最新消息:

Scratch编程与物理-用Scratch学习“水的压强”

Scratch 少儿编程 3505浏览 0评论

友情提示:视频教程观看时请手动设置清晰度。

一、液体的压强

 

在桌子上放置一瓶矿泉水,在瓶子侧壁上钻几个小孔,会发现水从小孔处喷出,说明水对瓶子壁有压强。家中洗菜池装满水时,要拔起池底出水口的橡皮塞比较费力,说明水对池底有压强。喷泉中的水柱能向上喷出,说明水向上也有压强。由于液体的流动性,液体向各个方向都有压强。

 

液体的压强具有以下特点:

1、在液体内部的同一深处,向各个方向的压强都相等。

2、深度越深,压强越大。

3、在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。

 

Scratch编程与物理-用Scratch学习“水的压强”

液体内部的压强公式为:

Scratch编程与物理-用Scratch学习“水的压强”

二、Scratch模拟实验

在桌子上放置一瓶矿泉水,在瓶子侧壁上钻几个小孔,水从小孔处喷出。

不同位置的孔,水喷出的水柱远近距离不一样,那喷射距离到底和什么有关呢?今天我们就来详细研究一下。

Scratch编程与物理-用Scratch学习“水的压强”

通过液体内部的压强公式P=ρgh,很容易就能看出,压强是和水深成正比的。接下来看水喷出水平速度V,与压强的关系。

首先把小孔所在截面以上的水,看为一个整体,水压强*容器底面积=这部分水对下面的压力。压力*下降的高度=压力做的功=水的势能的减少。
而压力做的功=水在小孔位置的压强*水减少的体积=ρgh*v=mgh

假设,压力所做的功,全部转化为小孔中射出水的动能。即,

水减少的势能全部转化为动能,就有

Scratch编程与物理-用Scratch学习“水的压强”

求得水喷出的水平速度为:

Scratch编程与物理-用Scratch学习“水的压强”

接下来算喷出的距离:

首先要设水面的高度,离地H,小孔离水面h,所以,小孔离地面H-h
自由落体H-h高度所需的时间:

Scratch编程与物理-用Scratch学习“水的压强”

求得:

Scratch编程与物理-用Scratch学习“水的压强”

计算射出的距离:

Scratch编程与物理-用Scratch学习“水的压强”

当h=0.5H时,s取最大值为H。也就是,当小孔位于水位中点时,射的最远。

 

我们用Scratch模拟这个实验,得出了同样的结论和效果。

 

Scratch编程与物理-用Scratch学习“水的压强”

程序的运行效果如下:

Scratch编程与物理-用Scratch学习“水的压强”

三、Scratch程序模拟

1、准备角色:水桶、水、画笔1、画笔2、画笔3。

2、把画笔1、2、3分别放置在上中下三个孔的位置。

3、计算喷出的水平初速度:

Scratch编程与物理-用Scratch学习“水的压强”

4、画出水喷出的水柱的抛物线:

Scratch编程与物理-用Scratch学习“水的压强”

四、思考与改进

上面的实验模拟,当水流出的时候,水面并没有随之下降,也就是说水的深度是固定的,接下来我们模拟实际实验中,水流出时,水不断减少的情况下,水柱喷出的情况。

只拿一个孔的情况来说明:

Scratch编程与物理-用Scratch学习“水的压强”

程序改进:

1、不断检测水面的实时位置

Scratch编程与物理-用Scratch学习“水的压强”

2、持续计算小孔的实时水深

Scratch编程与物理-用Scratch学习“水的压强”

其他程序见第三部分。

以上就是用Scratch模拟”水”的压强实验,赶快动手试试吧~

转自公众号:
吉米编程启蒙

您必须 登录 才能发表评论!