题目内容

(2007?青岛)归纳式探究:
(1)让一摞整齐的纸从斜面滑下,发现纸张变得不齐了,这是由于纸张之间有摩擦造成的.同样,让液体在管道中流动,液体也可以看作是由许多片液层组成的,各片层之间也存在着
摩擦
摩擦
,产生液体内部的阻力,这就是液体的钻滞性.

(2)晓丽用长度相同的细管来研究液体的粘滞性,做了如下实验.在温度相同的情况下,测得1s内通过细管的液体体积如下:
实验次数 液体种类 细管半径/mm 细管两端压强差 通过细管的液体体积/mm2
1 1 P 100
2 1 P 2
3 2 P 1600
4 2 P 32
5 3 P 8100
6 1 2P 200
①可见,在相同条件下,通过细管的水的体积
大于
大于
通过细管的油的体积.这说明不同液体的钻滞性不同,我们用液体的粘滞系数η表示.η<η
②下面是几种流体的粘滞系数表:
温度/℃ 蓖麻籽油的η/Pa?s 水的η/×10-3Pa?s 空气的η/×10-6Pa?s
0
20
40
60
5.3
0.986
0.231
0.080
1.792
1.005
0.656
0.469
17.1
18.1
19.0
20.0
可见:一般诗况下,液体的粘滞系数随温度的升高而
减小
减小

③在晓丽用油做的实验中,苦细管半径是3mm,1s内通过细管的油的体积是40.5mm3,则细管两端的压强差是
0.25P
0.25P
分析:(1)液体在流动中,各液层之间也存在着滑动摩擦力;
(2)①分析表中数据,在细管半径相同和压强差的情况下,分析通过的水的体积和油的体积的关系,得出结论;
②由数据可见,同一液体的粘滞系数与其温度有关;
③根据表中数据,得出细管半径、压强差和通过细管液体体积的关系规律,进行相关计算.
解答:解:(1)液体在管道中流动,液体也可以看作是由许多片液层组成的,各片层之间存在着摩擦力;
(2)①分析表中数据不难发现,在温度、细管半径和压强差相同的情况下,通过细管的水的体积大于通过细管的油的体积;
②分析表中蓖麻子油、水和空气的粘滞系数发现,除空气外,一般液体的粘滞系数随温度的升高而减小;
③设细管半径为amm,细管两端压强差为b,通过细管的液体体积为cmm3,则根据表中数据有以下规律:
对水来说:a4×b×100=c
对油来说:a4×b×2=c
因此可以得出油细管两端的压强差的关系式是b=
c
a4×2

将当细管半径是a=3mm,1s内通过细管的油的体积是c=40.5mm3,代入得b=0.25P.
故答案为:(1)摩擦;
(2)①大于;②减小;③0.25P.
点评:(1)本题是一道阅读信息题,主要是通过文字叙述,从实际情景中挖掘出物理问题,注意类比法的运用和迁移能力的培养;
(2)最后一问学生不容易做出来,关键是根据表中提供的数据得出规律.
练习册系列答案
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(2011?青岛)归纳式探究--研究弹簧的刚性系数:
我们知道,弹簧受到的拉力越大,弹簧伸长的长度就越大.但是,用同样大小的力去拉两只不同的弹簧,伸长的长度不同,这说明弹簧有“软”、“硬”之分,容易被拉伸的弹簧比较软,反之比较硬.弹簧的软硬用它的刚性系数来表示.刚性系数越大,弹簧越硬.
为了研究弹簧的刚性系数与哪些因素有关,通过有关实验探究,取得数据如下(其中:S为制造弹簧的金属丝的横截面积,n为弹簧的匝数,r为弹簧的半径,A为弹簧的刚性系数):
材料 S/m2 n r/m A/(N?m-1
3×10-6 100 1×10-2 90
3×10-6 100 1×10-2 180
6×10-6 100 1×10-2 360
3×10-6 200 1×10-2 90
6×10-6 100 2×10-2 45
(1)A=k
S2
nr3
S2
nr3
,其中k与制造弹簧的材料有关,材料不同,k值一般不同.上述实验中钢的k值k=
2×109N/m2
2×109N/m2
(填上数值和单位).将数据变成公式,运用的是
等价变换
等价变换
法.
(2)用粗细相同的铜丝做成半径相同但匝数不同的弹簧,则弹簧的刚性系数和匝数的关系可以用图象中的图线
b
b
表示.
(3)如果用粗细相同的铜丝和钢丝做成匝数和半径相同的弹簧,都用1ON的力拉伸时,
做成的弹簧变得更长.
(4)用横截面积为9×l0-6m2的钢丝制成一个60匝、刚性系数为100N/m的弹簧,则该弹簧的半径为
3×10-2
3×10-2
m.

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