气流与篮球.ppt

气流与篮球 组长：黄素素 组员：房旭 杨莹 张琦 王泽宇 罗彦博 卑贺 器材展示 关于流体力学历史 流体力学的研究内容（应用） 流体力学的基本假设 飞行的球体在空中的力学原理 旋球在空气中的流体力学分析及优势 关于用气流投篮球 关于流体力学历史 流体力学是在人类同自然界作斗争和在生产实践中逐步发展起来的。 古时中国有大禹治水疏通江河的传说；秦朝李冰父子带领劳动人民修建的都江堰，至今还在发挥着作用；大约与此同时，古罗马人建成了大规模的供水管道系统等等。　　对流体力学学科的形成作出第一个贡献的是古希腊的阿基米德，他建立了包括物理浮力定律和浮体稳定性在内的液体平衡理论，奠定了流体静力学的基础。 直到15世纪 ，流体力学——尤其是流体动力学作为一门严密的科学，却是随着经典力学建立了速度、加速度，力、流场等概念，以及质量、动量、能量三个守恒定律的奠定之后才逐步形成的。　　17世纪，力学奠基人牛顿研究了在流体中运动的物体所受到的阻力，得到阻力与流体密度、物体迎流截面积以及运动速度的平方成正比的关系。 伯努利从经典力学的能量守恒出发，得到了流体定常运动下的流速、压力、管道高程之间的关系——伯努利方程。　　欧拉方程和伯努利方程的建立，是流体动力学作为一个分支学科建立的标志，从此开始了用微分方程和实验测量进行流体运动定量研究的阶段。 18世纪起，位势流理论有了很大进展，在水波、潮汐、涡旋运动、声学等方面都阐明了很多规律 。 …… 20世纪初，飞机的出现极大地促进了空气动力学的发展。航空事业的发展，期望能够揭示飞行器周围的压力分布、飞行器的受力状况和阻力等问题，这就促进了流体力学在实验和理论分析方面的发展。20世纪初，以儒科夫斯基、恰普雷金、普朗克等为代表的科学家，开创了以无粘不可压缩流体位势流理论为基础的机翼理论，阐明了机翼怎样会受到举力，从而空气能把很重的飞机托上天空。机翼理论的正确性，使人们重新认识无粘流体的理论，肯定了它指导工程设计的重大意义。 20世纪40年代以后，由于喷气推进和火箭技术的应用，飞行器速度超过声速，进而实现了航天飞行，使气体高速流动的研究进展迅速，形成了气体动力学、物理-化学流体动力学等分支学科。　　以这些理论为基础，20世纪40年代，关于炸药或天然气等介质中发生的爆轰波又形成了新的理论，为研究原子弹、炸药等起爆后，激波在空气或水中的传播，发展了爆炸波理论。此后，流体力学又发展了许多分支，如高超声速空气动力学、超音速空气动力学、稀薄空气动力学、电磁流体力学、计算流体力学、两相(气液或气固)流等等。 从20世纪60年代起，流体力学开始了流体力学和其他学科的互相交叉渗透，形成新的交叉学科或边缘学科，如物理-化学流体动力学、磁流体力学等；原来基本上只是定性地描述的问题，逐步得到定量的研究，生物流变学就是一个例子。 流体力学的研究内容（应用） 流体是气体和液体的总称。在人们的生活和生产活动中随时随地都可遇到流体，所以流体力学是与人类日常生活和生产事业密切相关的。大气和水是最常见的两种流体，大气包围着整个地球，地球表面的70%是水面。大气运动、海水运动(包括波浪、潮汐、中尺度涡旋、环流等)乃至地球深处熔浆的流动都是流体力学的研究内容。 燃烧离不开气体，这是有化学反应和热能变化的流体力学问题，是物理-化学流体动力学的内容之一。爆炸是猛烈的瞬间能量变化和传递过程，涉及气体动力学，从而形成了爆炸力学。　　沙漠迁移、河流泥沙运动、管道中煤粉输送、化工中气体催化剂的运动等，都涉及流体中带有固体颗粒或液体中带有气泡等问题，这类问题是多相流体力学研究的范围。 生物流变学研究人体或其他动植物中有关的流体力学问题，例如血液在血管中的流动，心、肺、肾中的生理流体运动和植物中营养液的输送。此外，还研究鸟类在空中的飞翔，动物在水中的游动，等等。 流体力学的基本假设 流体力学有一些基本假设，基本假设以方程的形式表示。 流体力学假设所有流体满足以下的假设：　　·质量守恒　　·动量守恒　　·连续体假设  飞行的球体在空中的力学原理 旋转的球体可以减轻空气的阻力，且受空气反作用力作用。如后旋球，就能使球飞行的更高更平稳，增高投篮弧度，增大球的入篮角，为提高投篮命中率创造了条件。 旋球在空气中的流体力学分析及优势 篮球在飞行下落过程中，入篮角越大，暴露在球体下方的篮圈面积也越大，球越容易中篮。当球以一定的入篮角接近篮圈，与球的运动路线小于直角的“篮圈通道”就成为一个椭圆形。入篮角越小，此“通道”的椭圆直径也越小。当入篮角小到该椭圆直径等于球体直径时，就达到了球的入篮角度的最下限。 因此，相对而言，球上方的