道鍋爐內(nèi)水的多少;供船只通過的船閘也是連通器,下游閘門和閥門都關(guān)閉,上游閥門打開,上游和閘室就構(gòu)成連通器,或當(dāng)上游閘門和閥門都關(guān)閉,下游閥門打開,下游和閘室就構(gòu)成連通器。本題中活塞式抽水機不是連通器。
【答案】A
【點評】洗手池下的彎道管,管內(nèi)始終保持一定量的水可防止有異味的氣體進(jìn)入室內(nèi);過路涵洞,能使道路兩邊的水面相同,起到水過路的作用;水塔供水系統(tǒng),可以同時使許多用戶用水,以上這些都是連通器的應(yīng)用。
考點8大氣壓強的存在
【例8】德國科學(xué)家奧托•格里克所設(shè)計的實驗,證明了。圖96甲所示,將杯子里裝滿水,用紙片把杯口蓋嚴(yán),手按紙片把杯子倒過來,放手后,紙片不會掉下來,杯子里的水不會流出來,這表明;如果將杯子轉(zhuǎn)到如圖乙、丙所示的位置,紙片不掉,水仍不流出來,這說明大氣向都有壓強。
圖96【解析】1654年5月8日,德國馬德堡市市長奧托•格里克,把兩個直徑35.5cm的空心銅半球緊貼在一起,抽出球內(nèi)空氣,然后用兩隊人馬(每隊各八匹馬)向相反方向拉兩個半球,當(dāng)這16匹馬竭盡全力終于把兩個半球拉開時,竟然發(fā)出像放鞭炮一樣的巨大響聲,這就是馬德堡半球?qū)嶒灒辛Φ刈C明了大氣壓強的存在。
生活中將杯子里裝滿水,用紙片把杯口蓋嚴(yán),手按紙片把杯子倒過來,水和紙片不會掉下來的“覆杯實驗”也證明了大氣壓強的存在。大氣壓強的方向是垂直于紙面的,所以側(cè)過來,還可以證明大氣向各個方向都有壓強。
【答案】馬德堡半球大氣壓強的存在大氣壓強的存在各個方向
【點評】證明大氣壓強存在的實驗很多,其中最著名的是馬德堡半球?qū)嶒灐?/p>
考點9大氣壓強的測量
【例9】小虎同學(xué)利用注射器(容積為V)、彈簧測力計和刻度尺估測大氣壓的值。
圖97(1)實驗時,首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔。這樣做的目的是。
(2)如圖97所示,水平向右慢慢拉動注射器筒,當(dāng)注射器的活塞開始滑動時,記下彈簧測力計的示數(shù)F,用刻度尺測出注射器的全部刻度的長l,則大氣壓的值可表示為p=。
(3)實驗過程中注射器筒內(nèi)漏進(jìn)了少量空氣,則測得的大氣壓值(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
(4)實驗室有甲、乙兩個注射器,活塞的橫截面積分別為0.5cm2和2cm2,若彈簧測力計量程為10N,實驗時應(yīng)選用(填“甲”或“乙”)注射器,理由是。
【解析】測量大氣壓強的實驗方法很多,本題采用的是將注射器排空水平放置并拉動。根據(jù)二力平衡,彈簧測力計的拉力等于大氣壓力,故測出拉力和注射器活塞的橫截面積就可算出大氣壓強。
若注射器筒內(nèi)漏進(jìn)了少量空氣,就會導(dǎo)致彈簧測力計的拉力變小,故測得的大氣壓值偏小。
大氣壓的值約為1×105Pa,根據(jù)F=pS,橫截面積分別為0.5cm2和2cm2的兩活塞分別對應(yīng)的拉力為5N和20N,而彈簧測力計量程為10N,所以只能選擇活塞橫截面積為0.5cm2的甲注射器。
【答案】(1)排盡筒內(nèi)的空氣(2)FlV(3)偏?。?)甲拉動乙注射器筒所需的力超過彈簧測力計的量程
【點評】此方法僅是一種粗略測大氣壓強的方法,實驗中注射器筒內(nèi)空氣很難被排盡、活塞與針筒之間會漏空氣、活塞與針筒之間有摩擦等均會導(dǎo)致測量結(jié)果偏大或偏小。
考點10大氣壓強的變化
圖98【例10】(2013•新疆)如圖98所示,艾力同學(xué)將自制的氣壓計從山腳下帶到山頂?shù)倪^程中,氣壓計的水柱和外界氣壓的變化分別是()
A.上升、降低
B.下降、升高
C.上升、升高
D.下降、降低
【解析】大氣壓強隨高度的增加而降低,高山上氣壓要比山腳下低;自制的氣壓計瓶內(nèi)氣壓等于外界大氣壓加上玻璃管里水柱產(chǎn)生的壓強,外界大氣壓降低,瓶內(nèi)氣壓就會把瓶里水壓入玻璃管中,使玻璃管里水柱上升。
【答案】A
【點評】做這個實驗時要注意:不要讓手或身體直接接觸這個瓶子,因為當(dāng)溫度變化時,瓶中水柱也會發(fā)生變化。
考點11液體沸點與氣壓的關(guān)系
【例11】燒瓶里封閉有100℃的水,將燒瓶倒置過來,如圖99所示,然后在瓶底澆上冷水,此時瓶內(nèi)的水將()
圖99A.會重新沸騰
B.不能沸騰
C.可能沸騰,可能不沸騰
D.條件不足,無法判斷
【解析】在瓶底澆上冷水,瓶內(nèi)壓強變小,瓶內(nèi)水的沸點降低,所以瓶內(nèi)水會重新沸騰。
【答案】A
【點評】在瓶底澆上冷水,會使瓶內(nèi)壓強變小,同樣在瓶口接上注射器,向外抽氣,也會使瓶內(nèi)壓強變小,同樣可以看到瓶里水會重新沸騰。
(二)考點演練
【課后鞏固】
1.邊長10cm的正方體,重為78N,當(dāng)它受到豎直向上、大小為18N的提力時,水平地面受到的壓強為Pa。要在0.5cm2的面積上產(chǎn)生4×106Pa的壓強所需壓力為N。
2.你雙腳站在水平地面上,如果想使你對地面的壓強增大一倍可以,這是因為
。
3.用刀切菜時,刀鈍了切不動,這時可以使勁切,這是利用的方法來;或者在磨刀石上把刀磨一磨就容易切了,這是利用的方法來。
4.(2013•宜昌)在長約1米、一端封閉的玻璃管里灌滿水銀,用手指將管口堵住,然后倒插在水銀槽中,放開手指,管內(nèi)水銀面下降到一定高度時就不再下降,如圖910所示。
圖910(1)為了測得大氣壓的值,這時必須測量。如果將此裝置拿到比地面低得多的礦井底部,則觀察到的現(xiàn)象是。
(2)某同學(xué)也利用此裝置,把水銀換成水,將玻璃管灌滿水后倒插在水槽內(nèi)時,管中的水柱下降,如果這時在管頂開一個小孔,水柱向上噴出。(均填“會”或“不會”)
5.在火車站和地鐵站臺上,都畫有一條安全線,當(dāng)火車快速開過時,人越過這條線就會有危險,這是因為,火車開動時,靠近火車的地方氣體,壓強,離站臺遠(yuǎn)的地方氣體,壓強,強大的氣流會。
6.下列圖911四幅圖中,已知G都是10N,F(xiàn)都是5N,則圖中對支撐面MN,壓力最小的是()
圖9117.如圖912所示,正確的是()
圖9128.(2013•永州)下列四個實例中,能夠增大壓強的是()
A.駱駝的腳掌長得很寬大
B.菜刀刃磨得很鋒利
C.坦克裝有兩條寬大的履帶
D.減少汽車的載重量
圖9139.如圖913所示,物體A靜止在水平桌面上,若把物體A向右移動的過程中物體未掉下桌子,則A對桌面的壓力F、壓強p的變化情況是()
A.F不變,p不變
B.F不變,p變小
C.F不變,p變大
D.F變大,p變大
10.下面圖914四個圖中所涉及的物理知識描述錯誤的是()
圖914A.甲圖,減小受力面積增大壓強
B.乙圖,飲料上升到嘴里是吸力的作用
C.丙圖,氣體的壓強與它的流速有關(guān)系
D.丁圖,液體壓強隨深度的增加而增大
11.關(guān)于大氣壓,下列說法不正確的是()
A.高原地區(qū)大氣壓比沿海地區(qū)小
B.沒有大氣壓,橡皮吸盤就不能吸在光滑玻璃上
C.不同地點,標(biāo)準(zhǔn)大氣壓值不同
D.同一地點大氣壓隨時間、季節(jié)變化也在變化
圖91512.(2013•泰安)如圖915所示,放在水平桌面上的兩個容器分別裝有相同高度的純水和鹽水(ρ鹽水>ρ水),下面關(guān)于液體中a、b、c三點(其中b、c兩點在同一水平面上)壓強大小的關(guān)系說法正確的是()
A.pa>pb>pc
B.pc>pb>pa
C.pb>pa>pc
D.pc>pa>pb
13.(2013•樂山)如圖916所示是一種水翼船,船體下安裝了水翼。當(dāng)船在高速航行時,水面下的水翼會使船體整體抬高從而減小水對船體的阻力。則水翼安裝正確的是()
圖91614.物體G靜止在圖917所示的斜面上,畫出斜面所受壓力的示意圖。
圖91715.圖918所示是三個相同的燒杯,甲杯放鹽水,乙杯放煤油,丙杯放水,當(dāng)杯底受到液體壓強相等時,畫出杯內(nèi)液面的大概位置。(ρ鹽水>ρ水>ρ煤油)
圖918圖91916.一靜止在海面的潛水艇模型,在啟動之后,4min內(nèi)勻速豎直下潛20m,而后沿水平方向做勻速直線運動,又運動4min。請在圖919中畫出潛水艇模型8min之內(nèi)所受海水壓強和時間的關(guān)系圖象(ρ海水=1.03×103kg/m3,g=10N/kg,潛艇模型體積和大氣壓均不計)。
17.通過學(xué)習(xí),同學(xué)們知道了液體壓強的特點,在此基礎(chǔ)上,老師提出了這樣的問題:有兩只杯子,分別盛有清水和鹽水,但沒有標(biāo)簽,你能否用壓強計將它們區(qū)別開?
(1)當(dāng)壓強計的金屬盒在空氣中時,U形管兩邊的液面應(yīng)當(dāng)相平,而小明同學(xué)卻觀察到如圖920(a)所示的情景,出現(xiàn)這種情況的原因是:U形管左支管液面上方的氣壓(填“大于”、“小于”或“等于”)大氣壓;調(diào)節(jié)的方法是()
圖920A.將此時右邊支管中高出的液體倒出
B.取下軟管重新安裝
(2)小明再作圖(b)所示的檢查,當(dāng)用手指按壓(不論輕壓還是重壓)橡皮膜時,發(fā)現(xiàn)U形管兩邊液柱的高度幾乎不變化,出現(xiàn)這種情況的原因是:。
(3)壓強計調(diào)節(jié)正常后,小明將金屬盒先后浸入到兩杯液體中,如圖(c)和(d)所示,他發(fā)現(xiàn)圖(d)中U形管兩邊的液柱高度差較大,于是認(rèn)為圖(d)杯子中盛的是鹽水。①你認(rèn)為,小明的結(jié)論是(填“可靠的”或“不可靠的”);②簡要說明理由:。
18.小武正在一塊平放于4m2沙地的木板上行走,已知木板重200N,木板面積為0.5m2,每只鞋底面積為200cm2,測得他在木板上行走時壓強為3×104Pa,求:
(1)小武的體重是多少?
(2)沙地承受的壓強是多少?
圖92119.(2013•菏澤)隨著時代的進(jìn)步,轎車的車速和性能有了較大提升,某轎車如圖921所示,它的質(zhì)量是1.6t,每個輪子與地面的接觸面積是0.02m2。
(1)求它空載時,靜止在地面上受到的壓強。(取g=10N/kg)
(2)當(dāng)轎車高速行駛時,對地面的壓力會(填“不變”、“變大”或“變小”),請用所學(xué)過的物理知識分析其原因。
【能力提升】
1.手指甲的面積大約是1cm2,在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,指甲受到的大氣壓力是N。
圖9222.如圖922所示,下面掛著5N重物的吸盤吸附在天花板上,吸盤吸附在天花板上的面積為20cm2,吸盤和細(xì)鉤的總重力是0.5N。吸盤沒有掉下來,說明它還受到一個豎直向上的作用力。這個力的大小是N,其施力物體是。
3.(2013•麗水)小云用礦泉水瓶做實驗,如圖923所示。
圖923(1)將兩瓶相同的礦泉水如圖甲放置,驗證的是壓力的作用效果與的關(guān)系。
(2)如圖乙,他在空礦泉水瓶中裝入少量熱水,迅速倒出,再馬上蓋上瓶蓋,看到礦泉水瓶癟了,驗證的是的存在。
圖9244.圖924是機翼的模型,當(dāng)飛機飛行時,迎面吹來的風(fēng)被機翼分成兩部分,在相同時間內(nèi),機翼上方氣流通過的路程,因而速度,它對機翼的壓強;下方氣流通過的路程,因而速度,它對機翼的壓強。
5.如圖925所示的四個碗中均盛滿水,用力的示意圖表示了碗壁上所受的壓力,大體來說,其中正確的應(yīng)該是()
圖925圖9266.如圖926所示是測量大氣壓強的裝置,玻璃管長約1m,槽內(nèi)裝有水銀。下列說法正確的是()
A.第一次利用此裝置測出大氣壓強的科學(xué)家是帕斯卡
B.將玻璃管稍微傾斜,管內(nèi)外水銀面高度差將變長
C.此裝置在不同地區(qū)測出的水銀柱高度是一個固定值,均為760mm
D.向槽中繼續(xù)注入少量水銀,管內(nèi)外水銀面高度差將不變
7.同學(xué)們梳理了教材中與壓強知識相關(guān)的實驗,如圖927所示,其中分析正確的是()
圖927A.甲圖實驗,裝有水的瓶子豎放在海綿上,瓶中水越少,海綿凹陷越明顯
B.乙圖實驗,當(dāng)微小壓強計的探頭在水中深度逐漸增大時,U形管兩邊液面高度差不變
C.丙圖實驗,測出拉開吸盤時大氣對吸盤的壓力和吸盤的面積,可估測大氣壓強的值
D.丁圖實驗,向外拉活塞,試管內(nèi)停止沸騰的水再次沸騰,可知氣壓減小,水的沸點升高
8.(2013•南通)有關(guān)壓強知識的應(yīng)用,下列說法錯誤的是()
A.人用吸管吸飲料時利用了大氣壓
B.載重汽車裝有許多車輪是為了減小車對路面的壓強
C.水壩的下部比上部建造得寬,是由于水對壩的壓強隨深度的增加而增大
D.飛機的機翼能獲得向上的升力,是應(yīng)用了流速越大流體的壓強越大的原理
9.如圖928所示實驗現(xiàn)象揭示的物理原理或規(guī)律所對應(yīng)的應(yīng)用技術(shù)不正確的是()
圖92810.(2013•廣東)如圖929所示,以下四個關(guān)于“氣體壓強與流速的關(guān)系”的現(xiàn)象中,壓強p1、p2的大小關(guān)系正確的是()
A.p1>p2B.p1>p2C.p1>p2D.p1>p2
圖929
圖93011.如圖930所示,a、b兩個不同的實心圓柱體放在水平地面上,若它們對地面的壓強相等,則下列判斷正確的是()
A.a(chǎn)的密度大,重力也大
B.a(chǎn)的密度小,重力也小
C.a(chǎn)的密度小,重力大
D.a(chǎn)的密度大,重力小
圖93112.(2013•綿陽)體重60kg的張超為了估測自己雙腳站立時對地面的壓強,他穿上一雙平底鞋站在一張方格紙上,描畫出一只鞋的鞋底邊緣的輪廓如圖931所示,已知小方格每邊邊長2cm。他對地面的壓強大約是()
A.1.5×104Pa
B.3.0×104Pa
C.1.5×103Pa
D.3.0×103Pa
圖93213.(2012•天津)高壓鍋是生活中一種密閉的加熱容器。鍋蓋中央有一出氣孔,孔上蓋有限壓閥,當(dāng)鍋內(nèi)氣壓達(dá)到限定值時,限壓閥被鍋內(nèi)氣體頂起放出一部分氣體,實現(xiàn)了對鍋內(nèi)氣體壓強的控制。如圖932所示,某高壓鍋鍋體的內(nèi)底面積為S,側(cè)壁豎直,出氣孔橫截面積為S0,限壓閥質(zhì)量為m0,限壓閥頂部面積為S1(已知大氣壓強為p0)
(1)寫出液體沸點與氣壓的關(guān)系;
(2)求使用高壓鍋時對鍋內(nèi)氣體的最大壓強;
(3)為保證使用安全,不可隨意增加限壓閥質(zhì)量。如果限壓閥的質(zhì)量增加m,請你計算鍋體與鍋蓋處對鍋蓋的最大作用力增大多少。
14.(2013•雅安)如圖933所示,A、B是兩個完全相同的薄壁柱形金屬容器,質(zhì)量為0.5kg,底面積為0.01m2,容器高50cm,分別裝有2.0×10-3m3的水和3.0×10-3m3的酒精,置于水平桌面上(ρ酒精=0.8×103kg/m3,g=10N/kg)。求:
圖933(1)水的質(zhì)量;
(2)A容器對水平桌面的壓強;
(3)依據(jù)題意,下述情境是否有可能出現(xiàn):當(dāng)兩個容器中的液體在增大同一深度Δh后,容器中的液體對底部的壓強能夠達(dá)到p水>p酒精?請說明理由。
【課后鞏固】
1.6000200
2.抬起一只腳壓力一定,受力面積減半,壓強變?yōu)樵瓉淼膬杀?/p>
3.增大壓力增大壓強減小受力面積增大壓強
4.(1)管內(nèi)外水銀面高度差管內(nèi)水銀柱高度變高(2)不會不會
解析:(1)水銀柱靠的是大氣壓托起來的,所以大氣壓的值:p=ρ水銀gh,所以要測出大氣壓的值,必須測量h,即管內(nèi)外水銀面高度差。礦井底部大氣壓較高,故托起的水銀柱高度差也要變大;(2)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為1.0×105Pa,通過計算標(biāo)準(zhǔn)大氣壓可托起的水柱約10m高,所以管中的水柱不會下降。頂開一個小孔,上方就有大氣壓了,此時就變成了連通器了,最終玻璃管水柱和水槽液面相平。
5.流速大小流速小大把人推向火車
6.B
解析:A圖:FA=G=10N;B圖:FB=G-F=10N-5N=5N;C圖:FC=G+F=10N+5N=15N;D圖:FD=G=10N。
7.A
解析:ABCD四圖均為連通器,故里面液面應(yīng)該相平,只有A正確。
8.B
9.C
10.B
解析:飲料上升到嘴里是大氣壓的作用,而不是吸力的作用。
11.C
解析:標(biāo)準(zhǔn)大氣壓值就是1.013×105Pa,它是一個定值,與地點無關(guān)。
12.B
解析:液體壓強公式:p=ρgh,a、b兩點在同種液體里,ρ相同,又因為hb>ha,所以pb>pa;b、c兩點在同一深度,h相同,又因為ρ鹽水>ρ水,所以pc>pb,故:pc>pb>pa。
13.B
解析:當(dāng)船在高速航行時,水面下的水翼會使船體整體抬高,即水翼受到向上的升力,故水翼應(yīng)該“上凸下平”,水翼的上方流速快,壓強小。
14.答案如圖934所示
圖93415.答案如圖935所示
圖93516.答案如圖936所示
圖93617.(1)大于B(2)橡皮膜漏氣(不密封)(3)不可靠的因為液體內(nèi)部壓強由液體的密度和深度共同決定,所以雖然圖(d)金屬盒所受壓強較大,但圖(d)中金屬盒的深度也較深,故不能認(rèn)為(d)杯中液體的密度一定大
18.(1)小武的體重:G=F=pS=3×104Pa×200cm2=3×104Pa×200×10-4m2=600N;
(2)沙地承受的壓強:p地=F總S板=G總S板=G人+G板S板=600N+200N0.5m2=1600Pa。
19.(1)由p=FS=GS=mgS=1.6×103kg×10N/kg4×0.02m2=2×105Pa
(2)變小當(dāng)汽車高速行駛時,汽車的上表面空氣流速大,下表面的空氣流速小;根據(jù)“流體中流速越快,壓強越小”,汽車的上表面壓強小,下表面的壓強大;因此,上表面受到大氣的壓力小于下表面受到大氣的壓力,所以轎車高速行駛時,對地面的壓力會變小。
【能力提升】
1.10(或10.13)
解析:標(biāo)準(zhǔn)大氣壓值為1.013×105Pa,近似為1.0×105Pa,指甲受到的大氣壓力:F=pS=1.0×105Pa×1×10-4m2=10N。
2.200(或202.6)空氣(大氣)
解析:本題吸盤受到的豎直向上的力為大氣壓力,因為吸盤還可能受到吸盤內(nèi)的空氣對它的壓力以及墻壁對它的壓力,故無法根據(jù)平衡力來求解,只能根據(jù)F=pS計算。
3.(1)受力面積(2)大氣壓
解析:(1)兩瓶相同的礦泉水,壓力相同,正放、倒放,受力面積不一樣,故驗證的是壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系。(2)熱的瓶子,過會兒冷卻了,瓶里氣壓會降低,外界大氣壓就會把瓶子壓扁。
4.長大小短小大
5.C
解析:本題考查了兩個知識,一是壓力方向垂直于被壓物體表面,二是液體壓強隨深度的增加而增大,故本題選C。
6.D
解析:第一次利用水銀測出大氣壓強的科學(xué)家是意大利的托里拆利,實驗中將玻璃管傾斜,或?qū)⒉AЧ芟蛏咸嵋恍ㄏ蛳聣阂恍?,或向槽中繼續(xù)注入少量水銀,管內(nèi)外水銀面高度差都不變。不同地區(qū)大氣壓可能不一樣,故測出的水銀柱高度差也可能不一樣。
7.C
解析:A選項,受力面積一定,壓力越大,壓力作用效果越明顯,故瓶中水越多,海綿凹陷越明顯;B選項,液體壓強隨深度的增加而增大,所以探頭在水中深度逐漸增大時,U形管兩邊液面高度差將變大;D選項,液體的沸點隨液體表面氣壓的降低而降低,所以向外拉活塞,試管內(nèi)停止沸騰的水會再次沸騰,同樣根據(jù)水會再次沸騰可知氣壓減小,水的沸點降低。C選項正確,p=FS,用大氣對吸盤的壓力除以吸盤的面積,就可估測大氣壓強的值。
8.D
解析:D選項,應(yīng)該是應(yīng)用了流速越大流體的壓強越小的原理。
9.D
解析:A選項,護(hù)航編隊如果并排,兩船中間的水流速大,使得中間壓強小于外側(cè)壓強,會導(dǎo)致兩船互相靠近并相撞,十分危險,所以采用前后護(hù)航形式,主要考慮的是流體壓強與流速的關(guān)系;B選項,墻壁吸盤利用了大氣壓強的知識;C選項,三峽船閘利用的是連通器原理;D選項,注射器針頭做得很尖是減小受力面積增大壓強,而上圖卻是增大受力面積減小壓強。故正確答案為D。
10.A
解析:“流速越大,壓強越小”,A選項,下面路程長,流速大,壓強小,故p1>p2;B選項,上下流速相等,壓強也相等;C選項,中間流速大,壓強小,p1、p2相等,均大于中間壓強;D選項,上面流速大,壓強小,p1<p2。
11.A
解析:實心圓柱體:p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρShgS=ρgh,因為對地面的壓強相等,所以ρgh相等,所以h大的,ρ小,故ρa>ρb;又因為G=F=pS,p相等,Sa>Sb,所以Ga>Gb。
12.A
圖937解析:利用在方格紙上數(shù)格子的方法可方便快速測出不規(guī)則形狀的鞋底的面積,具體方法是:先數(shù)出腳印所在區(qū)域的整小格數(shù),對不滿整小格但超過半格的算一格,不足半格的舍去,即可算出腳印的總格數(shù),如圖937中間整小格數(shù)為3×11=33格,四周超過半格不滿整小格的數(shù)量為3+6+3+4=16格,所以每只腳印面積為:(33+16)×4cm2=196cm2=0.0196m2,站立時兩只腳面積為S=0.0392m2,故對地面的壓強大約是:p=FS=GS=mgS=60kg×10N/kg0.0392m2=15306Pa≈1.5×104Pa,故選A。
13.(1)液體表面氣壓越大,液體沸點也越高
(2)當(dāng)限壓閥剛要被頂起時,受力平衡
F=p0S0+m0g
鍋內(nèi)氣體最大壓強
p=FS0=p0S0+m0gS0=p0+m0gS0
(3)鍋內(nèi)氣體壓強對鍋蓋最大壓力的增加量
ΔF=Δp(S-S0)=mgS0(S-S0)=SS0mg-mg
因為S遠(yuǎn)大于S0,所以ΔF≈SS0mg
14.(1)水的質(zhì)量:
m水=ρ水 V水=1.0×103kg/m3×2.0×10-3m3=2kg
(2)A容器對水平桌面的壓力:
FA=GA總=(m水+m容)g=(2kg+0.5kg)×10N/kg=25N
A容器對水平桌面的壓強:
pA=FASA=25N0.01m2=2500Pa
(3)A、B容器中液體深度:
hA=VAS=2×10-3m30.01m2=0.2m
hB=VBS=3×10-3m30.01m2=0.3m
若增大同一深度Δh后,容器中的液體對底部的壓強p水>p酒精,則:
ρ水 g(hA+Δh)>ρ酒 g(hB+Δh)
Δh>ρ酒 hB-ρ水 hAρ水-ρ酒
篇9
考試科目名稱:水力學(xué)
一、是非題(每題2分,共20分)
1.紊流過渡粗糙區(qū)的沿程水頭損失系數(shù)與雷諾數(shù)。
(
)
2.?dāng)嗝鎲挝荒芰垦亓鞒炭偸菧p小的。
(
)
3.計算消力池池深和池長時,設(shè)計流量一般選擇使池深和池長最大的流量。
(
)
4.滲流的達(dá)西定律既適用于層流也適合于紊流。
(
)
5.在恒定均勻流中,沿程水頭損失與速度的平方成正比。
(
)
6.兩個液流在重力作用下的動力相似條件是它們的弗勞德數(shù)相等。
(
)
7.因為各并聯(lián)支管的長度、直徑及粗糙度可能不同,因此在各支管的水頭損失也不同。(
)
8.均勻流可以是恒定流,也可以是非恒定流。
(
)
9.流體質(zhì)點做圓周運動不一定是有旋運動。
(
)
10.相對壓強可以大于、等于或小于零。
(
)
二、選擇題(每題2分,共20分)
1.當(dāng)水流流態(tài)從層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪骱?,過水?dāng)嗝嫔纤鲃幽苄U禂?shù)和動量校正系數(shù)將
(
)
(1)均增大
(2)均減小
(3)增大、減小
(4)減小、增大
2.溢流壩下泄水流收縮斷面水深的躍后水深為,此時下游水深為,則形成遠(yuǎn)離水躍的條件是
(
)
(1)
(2)
(3)
(4)無法確定
3.滲流模型流速與實際滲流流速相比較
(
)
(1)前者大于后者
(2)二者相等
(3)前者小于后者
(4)無法比較
4.明渠的臨界水深決定于
(
)
(1)流量和底坡
(2)斷面形狀、尺寸和底坡
(3)流量和糙率
(4)流量和斷面形狀、尺寸
5.均勻流斷面和漸變流斷面上的動水壓強
(
)
(1)均按靜水壓強規(guī)律分布
(2)前者按靜水壓強規(guī)律分布,后者不靜水壓強規(guī)律分布
(3)前者不靜水壓強規(guī)律分布,后者靜水壓強規(guī)律分布
(4)均不按靜水壓強規(guī)律分布
6.下列哪個條件滿足時,明渠水流是緩流
(
)
(1)
(2)
(3)
(4)無法確定
7.畢托管可以用來測
(
)
(1)脈動流速(2)時均流速(3)脈動流速(4)脈動壓強
8.滿足條件的流動是
(
)
(1)非均勻漸變緩流
(2)非均勻漸變急流
(3)均勻流
(4)臨界流
9.有壓管流,管軸線水平,管徑逐漸增大且通過的流量不變,其總水頭線沿流向應(yīng)(
)
(1)逐漸升高(2)逐漸降低(3)與管軸線平行(4)無法確定
10.雷諾數(shù)的物理意義是
(
)
(1)重力與慣性力之比
(2)重力與粘滯力之比
(3)粘滯力與慣性力之比
(4)慣性力與粘滯力之比
三、作圖題(每題5分,共10分)
1.繪出下列兩段不同糙率棱柱形渠道的水面曲線。(渠道每段都充分長)
2.繪出下列二向曲面的水平壓強分布圖和壓力體圖。
四、計算題(本題6小題,共100分)
1.粘度測量儀由兩個圓筒組成,兩筒的間隙充滿某種液體。外筒與轉(zhuǎn)軸連接,其半徑為,旋轉(zhuǎn)角速度為。內(nèi)筒懸掛于一扭絲上,其半徑為,扭絲所受的力矩可以測出。外筒與內(nèi)筒底面間隙為,內(nèi)筒高為,如圖所示。試推出該液體的動力粘滯系數(shù)的計算式。
2.有一錐形容器如圖所示,在容器的底部處接一形水銀測壓計,當(dāng)容器沒有水時,在以下注水后測壓計壓差讀書為,當(dāng)容器充滿水后,測壓計的壓差讀書又為多少?
3.一泄洪管道直徑,管長,上游水箱水面管道中心的水頭,沿程水頭損失系數(shù),局部水頭損失不計,出口用錐形閥控制流量,錐形閥頂角,如圖所示,當(dāng)錐形閥全開時,求水流對錐形閥的作用力。(取動能和動量校正系數(shù))
4.為了測定管段的沿程水頭損失系數(shù)或糙率,可采用如圖所示裝置。已知管段長,管徑。今測得實驗數(shù)據(jù):(1),兩測壓管的水頭差為;(2)通過管道的流量;試求該管道的沿程水頭損失系數(shù)值,并用曼寧公式求其糙率。
5.當(dāng)流場流速為,時,試判斷該流場:(1)是否存在線變形率;(2)是否存在角變形率;(3)是否滿足不可壓縮液體連續(xù)方程;(4)是否存在流函數(shù)和勢函數(shù)若存在請求之。
6.有一長管從水池引水,管長,管徑,糙率,末端與一長面直的矩形棱柱體水力最佳斷面渠道相接,如圖所示。渠道糙率,底坡,求管道的水頭和明渠產(chǎn)生均勻流時的底寬和水深。
河海大學(xué)2004年攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題
考試科目名稱:水力學(xué)
一、是非題(每題2分,共20分)
1.圖為管道流速分布圖,從其對應(yīng)部位取出水體B,則水體B底面的切應(yīng)力方向與水流流動方向相同。
(
)
2.不論平面在靜止液體內(nèi)如何放置,其靜水總壓力的作用點永遠(yuǎn)在平面形心之下。(
)
3.如果兩個液流中作用于相應(yīng)點上的相同性質(zhì)的力的大小成一定比例,且方向一致,則兩個液流就是動力相似的。
(
)
4.同一種管徑和粗糙度的管道,雷諾數(shù)不同時,可以在管中形成紊流光滑區(qū)、粗糙區(qū)或過渡粗糙區(qū)。
(
)
5.當(dāng),,如圖所示的建筑物為實用堰。
(
)
6.棱柱形明渠中形成型水面曲線時,其斷面單位能量沿程增大。
(
)
7.因為各并聯(lián)支管的長度、直徑及粗糙度可能不同,因此在各支管上的水頭損失也不相同。
(
)
8.均勻流的動能校正系數(shù)。
(
)
9.用畢托管測定水槽中某點的流速,實測的應(yīng)是時均流速。
(
)
10.在平面流動中,兩流線之間通過的單寬流量等于該兩流線的流函數(shù)值之差。
(
)
二、選擇題(每題2分,共20分)
1.某一恒定流處于紊流阻力平方區(qū),其沿程水頭損失系數(shù)隨雷諾數(shù)的增大而
(
)
(1)增大
(2)減小
(3)不變
(4)不定
2.同一渠道中有1、2兩個渠段,其糙率
(
)
(1)=,=
(2)=,
(3)>,>
(4)=,>
3.按普朗特動量傳遞理論,紊流的斷面流速分布規(guī)律符合
(
)
(1)對數(shù)分布
(2)橢圓分布
(3)拋物線分布
(4)直線分布
4.在明渠恒定均勻流過水?dāng)嗝嫔?、2兩點安裝兩根測壓管,如圖所示,則兩測壓管高度與的關(guān)系為
(
)
(1)>
(2)
(3)=
(4)無法確定
5.設(shè)某一平面流動的流函數(shù)為,則其流速勢函數(shù)為
(
)
(1)
(2)
(3)
(4)
不存在
6.
渠道中出現(xiàn)型水面曲線,則水流為
(
)
(1)緩流
(2)均勻流
(3)急流
(4)急交流
7.若測得兩根管道的下臨界雷諾數(shù)相等,則必須兩管的
(
)
(1)管徑相等
(2)液體的粘性系數(shù)相等
(3)管徑和均相等
(4)以上答案均不對
8.閘壩下有壓滲流流網(wǎng)的形狀與下列哪個因素有關(guān)
(
)
(1)上游水位
(2)滲流系數(shù)
(3)上下游水位等
(4)邊界的幾何形狀
9.明渠均勻流的斷面單位能量中,單位勢能與單位動能相等,則可判定此水流為
(
)
(1)緩流
(2)急流
(3)臨界流
(4)無法判定
10.平底矩形棱柱渠中閘孔出流下游有一水躍,閘后收縮斷面C—C
處水深為,水流弗勞德數(shù),下游水深,該水躍的形式為
(
)
(1)臨界水躍
(2)淹沒水躍
(3)遠(yuǎn)離式水躍
(4)波狀水躍
三、作圖題(每題5分,共10分)
1.定性繪出圖示管道的總水頭線和測壓管水頭線(管徑為常數(shù))。
2.定性繪圖示棱柱形明渠的水面曲線,并注明曲線名稱。(渠道每段都充分長,糙率沿程不變)
四、計算題(本題7小題,共100分)
1.
有一很窄間隙,高為,如圖所示,其間被一平板隔開。平板向右拖動速度為。一邊液體的動力粘性系數(shù)為,另一邊液體動力粘性系數(shù)為,計算板放置的位置。要求:(1)平板兩邊切應(yīng)力相同;(2)要求拖動平板時的阻力最小。(10分)
2.
有一壓力儲油箱如圖所示,其寬度(垂直于紙面方向),箱內(nèi)油層厚,油的密度為,油層下有積水,厚度,箱底有一U型水銀壓差計,所測之值如圖所示,試求作用在半徑的圓柱面AB上的總壓力(大小和方向)。(15分)
3.
如圖所示一管道,當(dāng)管道通過的流量,壓差計中水銀的密度,管道的直徑由變?yōu)椋挥嬎^損失。求U型水銀壓差計中的讀數(shù)。
4.
如圖所示,將一平板放置在自由射流之中,并且垂直于射流軸線,該平板截去射流流量的一部分射流的其余部分偏轉(zhuǎn)一角度,已知,,,不計摩擦力。試求:(1)射流的偏轉(zhuǎn)角度;(2)射流對平板的作用力。(15分)
5.
做沿程水頭損失試驗的管道直徑,量測段長度,水溫(此時水的運動粘性系數(shù)),試求:(1)當(dāng)流量時,管中水流的流態(tài);
(2)此時的沿程水頭損失系數(shù);
(3)量測段的沿程水頭損失;
(4)為保持管中水流為層流,量測段的最大測壓管水頭差為多少?(20分)
6.
設(shè)流場,,試問:
(1)該流場是否符合不可壓縮液體連續(xù)方程?
(2)旋轉(zhuǎn)角速度為多少?
(3)流函數(shù)的表達(dá)式如何?
(4)駐點位置的坐標(biāo)值?(15分)
7.
一梯形斷面明渠均勻流,已知梯形底寬,水深,邊坡系數(shù),糙率系數(shù),底坡,水溫(相應(yīng)的運動粘滯系數(shù)),試判斷此水流為層流或紊流,急流或緩流?(10分)
河海大學(xué)2005年攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題
考試科目名稱:水力學(xué)
一、是非題(每題2分,共20分)
1.當(dāng)液體中發(fā)生真空時,其絕對壓強必小于1個大氣壓強。
(
)
2.層流可以是漸變流也可以是急變流。
(
)
3.管壁光滑的管子一定是水力光滑管。
(
)
4.在并聯(lián)管道中,若按長管考慮,則支管長的沿程水頭損失較大。
(
)
5.液體的粘滯性只有在流動時才表現(xiàn)出來。
(
)
6.恒定流是指流場內(nèi)任意兩點間的流速矢量相等。
(
)
7.急變流不可能是均勻流。
(
)
8.堰流是一種急變流。
(
)
9.地下水中無壓漸變滲流的流速分布為對數(shù)分布。
(
)
10.明渠水力最佳斷面是造價最低的渠道斷面。
(
)
二、選擇題(每題2分,共20分)
1.水擊波的傳播屬于
(
)
(1)可壓縮流體的恒定流動
(2)不可壓縮液體的恒定流動
(3)可壓縮液體的非恒定流動
(4)不可壓縮流體的非恒定流動
2.圓管流動的臨界雷諾數(shù)(下臨界雷諾數(shù))
(
)
(1)隨管徑變化
(2)隨流體的密度變化
(3)隨流體的粘度變化
(4)不隨以上各量變化
3.圓管層流,實測管軸上流速為,則斷面的平均流速為
(
)
(1)
(2)(
3)
(4)
4.紊流附加切應(yīng)力產(chǎn)生的原因是液體中存在
(
)
(1)分子內(nèi)聚力
(2)分子運動產(chǎn)生動量交換
(3)重力
(4)質(zhì)點脈動速度引起的動量交換
5.明渠水流中發(fā)生型水面曲線,則該水流為
(
)
(1)均勻的急流(2)均勻的緩流(3)非均勻的急流(4)非均勻的緩流
6.圓管流動過水?dāng)嗝嫔系那袘?yīng)力分布為
(
)
(1)在過水?dāng)嗝媸浅?shù)
(2)管軸處是零,且與半徑稱正比
(3)管壁處是零,向管軸線方向增大
(4)按拋物線變化
7.明渠水流為急流時
(
)
(1)
(2)
(3)
(4)
8.進(jìn)行水力模型實驗,要實現(xiàn)明渠水流的動力相似,應(yīng)選的相似準(zhǔn)則
(
)
(1)雷諾準(zhǔn)則
(2)弗勞德準(zhǔn)則
(3)歐拉準(zhǔn)則
(4)其他
9.有一溢流堰,堰頂厚度,堰上水頭,則該堰流為
(
)
(1)寬頂堰流(2)薄壁堰流(3)實用堰流(4)明渠水流
10.兩層靜止液體,上層為油(密度為)下層為水(密度為)兩層液深相同,皆為。水、油分界面的相對壓強與水底面相對壓強的比值為
(
)
(1)(2)(3)(4)
三、繪圖題(每題10分,共20分)
1.定性繪制出下列短管的測壓管水頭線和總水頭線
2.定性繪制出下列渠道的水面曲線(渠道每段都充分長,糙率沿程不變)
四、計算題(每題15分,共90分)
1.
由三個半圓弧所聯(lián)結(jié)成的曲面ABCD,其半徑,,,曲面寬度,試求該曲面所受水壓力的水平分力和垂直分力各為多少?并指出垂直水壓力的方向。
2.
設(shè)有一股自噴嘴以速度噴射出來的水流,沖擊在一個與水流方向成角的固定平面壁上,當(dāng)水流沖擊到平面壁后,分為兩股水流流出沖擊區(qū),若不計重量(流動在一個水平面上),并忽略水流沿平面壁流動時的摩阻力,試推證:射流施加于平面壁上的水流沖擊力,并求出與各為多少?
3.
設(shè)有一水位保持不變的水箱,其中水流經(jīng)鉛垂等直徑圓管流入大氣,管段與上面的管段用法蘭盤螺栓向連接,如圖所示。已知管徑,管段長度,流量,沿程水頭損失系數(shù),管段重量不計。試求螺栓所受的拉力。
4.
已知平面運動的流速場為,。試確定流動:
(1)是否滿足連續(xù)性方程;
(2)是否有角變形;
(3)是否有旋運動;
(4)是否是流函數(shù),若有請求之;
(5)是否有勢函數(shù),若有請求之。
5.
有兩條矩形斷面渡槽,如圖所示,其中一條渠道的,,另一條渠道的,,此外,底坡,問這兩條渡槽中水流作均勻流時,其通過的流量是否相等?如不等,流量各為多少?并判別兩條渠道的水流時急流還是緩流。
6.
用一個U行壓差計測量一個垂直放置的彎管的局部水頭損失系數(shù),如圖所示。已知彎管直徑,流量,U形壓差計的工作液體是四氯化碳,其密度為,測得U形管左右兩側(cè)管內(nèi)的液面高差為,求。
河海大學(xué)2006年攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題
考試科目名稱:水力學(xué)
一、是非題(每題2分,共26分)
1.液體流層之間的摩擦力與液體所承受的壓力有關(guān)。
(
)
2.紊流可以是均勻流,也可以是非均勻流。
(
)
3.液體作層流運動時,相對粗糙度越大,沿程水頭損失系數(shù)也越大。
(
)
4.陡坡上出現(xiàn)均勻流必為急流,緩坡上出現(xiàn)均勻流必為緩流。
(
)
5.當(dāng)下游水位高于搏壁堰頂時,一定時淹沒出流。
(
)
6.有壓管道中水流作均勻流動時,總水頭線、測壓管水頭線和管軸線三者必定平行。(
)
7.在底流消能設(shè)計中,取最大流量作為設(shè)計流量時,消力池的深度也一定最大。
(
)
8.在無壓滲流的自由表面線上,各點的壓強相等,所以它是一根等水頭線。
(
)
9.水擊波傳播的一個周期為。
(
)
10.將物理量壓強、密度、流速組成的無量綱數(shù)為。
(
)
11.明渠的臨界水深與底坡無關(guān)。
(
)
12.當(dāng)液體中發(fā)生真空時,其相對壓強必小于零。
(
)
13.均勻流時過水?dāng)嗝媪魉倬鶆蚍植嫉乃鳌?/p>
(
)
二、選擇題(每題2分,共24分)
1.粘滯底層厚度比絕對粗糙度小得多的壁面稱為
(
)
(1)光滑面(2)粗糙面(3)粗糙面(4)以上答案均不對
2.有壓管道的測管水頭線
(
)
(1)只能沿流上升
(2)只能沿流下降
(3)可以沿流上升,也可以沿流下降
(4)只能沿流不變
3.影響水的運動粘滯系數(shù)的主要因素為
(
)
(1)水的溫度
(2)水的密度
(3)當(dāng)?shù)貧鈮?/p>
(4)水的流速
4.靜止液體中同一點各方向的壓強
(
)
(1)數(shù)值相等
(2)數(shù)值不等
(3)僅水平方向數(shù)值相等
(4)鉛直方向數(shù)值最大
5.當(dāng)?shù)戎睆焦艿赖墓茌S線高程沿流向下降時,管軸線的動水壓強沿流向
(
)
(1)增大(2)減?。?)不變(4)不定
6.明渠均勻流的斷面單位能量中,單位勢能與單位動能相等,則可判定此水流為
(
)
(1)緩流(2)急流(3)臨界流(4)無法判定
7.當(dāng)實用堰水頭大于設(shè)計水頭時,其流量系數(shù)與設(shè)計流量系數(shù)的關(guān)系是(
)
(1)
(2)
(3)
(4)不能確定
8.試驗表明,消力池中淹沒水躍的長度與平底渠道中自由水躍長度相比
(
)
(1)(2)(3)(4)無法確定
9.達(dá)西定律適用于
(
)
(1)層流滲流(2)層紊流滲流
(3)紊流滲流(4)急變滲流
10.液體重力相似準(zhǔn)則要求
(
)
(1)原型和模型水流的雷諾數(shù)相等
(2)原型和模型水流的弗勞德數(shù)相等
(3)原型和模型水流的牛頓數(shù)相等
(4)原型和模型水流的重力相等
11.上臨界雷諾數(shù)是
(
)
(1)從紊流轉(zhuǎn)變?yōu)閷恿鞯呐袆e數(shù)
(2)從層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鞯呐袆e數(shù)
(3)從緩流轉(zhuǎn)變?yōu)榧绷鞯呐袆e數(shù)
(4)從紊流轉(zhuǎn)變?yōu)榧弊兞鞯呐袆e數(shù)
12.直接水擊是指有壓管道末端閥門處的最大水擊壓強
(
)
(1)不受來自上游水庫反射波的影響
(2)受來自上游水庫反射波的影響
(3)受閥門反射波的影響
(4)不受管道長度的影響
三、填空題(每題2分,共20分)
1.作用于靜止(絕對平衡)液體上的面積力有
,質(zhì)量力有
。
2.水在直徑為的圓管中流動時,流速,運動粘滯系數(shù)。因雷諾數(shù)
,所以水流為
流。
3.密閉容器內(nèi)液面下某點絕對壓強為,當(dāng)?shù)卮髿鈮簭姙椋瑒t該點的相對壓強
,真空壓強
。
4.一般來說,有壓管道的水頭損失分為
和
兩類。對于長管,可以忽略
。
5.已知矩形明渠的底寬,通過的流量,渠中水深時,該明渠的臨界水深
,水流為
流。
6.在有壓管流的管壁上開一小孔,如果沒有液體從小孔流出,且向空內(nèi)吸氣,這說明小孔內(nèi)的液體的相對壓強
零。(填寫大于、等于或小于)如在小孔處裝一測壓管,則管中液面將
(填寫高于、等于或低于)小孔的位置。
7.有一寬頂堰式的水閘,當(dāng)閘門開度為,閘上水頭為時,水閘泄流屬于
流。
8.
在水上建筑物下游,根據(jù)水躍發(fā)生的位置不同,可將水躍分為
、
、
三種形式。底流式消能要求下游發(fā)生淹沒度
的
水躍。
9.某水閘底板下有壓滲流流網(wǎng)由20條等勢線和6條流線所組成,滲流系數(shù),上下游水位差,則閘下單寬滲流流量
。
10.有壓管道的流速,由于突然關(guān)閉閥門,形成直接水擊。如波速,則水頭上升
。
四、計算題(共80分)(請將下列試題的答案寫在答題紙上)
1.
密封油箱下部設(shè)有一個如圖所示形狀為3/4圓柱的曲面裝置。已知半徑,長度(垂直于紙面),圓心處的淹沒深度,油面上的相對壓強,
油的密度。試求曲面受到的液體總壓力的水平分量和鉛直分量。(15分)
2.
如圖所示,一吸水裝置,水池N的水位不變,已知水位、和的值,若不計水頭損失,問喉部斷面面積和噴嘴斷面面積滿足什么關(guān)系才能使水從水池M引入管流中。(10分)
3.
如圖所示水電站的引水分叉管路平面圖,管路在分叉處用鎮(zhèn)墩固定。已知:主管直徑,分叉管直徑,通過的總流量,轉(zhuǎn)角,斷面處的相對壓強,不計水頭損失,試求:水流對鎮(zhèn)墩的作用力。(15分)
4.
已知平面運動的流速場為,。試確定流動:
(1)是否滿足連續(xù)性方程;
(2)是否有流函數(shù),若有請求之;
(3)是否有勢函數(shù),若有請求之;
(4)求出流經(jīng)A點(3,1)的流線與流經(jīng)B點(5,1)的流線之間的單寬流量。(15分)
5.
某梯形斷面排水土渠,底寬,邊坡系數(shù),粗糙系數(shù),要求正常水深,設(shè)計流量,試求排水渠的底坡和流速;當(dāng)此渠道的臨界底坡時,試判別該渠道的水流是急流還是緩流?(15分)
6.
某水閥滲流流網(wǎng)如圖所示。圖中,,,土壤滲流系數(shù)。試求出:
(1)A點處滲流流速;
(2)單寬滲流量;
(3)B點處的滲流壓強。(10分)
河海大學(xué)2007年攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題
考試科目名稱:水力學(xué)
一、是非題(每題2分,共20分)
1.圖為管道流速分布圖,從其對應(yīng)部位所取出水體B,則水體B底面的切應(yīng)力方向與水流流動方向相同。
(
)
2.不論平面在靜止液體內(nèi)如何放置,其靜水總壓力的作用點永遠(yuǎn)在平面形心之下。(
)
3.如果兩個液流中作用于相應(yīng)點上的相同性質(zhì)的力的大小成一定比例,且方向一致,則兩個液流就是動力相似的。
(
)
4.同一種管徑和粗糙度的管道,雷諾數(shù)不同時,可以在管中形成紊流光滑區(qū)、粗糙區(qū)或過渡粗糙區(qū)。
(
)
5.在底流消能設(shè)計中,要求最大的池深和池長的流量作為消力池的設(shè)計流量。
(
)
6.棱柱形明渠中形成型水面曲線時,其斷面單位能量沿程增大。
(
)
7.因為各并聯(lián)支管的長度、直徑及粗糙度可能不同,因此在各支管上的水頭損失也不相同。
8.當(dāng)下游水位高于薄壁堰頂時,一定是淹沒出流。
(
)
9.當(dāng)雷諾數(shù)很大時,在紊流核心區(qū)中,切應(yīng)力中的粘滯切應(yīng)力可以忽略。
(
)
10.圖示的A、B兩測壓管,B管中的液面必然高于A管中的液面。
(
)
二、選擇題(每題2分,共20分)
1.在恒定流中
(
)
(1)流線一定互相平行
(2)斷面平均流速必定沿程不變
(3)不同瞬時流線有可能相交
(4)同一點處不同時刻的動水壓強相等
2.同一渠道中有1、2兩個渠段,其糙率
(
)
(1)=,=
(2)=,
(3)>,>
(4)=,>
3.按普朗特動量傳遞理論,紊流的斷面流速分布規(guī)律符合
(
)
(1)對數(shù)分布
(2)橢圓分布
(3)拋物線分布
(4)直線分布
4.在明渠恒定均勻流過水?dāng)嗝嫔?、2兩點安裝兩根測壓管,如圖所示,則兩測壓管高度與的關(guān)系為
(
)
(1)>
(2)
(3)=
(4)無法確定
5.有一溢流堰,堰頂高度為2,堰上水頭為2,則該堰流屬于
(
)
(1)薄壁堰流
(2)寬頂堰流
(3)實用堰流
(4)明渠堰流
6.
渠道中出現(xiàn)型水面曲線,則水流為
(
)
(1)緩流
(2)均勻流
(3)急流
(4)急交流
7.若測得兩根管道的下臨界雷諾數(shù)相等,則必須兩管的
(
)
(1)管徑相等
(2)液體的粘性系數(shù)相等
(3)管徑和均相等
(4)以上答案均不對
8.閘壩下有壓滲流流網(wǎng)的形狀與下列哪個因素有關(guān)
(
)
(1)上游水位
(2)滲流系數(shù)
(3)上下游水位等
(4)邊界的幾何形狀
9.明渠均勻流的斷面單位能量中,單位勢能與單位動能相等,則可判定此水流為
(
)
(1)緩流
(2)急流
(3)臨界流
(4)無法判定
10.流線
(
)
(1)在恒定流中是固定不變的
(2)只存在于均勻流中
(3)總是與質(zhì)點的運動軌跡相重合
(4)是與速度向量正交的線
三、填空題(每題2分,共20分)
1.
紊流粗糙區(qū)的沿程水頭損失與斷面平均流速的
次方成正比,其沿程水頭損失系數(shù)與
有關(guān)。
2.
水流經(jīng)過一漸縮圓管,若已知直徑比,其雷諾數(shù)之比
。
3.
矩形斷面平底渠道,底寬,通過流量,已知躍前水深,問躍后水深
。
4.
水泵進(jìn)口真空計的讀數(shù)為,則該處的相對壓強
,
絕對壓強
。
5.
某擋水壩上下游水頭差為,已繪制壩下曲邊正方形的滲流流網(wǎng),若流網(wǎng)有18根等勢線和6根流線,滲流系數(shù),則壩下單寬滲流量
。
6.
急流時
,
1
,
0。
7.
型水面曲線發(fā)生在
坡上,其水流屬于
流,曲線的特征是
。
8.
設(shè)某一平面流動的流函數(shù)為,則其流速
,
。
9.
在水擊計算中,把閘門關(guān)閉時間小于水擊相長的水擊稱為
水擊;把>的水擊
稱為
水擊。
10.進(jìn)行堰流模型試驗,要使模型水流與原型水流相似,必須滿足的條件是
,若模型長度比尺選用,當(dāng)原型流量,則模型流量
。
四、計算題(共6題,每題15分)請將答案寫在答題紙上。
1.
如圖所示,有一錐形容器,容器底部A處接一U形水銀壓差計,當(dāng)容器空時,A處以下注水后壓差計讀數(shù)為19,當(dāng)容器充滿水后,壓差計的讀數(shù)為多少?(15分)
2.
圖示液面上有一面積的平板,以速度作水平移動,兩板間液體流速按線性分布,并做層流運動,平板下液體分兩層,它們的動力粘滯系數(shù)與厚度分別為,;,。試?yán)L制平板間液體的流速分布圖和切應(yīng)力分布圖,并計算平板上所受的內(nèi)摩擦力。(15分)
3.
一泄洪管道直徑,長,出口中心高程為,上游恒定水位為,沿程水頭損失系數(shù),局部水頭損失不計,出口用錐形閘控制流量,錐形閥頂角,如圖所示,當(dāng)錐形閥全開時,求水流對錐形閥的作用力。(取動能與動量校正系數(shù)為1)(15分)
4.
如圖所示為一圓柱形滾動閥門,其直徑,重量,寬度,滾動斜面與水平面成角,試求:
(1)圓柱形閥門上的靜水總壓力及其作用方向(以角度表示)
(2)閥門起動時,拉動閥門所需要之拉力。(15分)
5.
為測定某梯形斷面渠道的糙率系數(shù)值,選取長直的均勻流段進(jìn)行測量,已知渠道寬度,邊坡系數(shù),正常水深,兩斷面的水面高差,流量,求出該渠道的糙率值。(15分)
6.
已知恒定二元不可壓縮流動在方向的流速分量,式中、為常數(shù),當(dāng)時,。求:
(1)y方向的流速分量的表達(dá)式;
(2)判斷該流動是否存在流函數(shù)?若存在,請求之。
(3)判斷該流動是否存在勢函數(shù)?若存在,請求之。(15分)
河海大學(xué)2009年攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題
1.選擇題部分
(一)在平衡液體中,質(zhì)量力與等壓面(
)
a、重合;
b、平行
c、相交;
d、正交。
(二)在水力學(xué)中,單位質(zhì)量力是指(
)
a、單位面積液體受到的質(zhì)量力;b、單位體積液體受到的質(zhì)量力;
c、單位質(zhì)量液體受到的質(zhì)量力;d、單位重量液體受到的質(zhì)量力。
(3)液體中某點的絕對壓強為100kN/m2,則該點的相對壓強為
a、1
kN/m2
b、2
kN/m2
c、5
kN/m2
d、10
kN/m2
(4)水力學(xué)中的一維流動是指(
)
a、恒定流動;
b、均勻流動;
c、層流運動;
d、運動要素只與一個坐標(biāo)有關(guān)的流動。
(5)有壓管道的管徑d與管流水力半徑的比值d
/R=(
)
a、8;
b、4;
c、2;
d、1。
(6)已知液體流動的沿程水力摩擦系數(shù)l與邊壁相對粗糙度和雷諾數(shù)Re都有關(guān),即可以判斷該液體流動屬于
a、層流區(qū);
b、紊流光滑區(qū);
c、紊流過渡粗糙區(qū);
d、紊流粗糙區(qū)
(7)突然完全關(guān)閉管道末端的閥門,產(chǎn)生直接水擊。已知水擊波速c=1000m/s,水擊壓強水頭H
=
250m,則管道中原來的流速v0為
a、1.54m
b
、2.0m
c
、2.45m
d、3.22m
(8)在明渠中不可以發(fā)生的流動是(
)
a、恒定均勻流;
b、恒定非均勻流;
c、非恒定均勻流;
d、非恒定非均勻流。
(9)在緩坡明渠中不可以發(fā)生的流動是(
)。
a、均勻緩流;
b、均勻急流;
c、非均勻緩流;
d、非均勻急流。
(10)底寬b=1.5m的矩形明渠,通過的流量Q
=1.5m3/s,已知渠中某處水深h
=
0.4m,則該處水流的流態(tài)為
a、
緩流;
b、急流;
c、臨界流;
(11)閘孔出流的流量Q與閘前水頭的H(
)成正比。
a、1次方
b、2次方
c、3/2次方
d、1/2次方
(12)滲流研究的對象是(
)的運動規(guī)律。
a、重力水;
b、毛細(xì)水;
c、氣態(tài)水;
d、薄膜水。
(13)測量水槽中某點水流流速的儀器有
a、文丘里計
b、畢托管
c、測壓管
d、薄壁堰
(14)按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計的水力學(xué)模型,長度比尺λL=100,模型中水深為0.1米,則原型中對應(yīng)點水深為和流量比尺為
a、
1米,λQ
=1000;
b、10米,λQ
=100;
c、1米,λQ
=100000;
d、10米,λQ
=100000。
2、判斷題:(每小題2分)
(1)任意受壓面上的平均壓強等于該受壓面形心處的壓強。
(
)
(2)水流總是從壓強大的地方向壓強小的地方流動。
(
)
(3)水力粗糙管道是表示管道的邊壁比較粗糙。
(
)
(4)粘滯性是液體產(chǎn)生水頭損失的內(nèi)因。
(
)
(5)同樣條件下直接水擊比間接水擊更不安全。
(
)
(6)在正坡非棱柱渠道內(nèi)可以形成均勻流。
(
)
(7)矩形斷面水力最佳斷面的寬深比β=2。
(
)
(8)斷面比能沿流程總是減小的。
(
)
(9)在流量和渠道斷面形式一定的條件下,躍前水深越大,躍后水深也越大。(
)
(10)滲流達(dá)西定律適用的條件是恒定均勻?qū)恿鳚B流,并且無滲透變形。
(
)
(1)
牛頓內(nèi)摩擦定律適用的條件是
和
。
(2)
液體中某點的絕對壓強為100kN/m2,則該點的相對壓強為
_____________kN/m2,真空度為
。
(3)
只受重力作用,靜止液體中的等壓面是________________。
(4)
實際液體在流動時產(chǎn)生水頭損失的兩個主要原因是
(5)
水流在明渠中的流態(tài)為緩流時,其水深h____
hk,弗汝德數(shù)Fr_____1。
(6)
在流量不變的條件下,水躍的躍前水深越小,則水躍的躍后水深越____。
(7)
根據(jù)管道水頭損失計算方法的不同,管道可以分為_______和________。
(8)
在水擊計算中閥門關(guān)閉的時間Ts
水擊相長Tr的水擊,稱為__________
水擊,把Ts
>
Tr的水擊稱為__________水擊。
(9)
a2型水面曲線是發(fā)生在______
坡上的
________流(指急流或緩流)的水面線,這時弗汝德數(shù)Fr沿程
______(指增大、減小或不變)
(10)
溢流堰的過堰流量與堰頂水頭的________
次方成正比。
(11)
泄水建筑物下游發(fā)生遠(yuǎn)驅(qū)水躍時,下游收縮斷面水深hc的共軛水深
hc’’
________ht(ht為下游河道的水深,填寫
、=
、>符號)
(12)
按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計的溢流壩水力模型,長度比尺λL=25,當(dāng)模型中某點的流速為v
m=
o.8m/s,則原型中對應(yīng)點的流速為vp=________m/s。
(1)什么是理想液體?為什么要引入理想液體的概念?
(2)“均勻流一定是恒定流”,這種說法是否正確?為什么?
(3)簡述尼古拉茲實驗中沿程水力摩擦系數(shù)λ的變化規(guī)律。
(4)為什么舍齊公式
只適用于阻力平方區(qū)?
(5)流動相似的含義是什么?
(6)從力學(xué)意義上解釋明渠均勻流只能在正坡渠道中產(chǎn)生的原因。
(7)分析水面曲線時,如何尋找急流和緩流的控制斷面?
(8)在滲流計算中達(dá)西定律與杜比公式有何區(qū)別?
5、作圖題:
(1)
定性繪出圖示管道(短管)的總水頭線和測壓管水頭線。
(5分)
v0=0
(2)定性繪出圖示棱柱形明渠內(nèi)的水面曲線,并注明曲線名稱及流態(tài)。(各渠段均充分長,各段糙率相同)
(5分)
(1)
圖示一跨河倒虹吸管,正方形斷面面積為
A=0.64
m2,長
l
=50
m,兩個
30。折角、進(jìn)口和出口的局部水頭損失系數(shù)分別為ζ1=0.2,ζ2=0.5,ζ3=1.0,沿程水力摩擦系數(shù)λ=0.024,上下游水位差
H=3m。求通過的流量
Q
?
(
10分)
第二題
從水箱接一橡膠管道及噴嘴(如圖)。橡膠管直徑D=7.5cm,噴嘴出口直徑d=2.0cm。水頭H
=5.5
m。由水箱至噴嘴的水頭損失hw
=
0.5m。用壓力表測得橡膠管與噴嘴接頭處的壓強p
=
4.9N/cm2。如用手握住噴嘴,需要多大的水平力R,行近流速v0=0,取動能校正系數(shù)和動量校正系數(shù)均為1。
第四題
有一梯形渠道,底寬
b
=10
m,水深
h
=
3
m,邊坡為
1:1,糙率
n
=
0.014,底坡i=0.001。如流動在紊流粗糙區(qū)
篇10
關(guān)鍵詞:微課 翻轉(zhuǎn)課堂 物理實驗 移動學(xué)習(xí) 無紙化教學(xué)
中圖分類號:G632文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-2117(2014)12-000-02
1 物理翻轉(zhuǎn)課堂實施過程中的問題
隨著智能手機、平板電腦,以及3G網(wǎng)絡(luò)和Wifi信號的普及,無線的、移動的信息互聯(lián)時代給教育帶來的沖擊和變革不可避免,為基于移動學(xué)習(xí)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實踐提供了技術(shù)基礎(chǔ)。筆者在多次翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實踐中,發(fā)現(xiàn)各方參與者對微視頻學(xué)習(xí)和翻轉(zhuǎn)課堂質(zhì)疑最多的地方主要有兩個。
第一,翻轉(zhuǎn)課堂在前置微視頻中就直接把知識講授給學(xué)生,把知識傳授由課堂前置到了課前,把知識的內(nèi)化由課后前置到了課堂。但是在這樣的微課前置學(xué)習(xí)中,學(xué)生只能夠較為被動地接受視頻講授,學(xué)生并沒有動手探究和知識自我建構(gòu)的過程和體驗,課堂的所謂知識內(nèi)化過程很容易淪落為作業(yè)訓(xùn)練,這是否又回到了典型的應(yīng)試教育――填鴨式灌輸?
第二,物理課的學(xué)生實驗主要是模擬和還原科學(xué)家的實驗過程,其目的是學(xué)生通過動手實驗和過程體驗,完成知識的自我建構(gòu),提高探究能力。這樣的實驗課又該如何翻轉(zhuǎn)?
這兩個問題引起了筆者的思考,促使筆者拋開傳統(tǒng)教學(xué)的禁錮,提出了自己的微課視頻教學(xué)模式和“翻轉(zhuǎn)實驗”的物理實驗教學(xué)新理念。
2 進(jìn)階式微課與前置學(xué)習(xí)游戲化
2.1 理論依據(jù)
活動學(xué)習(xí)理論認(rèn)為,學(xué)習(xí)不是傳輸?shù)倪^程,也不是接受的過程。學(xué)習(xí)是一個有意圖的、積極的、自覺建構(gòu)的實踐過程,包括互動的意圖、行動和反思活動(Jonassen,2000)。
在大多數(shù)微課視頻的學(xué)習(xí)過程中,雖然學(xué)生能依據(jù)自己的特點選擇觀看視頻的側(cè)重點、次數(shù)和速度等,完成信息的主動加工,而且當(dāng)遇到難以理解的知識點時,也可以隨時后退、反復(fù)觀看視頻。但是對于學(xué)生來說,這仍然是傳統(tǒng)的、單一的知識傳輸和接受過程,缺少有意圖的、積極的、自覺的建構(gòu)的實踐活動,無法激發(fā)學(xué)生互動的意圖、行動和反思活動。要把微課視頻接受式學(xué)習(xí)改造成包括互動、行動和反思在內(nèi)的豐富的學(xué)習(xí)活動才是微課的長久發(fā)展之道。
2.2 實施策略
筆者通過把微課視頻學(xué)習(xí)過程進(jìn)行分割、進(jìn)階,并且穿插多樣化的進(jìn)階任務(wù)(如在線測試過關(guān)和家庭檢驗試驗)完成微課學(xué)習(xí)的游戲化改造,使單一的、被動的、接受式學(xué)習(xí)過程變成了豐富有趣、容易動手操作的游戲過程。由于每個環(huán)節(jié)時間很短,除了相關(guān)實驗用到家庭生活物品外,其他游戲環(huán)節(jié)學(xué)生都可以通過移動互聯(lián)終端設(shè)備隨時隨地完成。
對于《流體流速與壓強的關(guān)系》的微課學(xué)習(xí),具體的進(jìn)階練習(xí)分為三部分。
第一部分:看完第一段四個真假實驗的微課視頻后,學(xué)生有了想一探究竟的欲望,布置學(xué)生依照家庭實驗,自己做真實實驗以辨別視頻內(nèi)容的真?zhèn)?。判斷正確才可以進(jìn)階到第二段微課視頻的學(xué)習(xí)中。學(xué)生在過關(guān)游戲和動手實驗中對該知識點有了體驗和初步建構(gòu)。
第二部分:學(xué)生觀看第二段微課視頻,完成在線過關(guān)測試,這部分的在線測試答案均能在第二段微課視頻中找到,較為簡單。通過自動生成的成績,有錯誤的題目學(xué)生可以馬上通過反復(fù)觀看學(xué)習(xí)相關(guān)片段找到答案,及時在線更正錯誤。
第三部分:完成在線過關(guān)測試后,學(xué)生才能進(jìn)入最后一個階段,即完成第二段微課視頻中留的實驗作業(yè):利用生活中的物品自主設(shè)計完成實驗,論證原理。這個作業(yè)是個開放性的實驗設(shè)計,充分激發(fā)了學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力,并且為課堂的知識內(nèi)化和應(yīng)用探討打下了基礎(chǔ),準(zhǔn)備了素材。學(xué)生帶到課堂來的設(shè)計作品也確實是千奇百怪,充滿創(chuàng)意卻沒有雷同,但都能驗證同一個原理――流速越大,壓強越小。
3 課堂――“翻轉(zhuǎn)的物理實驗”
3.1 理論依據(jù)
多數(shù)人認(rèn)為,翻轉(zhuǎn)課堂的局限之一,就是學(xué)生實驗課是無法實現(xiàn)“翻轉(zhuǎn)”的。因為學(xué)生實驗的目的就是通過模擬科學(xué)家的實驗過程,通過實踐的體驗,幫助學(xué)生完成知識的自我建構(gòu)和內(nèi)化,提高其探究能力。而翻轉(zhuǎn)課堂通過微課視頻,把結(jié)論性知識直接呈現(xiàn)給了學(xué)生,如何讓學(xué)生體會知識“從無到有,通過實驗自主建構(gòu)”的過程呢?
筆者長期從事物理實驗教學(xué),自從事翻轉(zhuǎn)課堂實驗教學(xué)后,一直在思考:我們?yōu)槭裁匆寣W(xué)生模擬科學(xué)家得出物理定律的過程?科學(xué)家得出相關(guān)原理的過程一般都是長時間的試錯和改進(jìn),逐步優(yōu)化成型的,是一個復(fù)雜而漫長的過程。而實際上我們讓學(xué)生模擬的實驗已經(jīng)大大的優(yōu)化和簡化了,我們設(shè)定了一個簡單而且全面規(guī)避各種問題的“模子”讓學(xué)生往里面鉆,讓學(xué)生在沒有試錯的情況下,在幾十分鐘的時間里輕松得出一個速成的結(jié)論。這樣順利而快速的“知識自我建構(gòu)”真的有預(yù)計的那么有效嗎?
能不能打破傳統(tǒng)實驗教學(xué)理念的約束和禁錮,進(jìn)行一次觀念上的翻轉(zhuǎn)?筆者嘗試了“翻轉(zhuǎn)的物理實驗”。即學(xué)生通過微課視頻,在已經(jīng)學(xué)習(xí)了相關(guān)物理原理后,再對該原理進(jìn)行驗證性、應(yīng)用性的實驗,側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生把學(xué)得的物理知識轉(zhuǎn)化為應(yīng)用的能力。
人類社會不僅僅需要愛因斯坦式的理論開創(chuàng),也需要喬布斯式的應(yīng)用創(chuàng)新。我們需要大科學(xué)家,需要理論的開創(chuàng)者,更需要大量工程師、技術(shù)人員,需要大量把理論轉(zhuǎn)化實際生產(chǎn)力的應(yīng)用創(chuàng)新人才。筆者在《流體流速與壓強的關(guān)系》這節(jié)翻轉(zhuǎn)課堂實驗課的課堂教學(xué)處理中,首先把需要學(xué)生自主探究得出的物理原理通過微課視頻告知學(xué)生,再在課堂中通過實驗驗證結(jié)論,通過應(yīng)用性實驗解決實際問題,實現(xiàn)了“實驗的翻轉(zhuǎn)”。
3.2 課堂干什么
“流體流速與壓強的關(guān)系”知識點本身比較簡單,學(xué)生通過微視頻自學(xué)就可以掌握得比較好了,那么課堂干什么呢?這個看似簡單的知識點在生活中的利用價值是沒有被學(xué)生充分挖掘出來的。筆者依據(jù)學(xué)情,設(shè)計了以下兩個課堂目標(biāo):
第一,學(xué)生能夠利用最普通、最常見的物品自己設(shè)計實驗,驗證原理,領(lǐng)悟物理原理就在生活之中。
第二,引導(dǎo)學(xué)生利用該知識,設(shè)計方案,解決生活中的實際問題。這都是開放性的實驗設(shè)計,既訓(xùn)練了學(xué)生的創(chuàng)造力和想象力,又提高了學(xué)生解決實際問題的能力。
3.3 實施策略
環(huán)節(jié)一:知識點梳理。針對學(xué)生微課學(xué)習(xí)后在線過關(guān)測試中出現(xiàn)的問題,進(jìn)行知識點梳理和易錯點疑難點的解析。
環(huán)節(jié)二:“創(chuàng)意實驗展示”環(huán)節(jié),是課堂主要內(nèi)容之一。學(xué)生能夠利用最普通、最常見的物品自己設(shè)計實驗,驗證原理,全班沒有一個實驗是完全雷同的。
環(huán)節(jié)三:“合作探究”,是課堂第三個層次和主要環(huán)節(jié)。引導(dǎo)學(xué)生利用該知識點,解決實際問題――如何使軟管變成吸塵器,吸起地面的泡沫碎屑。
環(huán)節(jié)四:“拓展創(chuàng)新”,是課堂的和核心。依據(jù)微課視頻學(xué)習(xí)的內(nèi)容,設(shè)計開放性實驗方案,如解決深圳濱海大道地下人行過道不通風(fēng)的問題。學(xué)生在iPad上畫出各種設(shè)計方案,通過AppleTV無線直播的方式,讓每位學(xué)生都能把自己的iPad畫面同步直播到投影儀大屏幕上展示,讓全體學(xué)生都能參與研討。充分培養(yǎng)了學(xué)生對所學(xué)知識的創(chuàng)新應(yīng)用和解決實際問題的能力。同時通過平板電腦作畫,通過無線互聯(lián)展示,實現(xiàn)了信息技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用。
4 移動學(xué)習(xí)與無紙化教學(xué)的技術(shù)支持
4.1 理論依據(jù)
移動學(xué)習(xí)(MobileLearning)是一種在移動計算設(shè)備的幫助下,能夠在任何時間、任何地點發(fā)生的學(xué)習(xí)。移動學(xué)習(xí)所使用的移動設(shè)備必須能夠有效地呈現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容并且提供教師與學(xué)習(xí)者之間的雙向交流。
移動學(xué)習(xí)在數(shù)字化學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上通過有效結(jié)合信息技術(shù)帶給學(xué)習(xí)者隨時隨地學(xué)習(xí)的全新感受,被認(rèn)為是一種未來的學(xué)習(xí)模式,或者說是未來學(xué)習(xí)不可缺少的一種學(xué)習(xí)模式。
本節(jié)課在微課視頻學(xué)習(xí)環(huán)節(jié),學(xué)生充分應(yīng)用到智能手機、平板電腦以及3G網(wǎng)絡(luò)和Wifi信號,實現(xiàn)了隨時隨地的個性化學(xué)習(xí)。在線測試系統(tǒng)以及微課學(xué)習(xí)與過關(guān)練習(xí)結(jié)合的進(jìn)階游戲系統(tǒng),都需要開發(fā)相應(yīng)的互聯(lián)網(wǎng)程序和功能性軟件才能實現(xiàn)。筆者所在學(xué)校技術(shù)部門已經(jīng)開發(fā)出相應(yīng)在線平臺(61.144.246.9/flipclassnew/Default.aspx),學(xué)生只需在移動終端打開應(yīng)用就可以開展學(xué)習(xí)活動。教師則在教師端口,應(yīng)用手機、iPad等移動終端及時跟進(jìn)、監(jiān)控、反饋,新技術(shù)的應(yīng)用使教與學(xué)的互動沒有了時間和空間的限制,非常便利。
4.2 課堂環(huán)節(jié)的無線互聯(lián)技術(shù)
在課堂的創(chuàng)意實驗過程中,可以通過學(xué)生平板電腦實時提交在線平臺,同步智能生成結(jié)果,無需教師逐個批改。教師在課堂由“知識的講授者”角色轉(zhuǎn)變?yōu)椤敖叹殹?、“輔導(dǎo)員”的角色。學(xué)生對地下通道改造的方案也是通過iPad畫圖呈現(xiàn),通過無線互聯(lián)技術(shù)實時提交,在大屏幕上同步直播每個愿意展示的學(xué)生的方案,與所有學(xué)生分享和探討。
4.3 無紙化教學(xué)的實現(xiàn)
無紙化教學(xué)是目前歐美國家和我國香港地區(qū)許多教育機構(gòu)倡導(dǎo)的一種利用先進(jìn)科技實現(xiàn)的綠色教學(xué)理念。整個課程從教師到學(xué)生,從微課視頻學(xué)習(xí)到課堂知識內(nèi)化,從知識傳授到在線練習(xí),不使用任何紙質(zhì)工具。除了實驗需要的實物,其他全部通過無線網(wǎng)絡(luò)和移動終端實現(xiàn)。最便捷的科技應(yīng)用,不僅是教學(xué)發(fā)展的趨勢,也是“環(huán)保課堂”、“低碳課堂”的理念追求。
5 結(jié)語
實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn),選擇“流體流速與壓強的關(guān)系”這個課題,是因為它不僅知識點單一,便于學(xué)生前置學(xué)習(xí),適合“翻轉(zhuǎn)”,而且應(yīng)用廣泛。
通過這次實踐,筆者深刻體會到,教學(xué)不是工廠化生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的磨具,學(xué)生不是標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品。如果我們把程式化的實驗探究,翻轉(zhuǎn)成應(yīng)用性實驗的設(shè)計和創(chuàng)意,讓學(xué)生充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力,敢于站在時代的前沿,應(yīng)用最新科技探索未來,這樣我們的學(xué)生才是充滿創(chuàng)意和想象力的、面向未來的、獨一無二的人。
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