A-Level物理：流体Fluid知识点详解

A-Level物理科目主要涉及三大方面的内容，有电学、力学和运动学，今天，我们重点来介绍一下力学中的流体知识点，下面，跟随锦秋讲师张翰林来具体看一下。

流体（Fluid）本身的定义是任意可以流动的物质，这其中包含了液体和气体，同时会有一些固体在特殊情况下也能表现出流体的性质。当固体进入静止流体中时，就会受到浮力（upthrust）的影响，那么根据固体的位置变化可以对其进行受力分析。

●当固体漂浮在水面上，浮力＞重力；

●当固体悬浮在水中或者是匀速下降，浮力＝重力；

●当固体加速下降，浮力＜重力。

如何计算液体产生的浮力，伟大的阿基米德提出了一条定律，这是流体静力学的一个重要原理。它指出，浸入静止流体中的物体受到一个浮力，其大小等于该物体所排开的流体重量。

也就是说，浮力=物体排开的流体重量。同学们在初中物理中都学过：

其中m是mass（质量），v是volume（体积）。那么，=，流体重量weight of fluid=g.

通过流体的重量我们就可以判断出浮力的大小Upthrust=weight of fluid=. 

由于流体本身是可以任意流动的，那么在不同情况下就会产生不同的流动方式，一种是层流（laminar flow），另一种是湍流（turbulent flow）。

层流本身是流体的一种流动状态，它作层状的流动。流体在管内低速流动时呈现为层流，其质点沿着与管轴平行的方向作平滑直线运动。流体的流速在管中心处最 大，其近壁处最 小。

层流会发生在流体速度较低时，当速度逐步提高到达一定数值以后，层流就会转变成湍流，也就是说，当流速增加到很大时，流线不再清楚可辨，流场中有许多小漩涡，层流被破坏，相邻流层间不但有滑动，还有混合。这时的流体作不规则运动，有垂直于流管轴线方向的分速度产生，这种运动称为湍流。

接下来我们来看一道例题。

Give an example of object that are designed to have laminar flow and sketch diagram to show the laminar flow.[3]

首先，我们需要判断出什么样的物品是可以产生层流，为了满足层流的特性，可以举出的物品为pipe（管道）。

其次，我们需要画一个草图来描绘出层流的流动情况, 在画图的时候要注意，中间代表速度的箭头长度一定要大于周围的箭头长度，且保持层层递减的关系。这样才符合“层流的流速在管中心处最 大，其近壁处最 小”的定义。

这里给大家展示一个例图：

更多有关A-Level科目及考试等方面的信息，大家可以扫码关注锦秋A-Level进行了解！