(2010•闵行区二模)高血压已成为危害人类健康的一种常见病,现已查明,血管变细是其诱因之一.为研究这一问题,我们可做一些简化和假设:设血液通过一定长度血管时受到的阻力f与血液流速v成正比,即f=kv (其中k与血管粗细无关),为维持血液匀速流动,在这血管两端需要有一定的压强差.设血管内径为d1时所需的压强差为△p,若血管内径减为d2时,为了维持在相同时间内流过同样多的血液,此时血液的流速是原来的
(
)2
| d1 |
| d2 |
(
)2
倍;血管两端的压强差必须变为| d1 |
| d2 |
(
)4
| d1 |
| d2 |
(
)4
△p.| d1 |
| d2 |
分析:根据压强的定义,可列出阻力与压强及截面积的关系,从而可表示出在两种内径下血液的流速,在相同时间内流过同样多的血液,即为流经血管截面的血液的体积相同,从而列出表示血液体积的等式,即可得出两种情况下血液流速关系和压强关系.
解答:解:血管内径为d1时,要维持血液匀速流动,则阻力为:
f=△p•s=△p•
π
…①
由题意知:f=kv…②
①②联立得:v=
△p…③
同理可得,当血管血管内径减为d2时,血液的速度为:
v′=
△p′…④
相同的时间内,血管中流过的血液的体积相等,有:
v△t•
π
=v′△t•
π
…⑤
得:
=(
)2…⑥
③④⑤联立得:△p′=(
)4△p
故答案为:(
)2,(
)4
f=△p•s=△p•
| 1 |
| 4 |
| d | 2 1 |
由题意知:f=kv…②
①②联立得:v=
π
| ||
| 4k |
同理可得,当血管血管内径减为d2时,血液的速度为:
v′=
π
| ||
| 4k |
相同的时间内,血管中流过的血液的体积相等,有:
v△t•
| 1 |
| 4 |
| d | 2 1 |
| 1 |
| 4 |
| d | 2 2 |
得:
| v2 |
| v1 |
| d1 |
| d2 |
③④⑤联立得:△p′=(
| d1 |
| d2 |
故答案为:(
| d1 |
| d2 |
| d1 |
| d2 |
点评:该题考查了运用物理定理、物理规律(物理公式)建立方程,然后运用数学计算的办法解决实际问题的方法.这要求我们建立的方程必须准确,求解的过程必须严谨、细致.