鱼在水中的运动状况.doc_第1页
鱼在水中的运动状况.doc_第2页
鱼在水中的运动状况.doc_第3页
全文预览已结束

下载本文档

版权说明：本文档由用户提供并上传，收益归属内容提供方，若内容存在侵权，请进行举报或认领

文档简介

鱼在水中的运动状况(P80)观察鱼在水中的运动发现，它不是水平游动，而是突发性、锯齿状地向上游动和向下滑行，可以认为这是在长期进化过程中鱼类选择的消耗能量最小的运动方法。模型准备 根据鱼在水中的游动位置的变化画出平面图形,添加辅助线CD，交AB于D点。（认为鱼的游动从A到C、C到B）。ABCD建立模型的目的是计算出鱼游动的路线以及消耗的能量，与鱼直线游动时的能量比，以此得到鱼消耗能量最小的运动方式。根据建模的目的和搜集到的有限的资料，需要作如下的简化假设。模型假设1、设鱼总是以常速v运动，鱼在水中净重为w，向下滑行时的阻力是w在运动方向的分力。2、鱼向上游动时所需的力是w在运动方向分力与游动所受阻力之和。3、鱼游动的阻力是滑行阻力的k倍，水平方向游动时的阻力也是滑行阻力的k倍。4、鱼在下滑行不需要消耗能量。5、鱼在转折点（即C点）由向上游动改为向下滑行时不消耗能量。6、鱼在游动时正面受到水的阻力比较小，而侧面受到的阻力较大，故鱼侧面受到的阻力可以与鱼自身重力的分力可相互抵消。模型构成 首先需要考虑鱼在向下滑行（即CB段）的受力情况，可以计算出水对鱼的阻力F1，再计算鱼在向上游段（即AB段）的动力F2，最后可以算出能量比值。1、分析鱼在向下滑动（即CB）的受力情况。由于鱼是以v的速度匀速运动的，故可以画出鱼向下滑行时的受力图：w表示鱼在水中的净重。F1表示鱼的重力在运动方向上的分力，且分力的大小和阻力f1的大小相同。N表示鱼的重力在垂直于鱼运动方向的分力，由于假设中鱼的侧面受到的阻力较大，故可以抵消N。Cf1wNBDf1=w*sin 消耗的能量动 F1=f1=w*sin 由此可知，设F1为下滑的阻力。则：f2NCDAw2、分析鱼在向上游动（即AC）的受力情况。由于鱼是以v的速度匀速运动的，故可以画出鱼向下滑行时的受力图：w表示鱼在水中的净重。F2表示鱼的重力在运动方向上的分力，且分力的大小与阻力f2的大小相同。N表示鱼的重力在垂直于鱼运动方向的分力，由于假设中鱼的侧面受到的阻力较大，故可以抵消N。由此可知，设F3为向上游所需要的动力。则: 所消耗的能量动 F3=F2+k*F1F2=f2=w*sin3、分析鱼水平游动（即A到B）的受力情况。由题意可知，鱼在水平受到的阻力就是鱼水平方向游动的动力F4。则：F4=k*F1模型求解 沿折线ACB运动消耗的能量E1为：E1=F3*AC沿水平线AB运动消耗的能量E2为： E2=F4*AB而，故所以E1与E2之比为Q=由于和，可求得最佳的和，使得满足cos(+)=1/k（其中k1）。根据实际观察tan0.2，对于k=1.5时，37；k=2时，49；k=3时，59结果分析 从以上得到的结果得知，鱼在水中的游动，突发性、锯齿状地向上游动和向下滑行消耗的能量远远小于水平游动所消耗的能量，
人人文库> 全部分类> 应用文书 > 事务文书

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

最新文档

评论

0/150

提交评论