Đang tải... (xem toàn văn)
Chuyên đề dự thi đồng bằng duyên hải chuyên đề cơ học chất lưuChuyên đề dự thi đồng bằng duyên hải chuyên đề cơ học chất lưuChuyên đề dự thi đồng bằng duyên hải chuyên đề cơ học chất lưuChuyên đề dự thi đồng bằng duyên hải chuyên đề cơ học chất lưuChuyên đề dự thi đồng bằng duyên hải chuyên đề cơ học chất lưuChuyên đề dự thi đồng bằng duyên hải chuyên đề cơ học chất lưuChuyên đề dự thi đồng bằng duyên hải chuyên đề cơ học chất lưuChuyên đề dự thi đồng bằng duyên hải chuyên đề cơ học chất lưuChuyên đề dự thi đồng bằng duyên hải chuyên đề cơ học chất lưuChuyên đề dự thi đồng bằng duyên hải chuyên đề cơ học chất lưu
CHUYÊN ĐỀ DỰ THI ĐỒNG BẰNG DUYÊN HẢI NĂM HỌC 2017 - 2018 Chuyên đề CƠ HỌC CHẤT LƯU MỤC LỤC Phần I MỞ ĐẦU Phần II NỘI DUNG A LÝ THUYẾT 1 Các khái niệm Các định luật chất lưu trạng thái nghỉ Động lực học chất lưu 4 Ma sát chất lỏng - Lực Stockes B BÀI TẬP C BÀI TẬP CỦNG CỐ 22 Phần III KẾT LUẬN 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHẦN MỞ ĐẦU I Lý chọn đề tài Chất lỏng phần kiến thức chương trình giáo dục Vật lý phổ thơng Trong năm gần đề thi từ cấp tỉnh, cấp Quốc gia, khu vực hay Quốc tế dạng chủ yếu chất lỏng tài liệu có cịn hạn chế Xuất phát từ lí nên chúng tơi biên soạn chuyên đề: “Cơ học chất lưu” với mục tiêu cung cấp cho thầy cô giáo em học sinh kiến thức từ mức độ đến nâng cao II Mục đích - Tóm tắt hệ thống lí thuyết chất lưu - Nghiên cứu số dạng tập học chất lưu Phần II NỘI DUNG A LÝ THUYẾT Các khái niệm Chuyển động chất lưu chia thành loại: chảy thành dòng chảy xốy Khi chảy thành dịng phân tử chuyển động theo quĩ đạo không cắt nhau, phần tử nối tiếp phần tử 1.1 Các trạng thái vật chất Chất lưu Có ba trạng thái vật chất: Rắn, lỏng, khí Chất lưu chất chảy được, trái với chất rắn Vì vậy, chất lưu bao gồm chất lỏng chất khí Chất lưu khơng bị nén khơng nhớt (bỏ qua lực nhớt) gọi chất lưu lí tưởng, ngược lại chất lưu thực 1.2 Áp suất mật độ áp suất Giả sử ta có pít tơng, có diện tích A , lồng xy lanh kín, tác dụng lực F vào pít tơng Đến vị trí đó, pít tơng đứng n Khi đó, áp suất trung bình khơng khí tác dụng vào pít tơng: F AA F p A Áp suất điểm định nghĩa là: p lim dF A�0 F A (9 0) dA Qua điểm M chất lưu ta lấy mặt nguyên tố dS Phần chất lưu bên trái dS tác dụng lên phần bên phải lực dF dF dFn dFt Đối với chất lưu đứng yên, dF dFn dF Về độ lớn, áp suất p điểm M hướng từ trái qua phải mặt dS là: p n dS Tính chất: Chất lưu đứng yên áp suất điểm theo phương Hay ta nói là: Áp suất đại lượng vô hướng Tập hợp trị áp suất điểm khác không gian làm thành trường vô hướng gọi trường áp suất Đơn vị áp suất: N / m2 Pa (Paxcan) 1at 1, 01.105 Pa 760mmHg 1.3 Đường dòng-ống dòng Đường dòng đường cong mà tiếp tuyến điểm có phương trùng với véc tơ vận tốc trường thời điểm Tập hợp nhiều đường dòng làm thành họ đường dịng Đường dịng cho ta hình ảnh phương vận tốc điểm khơng gian Các đường dịng khơng thể cắt nhau, chúng cắt giao điểm có véc tơ vận tốc mà đồng thời lại tiếp tuyến với hai đường dòng giao Họ đường dòng tựa đường cong kín C tạo thành ống gọi ống dịng Vì đường dịng khơng cắt nên hạt chất lưu chuyển động ống dòng tiếp tục chuyển động ống dịng khơng thể xun qua thành ống Các định luật chất lưu trạng thái nghỉ 2.1 Biến thiên áp suất theo độ sâu Định luật Pascal Giả sử ta có chất lưu trạng thái nghỉ (trạng thái đứng yên) Chọn hệ trục tọa độ Oz hướng thẳng đứng O lên trên, gốc biên tiếp xúc mặt chất lưu – khơng khí Xét mẫu chất lưu chứa hình trụ F y2 y1 y F1 h P thẳng tưởng tượng có đáy A, y1 y2 độ sâu tính từ gốc đến đáy đáy hình trụ ( y2 y1 ) Do chất lưu trạng thái nghỉ, mẫu chất lưu cân nên tổng lực tác dụng vào mẫu nước 0: F2 F1 P Chiếu lên hệ trục tọa độ Oz: F2 F1 P y p2 A p1 A P Ta xét chất lưu không nén, tức khối lượng riêng chất lưu điểm Khối lượng khối chất lưu mà ta chọn là: m A y1 y2 Khi ta có: p p0 g y1 y2 Hay p p0 Với Khi đó, p (9 0) gh y1 y2 h áp suất độ sâu h so với mặt chất lưu Đại lượng gh gọi áp suất áp kế Định luật Pascal: Với chất lưu khơng nén áp suất điểm chất lưu có độ cao Khi đó, áp suất điểm (1) tăng lên lượng suất điểm (2) tăng lên lượng p1 áp p2 p1 Phát biểu: Áp suất điểm tăng lên lượng p lượng áp suất truyền nguyên vẹn đến điểm chất lỏng lên thành bình 2.2 Lực đẩy Achimede Giả sử ta có chất lưu trạng thái nghỉ (trạng thái đứng yên) Chọn hệ trục tọa độ Oz hướng thẳng đứng lên trên, gốc biên tiếp xúc mặt chất lưu – khơng khí Giả sử chất lưu khơng nén const Giả sử ta có vật rắn hình trụ ngâm chất lưu (diện tích đáy đáy A, chiều cao h) áp lực chất lưu tác dụng lên mặt vật rắn lớn áp lực tác dụng lên mặt vật rắn Kết chất lưu đẩy vật rắn lực hướng từ lên Đó lực đẩy Achimede, có giá trị bằng: F p2 A p1A p2 p1 A ghA gV (9 0) Trong đó, V hA thể tích phần vật rắn ngâm chất lưu gV trọng lượng khối chất lưu tích V Định luật Achimede: Lực đẩy hướng từ lên có trị trọng lượng khối chất lưu mà thể tích phần thể tích vật rắn ngâm chất lưu Động lực học chất lưu 3.1 Phương trình liên tục Xét chất lưu trạng thái dừng Xét ống dòng S2 Nếu chất lưu mơi trường liên tục khoảng thời gian dt lượng chất lưu chảy qua tiết diện ngang S1 S2 ống dòng S1 Ta gọi dm khối lượng chất lưu chảy qua tiết diện ngang S1 Hay: S2 khoảng thời gian dt Ta có: dm 1S1v1dt 2 S2v2dt S1v1 S2v2 const (9 0) Định lý tính liên tục chất lưu: Tích số độ lớn vận tốc chất lưu độ lớn tiết diện ngang ống dòng đại lượng khơng đổi 3.2 Phương trình Bernoulli Giả sử ta có chất lưu dừng Ta xét đơn vị thể tích V vào định luật bảo tồn lượng, ta có: chất lưu Nhờ v2 ... tử 1.1 Các trạng thái vật chất Chất lưu Có ba trạng thái vật chất: Rắn, lỏng, khí Chất lưu chất chảy được, trái với chất rắn Vì vậy, chất lưu bao gồm chất lỏng chất khí Chất lưu khơng bị nén khơng... thơng Trong năm gần đề thi từ cấp tỉnh, cấp Quốc gia, khu vực hay Quốc tế dạng chủ yếu chất lỏng tài liệu có cịn hạn chế Xuất phát từ lí nên chúng tơi biên soạn chuyên đề: ? ?Cơ học chất lưu” với mục... luật chất lưu trạng thái nghỉ Động lực học chất lưu 4 Ma sát chất lỏng - Lực Stockes B BÀI TẬP C BÀI TẬP CỦNG CỐ 22 Phần III KẾT LUẬN 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHẦN MỞ ĐẦU I Lý chọn đề tài Chất lỏng