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表一(圆柱体甲,高0.10米)
| 实验 序号 |
h (米) |
F (牛) |
△F (牛) |
| 1 | 0 | 22.0 | 0 |
| 2 | 0.02 | 20.4 | 1.6 |
| 3 | 0.05 | 18.0 | 4.0 |
| 4 | 0.06 | 17.2 | 4.8 |
| 5 | 0.08 | 15.6 | 6.4 |
| 6 | 0.10 | 14.0 | 8.0 |
| 7 | 0.12 | 14.0 | 8.0 |
| 实验 序号 |
h (米) |
F (牛) |
△F (牛) |
| 8 | 0 | 26.0 | 0 |
| 9 | 0.02 | 24.0 | 2.0 |
| 10 | 0.04 | 22.0 | 4.0 |
| 11 | 0.06 | 20.0 | 6.0 |
| 12 | 0.08 | 18.0 | 8.0 |
| 13 | 0.10 | 18.0 | 8.0 |
| 14 | 0.12 | 18.0 | 8.0 |
(a)分析比较实验序号
(b)分析比较实验序号6与7或12、13与14等数据中F和h的关系及相关条件,可得出的初步结论是:
②小红同学分析比较测力计示数的变化量△F与h的关系时,发现同样要区分圆柱体是否浸没两种情况来描述结论.她思考后,认为若用圆柱体浸入水中的体积V浸来替换h,所得出的结论可避免上述问题,则分析△F与V浸的关系及相关条件,可初步得出的结论是:
当小红分析比较表一、二中△F相等时的数据及相关条件,发现:不同的圆柱体浸在水中,当
③小明同学在分析小红的结论时,提出:“用浸入水中的体积V浸来替代h”需要满足的条件是浸入水中物体的体积V=Sh.那么不规则物体浸入水中,△F与V浸是否存在同样的关系?随后小明进行实验解决该问题.他设计了表三用以记录相关数据,请你完成表三中空缺的栏目.
表三
| 实验 序号 |
物体 | V浸(m3) V浸(m3) |
F(N) F(N) |
△F(N) △F(N) |
| 15 | 不规则物体丙 不规则物体丙 |
∕ | ∕ | ∕ |
| 16 | ∕ | ∕ | ∕ | |
| 17 | ∕ | ∕ | ∕ | |
| 18 | 不规则物体丁 不规则物体丁 |
∕ | ∕ | ∕ |
| 19 | ∕ | ∕ | ∕ | |
| 20 | ∕ | ∕ | ∕ |
(1)在C与E两图中,保持了排开液体的体积不变,研究浮力与
(2)小明对ABCD四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关.对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而
(3)在小明实验的基础上,根据有关实验数据,可以计算出盐水的密度为
雪花落水也有声
生活中的很多现象都是有科学道理的,但是却缺少发现它们的眼睛.耐心地读一读这篇文章,也许你会有所发现.
相信大部分读者看到本文题目,都会认为,这篇文章登错了地方,因为它看起来不讲科学而含诗意.要知道,一般的常识告诉我们,雪花落水静悄悄,毫无声响.不过,雪花落水真的发生声波,在3月份一期的《自然》杂志上,几个科学家联名发表文章,宣布了他们的上述结论.
首先要说明的是,雪花落水发出的声波频率在50000Hz到2×105Hz之间,高于人们能听见的声波频率.但是,海里的鲸鱼就能听到雪花落水所产生的声响,并且这些声响令鲸鱼异常烦躁.然而,请不要想当然,这些声音不是雪花与水面撞击发出的,而是…
冷战时期,当时美国海军要监视苏联潜水艇的活动,他们发现,在下雨的时候,水下声呐工作效果不好,常有噪声干扰,甚至干脆无法监听.
著名的约翰?霍甫金斯大学机械工程系的普罗斯佩勒提教授是个奇才.普罗斯佩勒提断定,这些声音不是雨滴撞击水面发出,而是含在雨滴中的气泡振动发出的.克拉姆有一个设备:一个每秒可拍摄1000张照片的高速水下摄影机.利用这台摄影机,他们确实在下雨时发现水中产生气泡,这些气泡还在不断地收缩、膨胀、振动.普罗斯佩勒提的理论基础和数学能力也很高,他通过计算得出,下雨时哪些噪声的频率和衰减情况确实与气泡的振动状况协调一致,从而证实他们的理论完全正确.他还发现,大气泡振动产生低频声波,小气泡振动产生高频声波.普罗斯佩勒提通过理论分析指出,气泡是要将自己的体积与水的密度相适应,才不断收缩和膨胀的.
事情还没有结束,人们告诉他们,渔民常抱怨,在下雪时他们的声呐也常常侦听不到鱼群.一开始,他们也不信,因为雪花中含有90%以上的水,空气不多.但是,他们不是简单否认,而是要用实验来验证.在一个风雪的夜晚,他们在一个汽车旅馆的游泳池找到了证据,雪花落水时也产生气泡,同样,这些气泡也振动,从而发出声波.其实,无论是人们打水漂时所听到的细微声响,还是瀑布的隆隆震响,都不是(或主要不是)来自石块及岩石与水的碰撞,而是由于气泡.你看,大自然是何等奇妙,而从事科研的人们在发现真理的时候又是多么幸福.
(1)雪花落水发出的声波属于
(2)声呐装置是利用仿生学原理制成的,它模仿的是下列哪种生物
A.蝙蝠 B.猫 C.狗 D.大象
(3)雪花落水发出的声音对人来讲不是噪音,站在鲸鱼的角度看
(4)科学家们发现,不论是雪花落水,还是雨滴落水,都会引起气泡的
(5)在探究雨滴落水产生声音的过程中,科学家们进行了下列的过程,请你把它们按正确的顺序排列起来
a 归纳分析 b 进行实验 c 提出假设 d 得出结论.
托里拆利 |
托里拆利(Evangelista Torricelli,1608~1647)意大利物理学家、数学家。1608年10月15日出生于贵族家庭,幼年时表现出数学才能,20岁时到罗马在伽利略早年的学生B.卡斯提利指导下学习数学,毕业后成为他的秘书。1641年写了第一篇论文《论自由坠落物体的运动》,发展了伽利略关于运动的想法。经卡斯提利推荐做了伽利略的助手,伽利略去世后接替伽利略作了宫廷数学家,1647年10月25日(39岁)过早去世。 当时罗马、佛罗伦萨的学者们热烈讨论着自然的本性是否“厌恶真空”和如何解释矿井中的水泵只能把水提到18肘(10.5米)高的问题。伽利略虽做过称量空气的实验,证明空气有重量,但仍认为可能有一种“真空阻力”。意大利学者G.B.巴利安尼1630年写信给伽利略,提出可能存在大气压力的假设。1644年,托里拆利和伽利略的另一位学生维维安尼在一起进行实验研究,他们用汞代替水进行实验,认为比水重14倍的汞大约只能升起水柱的1/14。将玻璃管装满汞后倒置于盛汞容器中,玻璃管上端就获得“托里拆利真空”。与此管对比的还有另一个上面带圆玻璃泡的玻璃管,托里拆利原来猜想容积大的真空应有较大的“真空阻力”,但两管的水银柱却等高。在1644年他给罗马M.里奇的信中说:“我们是生活在大气组成的海底之下的。实验证明它的确有重量……”“我们看到:一个真空的空间形成了……它是外在的并且是来自外界的”“它们的设计不仅要造出真空,而且要造出可以指明气压变化的仪器。”这一实验之所以能率先在意大利做成功,还因为罗马和佛罗伦萨在当时的吹制玻璃器皿的技术最先进。这个实验传到西欧后随即引起了帕斯卡、盖利克等人对大气压的研究热潮。 托里拆利在流体力学方面的贡献是提出了关于液体从小孔射流的定理:在充水容器中,水面下小孔流出的水,其速度和小孔到液面的高度平方根以及重力加速度的2倍(2g)的平方根成正比(托里拆利定理)。他还解释过风的成因起源于空气的密度与温度差。 在静力学方面,托里拆利发现:一个物体系统,当其重心处在最低位置时,发生小位移时重心下降,系统才是稳定的。此外,他在磨制精良透镜和将伽利略气体温度计改为液体温度计方面也获得成功。 托里拆利特别强调处理力学问题时数学与实验的重要性。 选自:《物理教师手册》 |
为了研究物体浸入液体中测力计示数的情况,某小组同学分别利用体积相等的不同圆柱体甲、乙和水等进行实验。如图15所示,他们先将高为0.10米的圆柱体甲挂在测力计下,逐步改变其下表面在水中的深度h,读出相应的测力计示数F,并将h和F记录在表一中。他们再用高为0.08米的圆柱体乙重复实验,
将数据记
录在表二中。为进一步研究F和h的关系,他们计算每一次实验时F的变化量DF,并将结果分别记录在表一和表二的后一列中。
① 根据每次实验的记录,分析F和h的关系,可初步得出结论。
(a)分析比较实验序号 (12) 等数据中F和h的关系及相关条件
,可得出的初步结论是:圆柱体在浸入水的过程中,测力计的示数F随在水中的深度h的增大而减小。
(b)分析比较实验序号6与7或1
2、13与14等数据中F和h的关系及相关条件,可得出的初步结论是: (13) 。
② 小红同学分析比较测力计示数的变化量DF与h的关系时,发现同样要区分圆柱体是否浸没两种情况来描述结论。她思考后,认为若用圆柱体浸入水中的体积V浸来替换h,所得出的结论可避免上述问题,则分析DF与V浸的关系及相关条件,可初步得出的结论是: (14) 。当小红分析比较表一、二中DF相等时的数据及相关条件,发现:不同的圆柱体浸在水中,当 (15) 时,测力计示数变化量DF的大小相等。
③ 小明同学在分析小红的结论时,提出:“用浸入水中的体积V浸来替代h” 需要满足的条件是浸入水中物体的体积V=Sh。那么不规则物体浸入水中,DF与V浸是否存在同样的关系?随后小明进行实验解决该问题。他设计了表三用以记录相关数据,请你完成表三中空缺的栏目。
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