医用物理学大一期中复习提纲

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1、第一章：流体力学流体：具有流动性的物体(气体和液体)流体力学：研究流体运动及与其中的物体之间相互作用规律 掌握： 液体连续性原理，柏努利方程泊肃叶公式熟悉： 粘滞系数、牛顿粘滞系数第一节 理想液体的流动流体的性质：流体是一种可以流动的物质，流体包括空气的液体 能承受很大的压力 能适应任何形状的容器 无法承受拉力理想液体：绝对不可压缩、无粘滞性的液体。稳定流动：每一定点的液体的速度不随时间而变的流动。(实际和理想液体均可有稳定流动)流线的切线方向，该点液体流动方向流管：由一系列流线组成的周围封闭，二端开口的管状物液流连续原理: (Q 流量，同一流管的流量为恒量横截面大的，流速小）适用范围：不可压

2、缩液体的稳定流动同一流管中任意二个垂直于流管的截面 实际和理想液体均可适用理想液体在同一垂直于流管截面处各点流速相同。而实际液体是不QvS21同的，由该截面的平均流速来代替液流连续原理的流速。思考：水笼头流出的水为什么会变得越来越细？伯努利方程：适用范围； 同一流管/ 理想液体讨论：由于理想液体在运动时，没有与运动方向平行的切向力作用，所以任一点的压强只与位置有关，与方位无关。同一高度处，流速越大，压强就越小。例：求 PA 、 PC 及等粗细管中的流速。答案:例：如图所示，大容器底部接一根粗细不均的竖直细管 BC，B 处横截面积为 C 处的两倍，B，C 间高度差为 50cm。容器内水面( 理想

3、液体)至出口 C 处的高度为 1.8m。求图中竖直管中水面上升的高度。BBAA PghvPghv221140ghPA)(430hgPc答案：伯努利方程的应用： 1. 空吸作用，应用：喷雾器，口腔科的吸唾器。2. 汾丘里管，应用：测量流体流速第二节 实际液体的流动一、牛顿粘滞定律 粘滞系数层流：实际液体具有粘滞性，如果液体流动层次分明为层流 湍流：当流体流速超过某一数值时，流体不再保持分层流动，而可能向各个方向运动，有垂直于管轴方向的分速度，各流层将混淆起来，并有可能出现涡旋，这种流动状态叫湍流。流体作湍流时所消耗的能量比层流多，湍流区别于层流的特点之一是它能发出声音。过渡流动：介于层流与湍流间

4、的流动状态很不稳定.1. 粘性力（内摩擦力）：相邻两流层之间因流速不同而作相对运动时，在切线方向上存在着的相互作用力。2. 牛顿粘性定律：若 x 方向上相距 dx 的两液层的速度差为 dv，则 dv/dx 表示在垂直于流速方向单位距离的液层间的速度差叫做速度梯度，一般不同 x 处，速度梯度不同，距管轴越远，速度梯度越大，mhD85.0其单位为 1/s 。实验证明：F S ，dv/dx二、牛顿液体与非牛顿液体遵循牛顿粘性定律的流体叫牛顿流体，匀质液体的粘滞度不随切率的变化而改变，如：水、血浆不遵循牛顿粘性定律的流体叫非牛顿流体，非匀质液体的粘滞度随着切率的减小而增大，如：血液三、层流与湍流 雷诺

5、数四、泊肃叶公式适用条件：实际液体，层流等粗水平管中流动情况泊肃叶公式：流速 v 与面积 s 成正比连续性原理：流速 v 与面积 s 成反比区别：泊肃叶公式指不同的水平管之间比较连续性原理指同一流管的不同粗细位置间比较流阻:流阻单位：Pa.s/m3 或 N.S/m5例：图中所示的大容器中盛有粘滞性液体。在容器侧壁同一深度处接有两根水平管 A、B，已知 A、B 两管的半径为 0.5cm 和 1cm，管vdRe2018rlpvRpplrQ212140)(8408rlR长分别为 10cm 和 20cm，求两管中流量之比 QA/QB？答案；斯托克斯定律固体在粘性流体中运动时将受到粘性阻力作用，若物体的

6、运动速度很小，它所受的粘性阻力可以写为 ： 比例系数 k 由物体形状决定。对于球体，若半径为 R ，则 k = 6 ，收尾速度（沉降速度）应用: 在已知 R、 的情况下，只要测得收尾速度便可以求出液体的粘滞系数 。 在已知 、 、 的情况下，只要测得收尾速度便可以求出球体半径 R 。第二章 振动和波掌握：谐振动方程、波动方程vlkfvf692gvT 818)(404ABBABAlrlPrQ熟悉：同方向、同频率振动合成机械波产生的两个条件：波源，媒质一、 谐振动 谐振动方程式：xar2 )cos(tAxA 振幅 角频率 T 周期 f 频率 t+ 相位二、 谐振动的合成（1）速度在相位的比位移超前

7、 /2，加速度超前速度,相位差 /2 。同向：相位相同反向：相位相差 同频、同方向振动的叠加 )cossini(221121211AtgA当：1. = 2 - 1 = 2k 同相A=A1+A2 振幅加强2. = 2 - 1 = (2k+1) 反相A=|A1-A2| 振幅减弱3. 其他情况： |A1-A2| A A1+A2（2）拍1. 合振动不是简谐运动2. |f2-f1| V 液 V 气。纵波：介质发生周期性疏密变化，为胀缩波。存在于理想流体（气体和液体)中。横波：只能使介质形变，不能体变，为畸变波。存在于高粘滞液体或固体。声压：一平面简谐声波在各向同性的均匀媒介中无衰减地沿 X 正方向传播，

8、其波动方程：声阻：反映了介质中的密度与弹性。声波在不同声阻介面反射系数(垂直入射）：声强：声强级(SIL) ：听阈与痛阈是以 1000 Hz 的纯音为标准： I0=10-12 w/m2 SIL= 0 db痛阈： I= 1 w/m2 SIL= 120 db若空气中的声波，其声压的幅值 0.2 N/m2。问：声波的声强是多少？2)(cos cxtAP mm V)(coscxtAy)Skgm (10 -1-26Cz212)(Zir221cAI 21mcV)(log001dbISIL3/29.1mkg一 smC/340一 2522 /10.4309.1WCPIm dbSIL710.54log02510

9、 若人讲话的声强级 50db，问多少人同时讲话能达到 120db。答案：1000,0000若一台机器噪声 50 db, 二台机器噪声 100 db?有若干个相同的喇叭，每只声强为 10-11 w/m2，求三只喇叭与一只喇叭的声强级差，多少只喇叭是三只喇叭的声强级的三倍？声压级(SPL) 同一媒介：P0：空气中 1000Hz 纯音听阈的声压有效值：某声压为 10-4 Pa 的声波在空气中传播，若使其声压级增大 40 db,则增大后的声波的声压 P 为多少。声强是原来的多少倍，声强级增加多少？)(log1001dbI：SIL一 )(2l01一 db 53(db) log102log100110 I

10、 dbIISIL 73.4log10log103log10100101 设 n 只 喇 叭 是 三 只 喇 叭 的 声 强 级 的 三 倍10 103log3lognI I270 n只20PI )(log2001dbPSLa 1415105200 CIZI )(log2001dbPSL PaP50102 db 145log20102log20 105410 SPL令 P2为 增 大 后 的 声 波 的 声 压 ,比 原 来 的 声 压 级 增 大 4 50log205log204log20 11001 Pa 10.5022 PP42112 0PI db 40log10 log10log1012

11、0 010212 I IISILISIL 0 方曲线为听阈曲线，120 方曲线为痛阈曲线。响度级：人耳对声音强弱的主观感觉。声音的响度不仅与声强有关，而且与声音的频率有关。响度级单位：方(phon) 。响度级大小是以频率为 1000Hz 的声音，响度感觉相同为基准。 听力曲线：0 分贝并不是都以 I0 作为标准，而是以正常人的不同频率的听阈值作为标准。多普勒效应：冲击波：当 vsu 时，波源就会冲出自身发出的波阵面,它所发出的波的一系列波面的包络是一个圆锥体，称为马赫锥，在这个圆锥上，波的能量高度集中，形成冲击波或激波，如核爆炸、超音速飞行等。A 火车以 V1=20 m/s 速度行驶，汽笛频率

12、为 f=120Hz，B 火车以V2=25 m/s 速度行驶( 空气中声速 c=340 m/s)。求 A，B 两车相向和背向行驶时，B 车司机听到的频率。有 A、B 两个汽笛，其频率为 200 Hz，B 静止，而 A 以 10 m/s 的速度向左运动，两汽笛间的观察者 P 以 5 m/s 的速度向右运动，若ov观 察 者观 察 者 向向 波 源 运 动波 源 运 动 + ， 远 离， 远 离 .观 察 者观 察 者 向向 波 源 运 动波 源 运 动 ， 远 离， 远 离波 源波 源 向向 观 察 者 运 动观 察 者 运 动 ， 远 离， 远 离 + s波 源波 源 向向 观 察 者 运 动观

13、 察 者 运 动 ， 远 离， 远 离fufsom u t Sv马 赫 锥马 赫 锥HzfVcf 13720340512 相 向相 向 zfcf 1052034512 背 向背 向声速为 340 m/s,则观察者听到来自 A 的声波频率和来自 B 的声波频率以及拍频是多少？A、B 为两个汽笛，其频率皆为 500Hz，A 静止，B 以 60m/s 的速率向右运动. 在两个汽笛之间有一观察者 O，以 30m/s 的速度也向右运动. 已知空气中的声速为 330m/s，求：1）观察者听到来自 A 的频率2）观察者听到来自 B 的频率3）观察者听到的拍频利用多普勒效应监测车速，固定波源发出频率为 f=1

14、00kHz 的超声波，当汽车向波源行驶时，与波源安装在一起的接收器接收到从汽车反射回来的波的频率为 f=110kHz. 已知空气中的声速为u=330m/s，求车速。Asm/10Psm/5Hz2 BHz20 zfVcf ApPA 2.192013405 Hzfcf ApPB 9.203405 zfffPAPB7.1fufsovm1） Hz5.4z503 -f解 m/s6,/,30sBsAv解 OBvsv.461Hz50630f3） 观 察 者 听 到 的 拍 频 z7ff） 观 察 者 听 到 的 拍 频2）例：一船垂直地向光滑平整峭壁驶区，汽笛频率为 60 Hz，船速 6.7 m/s，声速 3

15、35.3 m/s。求：峭壁上静止人听到的汽笛频率；船上人听到的汽笛频率；船上人听到峭壁反射的汽笛频率。一音叉以 2.5 m/s 速率接近墙壁,观察者在音叉后听到的拍频为 f=3 Hz，求音叉振动频率。(C=340 m/s)500Hz，声强为 1.0x105W/m2 的超声波在水中传播到达某点处的声压幅值？峭 壁 上 静 止 人 听 到 的 汽 笛 频 率 :Hzfvcfs 2.6107.63.5 船 上 人 听 到 的 汽 笛 频 率 : z60船 上 人 听 到 峭 壁 反 射 的 汽 笛 频 率Hzfcvf 4.62.13.5760 一一一一 ： ：一一一一 ： ：一一一一一 ： ：船 上 人 很 难 听 到 船 上 和 峭 壁 反 射 的 汽 笛 频 率 ,只 能 听 到 产生 的 拍 zff 4.2604.2