關(guān)于高中物理流體力學(xué)學(xué)習(xí)的體會

摘要：高中時(shí)期，是學(xué)生成長的關(guān)鍵時(shí)期，許多思維意識與能力都是在這一階段形成與發(fā)展的。高中物理學(xué)科，是一門具有較強(qiáng)抽象性的學(xué)科，能夠極大的開發(fā)學(xué)生的逆向思維。因而，高中學(xué)生要想切實(shí)的學(xué)好物理學(xué)科，就需要在學(xué)習(xí)每一個(gè)基礎(chǔ)課程后，進(jìn)行相關(guān)的學(xué)習(xí)反思體會，從而更好的鞏固所學(xué)習(xí)的知識點(diǎn)，為后期的物理知識學(xué)習(xí)、掌握、提升奠定基礎(chǔ)。本文作者羅世堯是圍繞著高中物理學(xué)科競賽中涉足的流體力學(xué)知識，做出相應(yīng)學(xué)習(xí)反思體會并加以拓展延伸。以此，來充分的展現(xiàn)高中學(xué)生對該知識點(diǎn)領(lǐng)悟及實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高中物理；流體學(xué)；學(xué)習(xí)體會

前言：

從初中到高中，物理學(xué)科都是考試的重點(diǎn)科目。為了更好的學(xué)好該學(xué)科，我們都各自做著努力。在課前進(jìn)行精心的預(yù)習(xí)，在課堂上認(rèn)真傾聽老師的講解，課后針對具體的物理知識問題進(jìn)行激烈的討論與研究。同學(xué)們都想憑借著自身的努力，在考試中取得更為優(yōu)異的成績。在高中物理學(xué)科中的流體學(xué)，是整個(gè)高中物理課程中的重點(diǎn)內(nèi)容，對于我們來說也是較難的知識點(diǎn)。因而，在學(xué)習(xí)流體學(xué)這一知識點(diǎn)后，對高中物理學(xué)科有了更加深度的認(rèn)識，也掌握了更多的學(xué)習(xí)方法與公式定理。那么，為了更好的學(xué)習(xí)高中物理學(xué)科，就需要我們在學(xué)習(xí)每一段基礎(chǔ)課程后，進(jìn)行深刻的學(xué)習(xí)反思，構(gòu)思出學(xué)習(xí)心得體會。從而更好的吸收課堂中所學(xué)習(xí)到的物理知識，促進(jìn)物理學(xué)科成績的不斷提升。

1、綜合概述高中物理流體力學(xué)

流體力學(xué)（fluid mechanics），它是力學(xué)主要的分支，主要是指各種力的作用下，流體本身的運(yùn)動與靜止?fàn)顟B(tài)以及固體、流體界壁間相對運(yùn)動時(shí)的流動規(guī)律與相互作用。流體力學(xué)，是在人類與自然界作斗爭后，通過不斷的生產(chǎn)實(shí)踐后形成與發(fā)展開來的。古代羅馬人所建設(shè)的代行供水管道系統(tǒng)，就是依靠流體力學(xué)來實(shí)現(xiàn)的。最早的流體力學(xué)，是出現(xiàn)在古希臘，創(chuàng)始人是阿基米德，他建立了包括浮體穩(wěn)定性與浮力定理的內(nèi)在液體平衡理論。在一定程度上，為流體靜力學(xué)的形成與發(fā)展奠定了重要的基礎(chǔ)。

2、高中物理流體力學(xué)的理論基礎(chǔ)

高中物理流體力學(xué)的主要理論基礎(chǔ)，就是有效的考慮粘性的流體運(yùn)動方程，即納維-斯托克斯方程。由于該方程屬于偏微分的非線性方程，在具體的方程研究過程中呈現(xiàn)著較為復(fù)雜的狀態(tài)。因而，學(xué)者們通過假設(shè)流體為無粘性或者不可壓縮，從而實(shí)現(xiàn)方程的簡化。在19世紀(jì)末，流體動力學(xué)的分析法取得了較大的學(xué)術(shù)成效，但是卻對生產(chǎn)的作用并不大。在1904年普朗特有將流體力學(xué)進(jìn)行了更為深度的研究與分析，從推理到數(shù)學(xué)論證，在到最后的實(shí)驗(yàn)測量，從多種角度對流體力學(xué)進(jìn)行了深度的研究，從而建立起了流體力學(xué)的邊界層理論。在簡單的運(yùn)算公式下，能夠?qū)吔鐚拥牧黧w同固體于流動狀態(tài)之間的粘性力進(jìn)行細(xì)致的分析與研究。在一定程度上，該理論更加清晰的闡釋了流體力學(xué)的適用范圍，對物體運(yùn)動時(shí)的摩擦力能夠準(zhǔn)確的計(jì)算出來。從而實(shí)現(xiàn)了流體力學(xué)的雙統(tǒng)一。

3、高中物理流體力學(xué)的主要假設(shè)

3.1 連續(xù)體假設(shè)

物質(zhì)都由分子構(gòu)成，盡管分子都是離散分布的，做無規(guī)則的熱運(yùn)動。但理論和實(shí)驗(yàn)都表明，在很小的范圍內(nèi)，做熱運(yùn)動的流體分子微團(tuán)的統(tǒng)計(jì)平均值是穩(wěn)定的。因此可以近似的認(rèn)為流體是由連續(xù)物質(zhì)構(gòu)成，其中的密度、溫度、壓力等物理量都是連續(xù)分布的標(biāo)量場。

3.2 質(zhì)量守恒

質(zhì)量守恒目的是建立描述流體運(yùn)動的方程組。歐拉法描述為：流進(jìn)絕對坐標(biāo)系中任何閉合曲面內(nèi)的質(zhì)量等于從這個(gè)曲面流出的質(zhì)量，這是一個(gè)積分方程組，化為微分方程組就是：密度和速度的乘積的散度是零（無散場），用歐拉法描述為：流體微團(tuán)質(zhì)量的隨體導(dǎo)數(shù)隨時(shí)間的變化率為零。

3.3 應(yīng)力張量

對流體微元的作用力，主要有表面力和體積力，表面力和體積力分別是力在單位面積和單位體積上的量度，因此它們有界。由于我們在建立流體力學(xué)基本方程組的時(shí)候考慮的是尺寸很小的流體微元，因此流體微團(tuán)表面所受的力是尺寸的二階小量，體積力是尺寸的三階小量，故當(dāng)體積很小時(shí)，可以忽略體積力的作用，認(rèn)為流體微團(tuán)只是受到表面力（表面應(yīng)力）的作用。非各向同性的流體中，流體微團(tuán)位置不同，表面法向不同，所受的應(yīng)力是不同的，應(yīng)力是由一個(gè)二階張量和曲面法向的內(nèi)積來描述的，二階應(yīng)力張量只有三個(gè)量是獨(dú)立的，因此，只要知道某點(diǎn)三個(gè)不同面上的應(yīng)力，就可確定這個(gè)點(diǎn)的應(yīng)力分布情況。

3.4 能量守恒

具體表述為：單位時(shí)間內(nèi)體積力對流體微團(tuán)做的功加上表面力和流體微團(tuán)變形速度的乘積，等于單位時(shí)間內(nèi)流體微團(tuán)的內(nèi)能增量，加上流體微團(tuán)的動能增量。

4、學(xué)習(xí)反思與體會

在學(xué)習(xí)了高中物理流體力學(xué)后，我對高中物理學(xué)科的學(xué)習(xí)有了新的學(xué)習(xí)體會與認(rèn)識。首先，應(yīng)當(dāng)對物理學(xué)科的整體概念與規(guī)律進(jìn)行全面性的了解與掌控，為后續(xù)的物理知識點(diǎn)學(xué)習(xí)做好學(xué)習(xí)鋪墊；其次，對于所學(xué)習(xí)的相關(guān)物理知識點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)先對物理過程與狀態(tài)進(jìn)行深度的分析與研究，注意物理現(xiàn)象的整體變化走向，從而有效的把握整體物理知識點(diǎn)的脈絡(luò)；最后，對于高中物理的解題階段，應(yīng)當(dāng)先對相關(guān)的物理學(xué)知識點(diǎn)進(jìn)行深度的反思，對所有的知識點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)的總結(jié)，掌握物理解題技巧，在老師的引導(dǎo)下，探究自己的解題思路，從而有效的提高自身的物理題解答能力，不斷的提高自身的物理學(xué)科成績。

5、結(jié)語

高中物理，對于高中學(xué)生來說是較難的學(xué)科之一。那么，為了更好的學(xué)習(xí)好這一學(xué)科，就需要我們在學(xué)習(xí)每一個(gè)物理知識點(diǎn)后，對知識點(diǎn)進(jìn)行綜合性的概括與分析，進(jìn)而進(jìn)行相關(guān)的學(xué)習(xí)反思與體會。從而通過不斷的反思與努力，來提高自身的物理知識理解與應(yīng)用能力，提高高中物理學(xué)科的考試成績，為以后物理理論、學(xué)科、原理在研究、應(yīng)用中奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：羅世堯（2000.01.15）男，籍貫：成都市青羊區(qū)，學(xué)校：成都市列五中學(xué)。endprint