题目
理想流体在水平管道中流动,若某处管道截面缩小时,则动能( )A. 不能确定B. 减小C. 不变D. 增大
理想流体在水平管道中流动,若某处管道截面缩小时,则动能( )
A. 不能确定
B. 减小
C. 不变
D. 增大
题目解答
答案
D. 增大
解析
本题考查理想流体的连续性方程和伯努利方程的应用。解题思路是先根据连续性方程分析管道截面缩小处流体速度的变化,再根据动能的表达式判断动能的变化情况。
- 根据连续性方程分析流体速度变化:
- 理想流体的连续性方程为$S_1v_1 = S_2v_2$,其中$S_1$、$S_2$分别为管道不同位置的横截面积,$v_1$、$v_2$分别为对应位置流体的流速。
- 已知某处管道截面缩小,即$S_2 \lt S_1$,由$S_1v_1 = S_2v_2$可得$v_2=\frac{S_1}{S_2}v_1$,因为$\frac{S_1}{S_2}\gt{}1$,所以$v_2 \gt v_1$,即管道截面缩小处流体的速度增大。
- 根据动能表达式判断动能变化:
- 流体的动能表达式为$E_k=\frac{1}{2}mv^2$,其中$m$为流体的质量,$v$为流体的速度。
- 由于流体的质量$m$不变,而速度$v$增大,根据动能表达式可知,动能$E_k$增大。