高中定量 · 初中直观拓展 · 流体 · 连续性与伯努利

流得更快的地方,压力更高吗?

水平、稳态、不可压、无黏液体;宽管直径4 cm,宽段表压100 kPa。收窄中央管口,看流速与压差一起变化。

问题的来处1738—1797年 · 伯努利与文丘里

文丘里管:问题从哪里来?

水为什么会在管道收窄处加速?丹尼尔·伯努利在《流体动力学》中联系压力与流速,文丘里的实验进一步展示缩口附近的压强变化。

读一段背景,带着问题动手

水为什么会在管道收窄处加速?丹尼尔·伯努利在《流体动力学》中联系压力与流速,文丘里的实验进一步展示缩口附近的压强变化。

流量计利用这一压差推断流速。本页采用水平、不可压缩、无黏性模型;真实管路还有损失,不能把流速越大压强越小当作所有场合的口号。

现在,换你来试收窄中央管口,看流速与压差一起变化。 固定其他条件,亲手将窄管直径分别设为3和2cm,各核验一次;管径减半,面积和流速各怎样变化?

文丘里管

P16 / 流体
今天的问题

管径减半,面积和流速各怎样变化?

独立探索要做什么?

收窄中央管口,看流速与压差一起变化。 固定其他条件,亲手将窄管直径分别设为3和2cm,各核验一次;管径减半,面积和流速各怎样变化?

装置 · 尺寸示意,量值见读数看证据图 ↓
先看一次,再亲手试

从4到1.5 cm逐步改变窄管直径;这是条件比较,不是物理时间。暂停后可亲手调整。

尚未开始;也可直接使用装置旁的参数控件。
水平稳流 · 蓝柱长度随表压变化,不代表实际水柱高度
青色边界:流管金色线:流动方向竖柱:压差示意
看这里 · 窄口表压98.9198 kPa

窄口流速1.78 m/s,表压98.92 kPa;实际损失与气蚀未建模。

旋转查看装置连接与相对位置。用装置旁滑块改变条件,二维、三维和读数来自同一状态;尺寸为示意。

窄口表压
98.9198 kPa
窄口流速
1.7778 m/s
压差
1.0802 kPa

窄口流速1.78 m/s,表压98.92 kPa;实际损失与气蚀未建模。

证据图 参考解随题设重算 · 不计个人完成

启用交互后显示带单位曲线。

换个条件,再想一步

把流速降下来,压差会按几次方缩小?

先预测,再观察。反例不会替你完成独立任务。

留下两组证据

仅当前页保留最近两组,刷新清除;第三组替换最早一组。保存模型条件与单位;恢复后重算,不恢复任务完成资格。

先留一组,再改变一个条件。

从观察到解释

把证据带回纸上

展开关系与推导

A₁v₁=A₂v₂;p₂=p₁+ρ(v₁²−v₂²)/2,ρ=1000 kg/m³。

固定哪些量?改变哪个量?列出两组数值,写出关系,再说明一个不能套用的条件。实验支持猜想,一般证明需要理由。

先预测,再用证据解释

把这次发现,留给下次的自己

管径减半,面积和流速各怎样变化?

换个条件,再试一次

把流速降下来,压差会按几次方缩小?

看哪里?

旋转查看装置连接与相对位置。用装置旁滑块改变条件,二维、三维和读数来自同一状态;尺寸为示意。

回到装置再试 ↑

仅此浏览器保存最近两组,第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存;文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。

尚未保存。启用交互后可以记录;请勿在这里填写个人身份信息。

先修与两种探索深度

先认识流体 · 连续性与伯努利涉及的量与单位:窄管直径(cm)、宽管流速(m/s)。高中定量 · 初中直观拓展为内容层次提示,未核对具体教材。

先看现象:收窄中央管口,看流速与压差一起变化。

再做定量:保持其他条件,比较窄管直径与窄口表压(kPa),再对照下方关系。

模型、来源与核验边界

A₁v₁=A₂v₂;p₂=p₁+ρ(v₁²−v₂²)/2,ρ=1000 kg/m³。

对照核验提示:较宽缩口:窄管直径 3 cm;较窄缩口:只改变窄管直径 2 cm。按这些题设自己操作并比较窄口表压,不把参考情景当个人完成。

适用范围:窄口流速1.78 m/s,表压98.92 kPa;实际损失与气蚀未建模。

OpenStax · Bernoulli’s Equation(延伸阅读;链接和公式适用性尚需逐项外部复核) ↗

本页为模型探索,未认证具体教材章节;真实学生和教师反馈尚待推广后收集。