题目
水管的截面面积在粗处为S_1=40(cm)^2,细处为S_2=10(cm)^2,管中水的流量为Q=3000(cm)^3/(s)。假设水的流动可以看成是理想流体作稳定流动,则粗处水的流速为V_1=75(cm)/(s)。A. 对B. 错
水管的截面面积在粗处为$S_1=40\text{cm}^2$,细处为$S_2=10\text{cm}^2$,管中水的流量为$Q=3000\text{cm}^3/\text{s}$。假设水的流动可以看成是理想流体作稳定流动,则粗处水的流速为$V_1=75\text{cm}/\text{s}$。
A. 对
B. 错
题目解答
答案
A. 对
解析
本题考查理想流体稳定流动中的连续性方程的应用。关键点在于理解流量在管道各处相等,即$Q = S_1 v_1 = S_2 v_2$。通过已知流量和截面积,可直接计算流速,验证题目给出的流速是否正确。
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根据流量公式计算粗处流速
流量公式为$Q = S_1 v_1$,代入已知$Q=3000\text{cm}^3/\text{s}$和$S_1=40\text{cm}^2$:
$v_1 = \frac{Q}{S_1} = \frac{3000}{40} = 75 \, \text{cm/s}$
计算结果与题目给出的$v_1=75\text{cm/s}$一致。 -
验证连续性方程
根据连续性方程$S_1 v_1 = S_2 v_2$,可得细处流速:
$v_2 = \frac{S_1 v_1}{S_2} = \frac{40 \times 75}{10} = 300 \, \text{cm/s}$
此时流量$Q = S_2 v_2 = 10 \times 300 = 3000\text{cm}^3/\text{s}$,与题目条件一致,说明计算正确。