题目
题型:不详难度:来源:
探究:足球击墙的压强有多大
小明是个足球迷,周末又邀请他的朋友一起到足球场上“驰骋沙场”.身为前锋的小明抓住一个机会,侧身抽射,可惜的是,由于求胜心切,球偏了,撞在护栏的广告牌子上,广告牌子不停地颤动起来.小明想:飞行中的足球对护栏所产生的压强一定非常大,如何测量这个压强值呢?
要测压强,需要测 与 .由于这个过程中是在瞬息之间完成的,测出这两个物理量的大小成为本次探究成功与否的关键.
(1)用白纸描出足球在广告牌上留下的印迹大小;
(2)借助刻度尺测出印迹的半径r,算出圆周面积S= ;
(3)将留有印迹的白纸放在台秤上,将球放在台秤的上方,用手下压使球发生变形,直至球面与印迹 .读出台秤的示数为m,计算对应的压力为 ,这就是压力的大小.
(4)计算p= = .
答案
解析
试题分析:(1)在探究影响压力作用效果因素的实验中要采用控制变量法.
(2)本实验的原理是:利用刻度尺测出足球对广告牌的受力面积,用台秤测出使足球发生相同形变时的压力对应的质量,求出压力的大小,根据P=测出足球击墙的压强.
解:观察甲、乙两图可以发现:受力面积相同时,改变压力的大小,细沙的形变程度不同,说明了压力的作用效果与压力的大小有关;观察乙、丙两图可以发现:压力相同时,细沙的受力面积不同,形变程度不同,说明了压力的作用效果与受力面积有关.
根据实验原理可知:要测压强,需要测压力大小与受力面积大小;
(1)根据圆周面积算出足球印迹广告牌的受力面积S=πr2;
(2)用台秤测出使足球发生相同形变时的压力对应的质量,计算对应的压力mg;
(3)计算出足球对广告牌的压强:P==.
点评:本题考查了影响压力作用效果因素的实验,探究时要采用控制变量法;控制变量法是初中物理使用最多的探究方法,需要好好掌握
核心考点
举一反三
(1)实验时,为了探究压力作用效果与压力大小的关系,你选择图中实验器材是 (填序号);通过观察 来比较压力作用效果.
(2)要探究压力的作用效果与受力面积的关系.
小明与小华的意见产生了分歧
小明认为:在压力一定时,受力面积越小,压力产生的作用效果越明显.
小华认为:在压力一定时,受力面积越大,压力产生的作用效果越明显.
他们选择图中①③⑥等三个器材进行相关实验.请你写出实验步骤.
第一: ;
第二; .
通过比较观察的实验现象小华认为小明的观点是正确的.
(1)实验中小明是通过观察 来比较压力作用效果的.
(2)比较甲、乙两图所示实验,能够得到的结论是 .
(3)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应通过比较图 所示实验.
(4)小华同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图2所示.他发现它们对泡沫的压力作用效果相同,由此他得出的结论是:压力作用效果与受力面积无关.你认为他在探究过程中存在的问题是 .
(1)由于钉板质量不同,所以聪明的涵涵把两个钉板的钉尖朝上放在水平桌面上,然后把两个相同的海绵分别放在两个 上观察两个海绵的形变程度.
(2)在实验中涵涵观察到,海绵形变较小,实验效果不明显,这时他发现桌上有几盒酸奶,于是他在两个 上分别放上质量 (填“相同”或“不同”)的酸奶,使实验效果变得明显了.
(3)实验中涵涵观察到,钉子较少时海绵的形变程度明显,由此可得到的结论是:当 一定时, 压力的作用效果越明显.
(1)冰层能承受的极限压强是多少?(g恒取10N/kg)
(2)通过计算判断履带车能否安全驶过冰层?
晓丽想要探究“气体分子对器壁的压强规律”,她首先做了如下实验:
如图,将托盘天平的左盘扣在支架上,调节天平平衡后,将一袋绿豆源源不断地从同一高处撒到左盘上,发现天平指针偏转并保持一定角度,左盘受到一个持续的压力.
容器中气体分子碰撞器壁的现象与上述实验现象十分相似.可见,容器中大量气体分子不断碰撞器壁时也会产生一个持续的压力,而 面积上所受的压力就是气体分子对器壁的压强.
(1)上述过程中运用的科学方法主要有 法.
(2)气体分子对器壁的压强与哪些因素有关呢?
①晓丽对该问题进行了如下简化:
a、容器为长方体;
b、容器中的气体分子不发生相互碰撞;
c、容器中气体分子分为6等份,每一等份中所有气体分子均与器壁的一个内表面垂直碰撞;
d、所有气体分子的速度均等于它们的平均速度v;
e、所有气体分子与器壁的碰撞均为完全弹性碰撞(详见②中“c”).
②已知每个气体分子的质量为m,单位体积中的气体分子个数为n0.晓丽推导出了气体分子的数学表达式.她的推导过程如下:(请将推导过程填写完整)
a、单位体积垂直碰撞到任一器壁的气体分子数n= ;
b、△t时间内垂直碰撞到某一器壁△S面积上的平均分子数△N= ;
c、由于是完全碰撞,因此△S面积上所受的平均压力F与△t的乘积为:F△t=△N•2mv;
d、气体分子对器壁的压强公式为:P= .
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