题目
理想流体做稳定流动时,同一流线上两个点处的流速()A. 一定相同B. 一定不同C. 之间的关系由两点处的压强和高度决定D. 一定都随时间变化
理想流体做稳定流动时,同一流线上两个点处的流速()
A. 一定相同
B. 一定不同
C. 之间的关系由两点处的压强和高度决定
D. 一定都随时间变化
题目解答
答案
C. 之间的关系由两点处的压强和高度决定
解析
考查要点:本题主要考查理想流体稳定流动中的伯努利方程应用,理解流速、压强、高度之间的关系。
解题核心思路:
在理想流体的稳定流动中,伯努利方程是能量守恒的体现,即流体的动能、势能和压强能总和保持不变。同一流线上的不同点,若压强或高度不同,则流速必然调整以满足能量守恒。
破题关键点:
- 伯努利方程:$\frac{1}{2}\rho v^2 + \rho g h + P = \text{常数}$
- 稳定流动的条件意味着流速、压强、高度不随时间变化,但不同点之间可能因压强或高度差异导致流速差异。
根据伯努利方程,流体在流动过程中满足:
$\frac{1}{2}\rho v^2 + \rho g h + P = \text{常数}$
其中:
- $v$ 是流速,$h$ 是高度,$P$ 是压强,$\rho$ 是流体密度。
关键推导:
- 能量守恒:若某点压强 $P$ 增大,则流速 $v$ 必然减小(以保持总能量不变)。
- 高度影响:若某点高度 $h$ 增大,则流速 $v$ 必然减小(重力势能增加,动能减少)。
- 结论:同一流线上的两点,若压强或高度不同,则流速必然不同,且流速大小由压强和高度共同决定。
选项分析:
- A/B:错误,流速可能相同或不同,取决于压强和高度的具体关系。
- C:正确,流速关系由压强和高度决定。
- D:错误,稳定流动中流速不随时间变化。