题目内容
【题目】小明利用刻度尺、弹簧测力计(如图甲)、若干质量约为6g的一元硬币、轻质细线等器材探究硬币“起飞”的条件.
(1)测出硬币的直径,算出硬币的上表面积S.
(2)测出一枚硬币的重力G.请写出测量方案: .
(3)如图乙所示,将一枚硬币放置在水平桌面上,沿箭头所示方向吹气,气流通过硬币上部,当刚好将硬币吹起时,硬币上、下表面的压力差△F= .
(4)吹气时,硬币上表面处气体的压强 (选填“大或“等于”)下表面处气体的压强.
(5)气体上、下表面的压强差ρ和空气流速v的关系可表示为p=ρv2,式中ρ表示空气密度.由此可得出结论:刚好将硬币吹起时,吹气速度v的表达式v= (用ρ、S、G表示).
【答案】(2)用轻质细线将20枚一元硬币缠绕好,用弹簧测力计测出总重,然后计算出一枚硬币的重力G;(3)G;(4)小于;(5)
【解析】
试题分析:(2)由于一枚硬币的重力较小,可以用累积法测出一枚硬币的重力,测量方案:用轻质细线将20枚一元硬币缠绕好,用弹簧测力计测出总重,然后计算出一枚硬币的重力G;
(3)吹硬币时,硬币受到三个力的共同作用:硬币上表面的压力F上、下表面的压力F下、硬币的自重G;那么刚好被吹起时,F下=F上+G,则F下﹣F上=G,即:硬币上、下表面的压力差△F=G;
(4)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;
(5)据题意可知硬币上下方的压强差为:p=ρv2,因为△F=pS,△F=G,所以G=pS,p=;所以p==ρv2,化简得:v=.
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