题目
题型:不详难度:来源:
(2)如图所示,在水平桌面上放置一个硬币并沿箭头所示方向吹气,发现有几次“硬币起飞”了,小明思考产生这一现象的原因:通过硬币上部空气流速大,压强 ;而硬币下面没有气流通过,下方气压始终是p0,从而产生压力差,给硬币一个向上的动力。
(3)“硬币起飞”的条件是什么呢?查寻规律:在地面附近同一高度或高度差不显著的情况下,空气流速v与压强p的关系可表示为1/2ρv2+p = p0(其中ρ表示空气密度,p0是常数,表示没有气流时的环境气压)。本研究需要知道硬币的质量m(或重力G)和硬币上(或下)表面面积S。
(4)小明同学用如图所示的方法测定硬币表面面积,图中刻度尺的示数为 cm ,由此测得硬币的直径,算出硬币的表面积S。
(5)先利用天平称出多个硬币的总质量,然后计算出单个硬币的质量。(4)(5)两次实验中用了同一种方法测物理量,这样做的目的是 。
(6)请导出刚好将硬币吹起时吹气速度v的表达式 v=_____ ____(用ρ、S、m表示)。
答案
(5)减小测量误差 (6)
解析
试题分析:光在同种均匀介质中沿直线传播;硬币反射的光由水斜射入空气时发生折射,折射光线进入小明的眼睛从而看到了硬币,小明所看到的硬币是由光的折射形成的虚像;流体流速越大,流体产生的压强越小;流体流速越小,流体产生的压强越大;两端硬币与刻度尺的接触点示数之差是四枚硬币的直径之和,确定刻度尺的最小分度值,读出刻度尺示数,然后求出硬币的直径;测多算少,可以减小测量误差;对硬币受力分析,由平衡条件列方程,然后求出空气的速度。当眼睛在A处时,硬币反射的光线由于沿直线传播而被碗挡住,不能进入小明的眼睛,所以看不到硬币;硬币反射的光线由水斜射入空气时发生折射,折射角大于入射角,折射光线向水面偏折,折射光线进入小明的眼睛,小明看到了“硬币”,小明看到的硬币实际上是光的折射形成的虚像;对着硬币上方吹气时,使硬币上方的空气流速变大,压强变小,小于硬币下方气体的压强,产生压力差,给硬币一个向上的动力,当向上的动力大于硬币的重力时硬币会起飞;由图知,刻度尺的分度值是1mm,左端硬币与刻度尺的零刻度线对齐,最右端的硬币所对应的刻度是7.40cm,则硬币的直径先利用天平称出多个硬币的总质量,然后计算出单个硬币的质量,⑤⑥这样做的目的是:
测多算少,减小实验误差;刚好吹起硬币时可看作硬币受到平衡力的作用,即△F=G=mg.
此时硬币上方的压强为:;硬币下方的压强为:P下=C(空气流速为0);
那么硬币上下方的压强差为:;
∵△F=△p•S∴,
则刚好将硬币吹起时吹气速度.
点评:本题的解题关键有以下几点:
(1)流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大。
(2)知道用累积法测量微小物体的长度、质量或重力。
(3)会用平衡力进行近似计算。
核心考点
举一反三
A.电热毯最多 | B.电风扇最多 | C.洗衣机最多 | D.一样多 |
A.电压太高 | B.导线太短 | C.导线太粗 | D.导线太细 |
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