Question

17．实验是科学学习的重要方法．如图是同学们做的一些实验，请回答：
（1）实验1中，轻质弹簧原长为15cm，当用两只手同时用100N的力F₁由两端反向拉时，弹簧长度变为18cm，若将弹簧一端固定在墙上，另一端由人用300N的力F₂拉，这时弹簧长度变为24cm．
（2）实验2中，将电吹风朝上吹乒乓球，会发现竟然吹不走乒乓球，球也不会掉下来，球悬浮在电吹风的上方，请用学过的物理知识解释该现象用电吹风向上吹乒乓球时，球下方空气流速变大，压强变小，球上方的流速小，压强大，球受到向下的压力差，当压力差与重力之和，和球受到的向上的吹力平衡时，球就处于静止状态．
（3）实验3是探究“二力平衡的条件”，小明和小华同学分别采用如图甲、乙所示的实验装置，你认为“甲”或“乙”中哪个装置更科学，请说明理由乙；乙中小车与桌面间属于滚动摩擦，比滑动摩擦小得多．

Answer 1

分析 （1）当甲乙两人同时用100N的力在两端反向拉弹簧，弹簧的弹力等于一端的拉力，据此求出劲度系数，然后根据胡克定律F=kx，即可正确解答；
（2）根据流体压强和流速的关系分析解答，流体的压强跟流速有关，流速越大，压强越小；
（3）探究“二力平衡的条件”的实验中，应减小实验中摩擦力的影响．

解答 解：
（1）甲、乙两人同时用100N的力由两端反向拉时，弹簧拉力为 F=100N；
根据：F=k（L-L₀），将L=18cm=0.18m，L₀=15cm=0.15m，代入得：
k=$\frac{F}{L-{L}_{0}}$=$\frac{100N}{0.18m-0.15m}$=$\frac{10000}{3}$N/m，
当用F′=300N的力拉时有：F′=kL′，代入数据得：
L′=$\frac{F′}{k}$=$\frac{300N}{\frac{10000}{3}N/m}$=0.09（m）=9cm，
因此此时弹簧长度为：L=L₀+L′=15cm+9cm=24cm．
（2）用电吹风向上吹乒乓球时，球下方空气流速变大，压强变小，球上方的流速小，压强大，球受到向下的压力差，当压力差与重力之和，和球受到的向上的吹力平衡时，球就处于静止状态；
（3）在探究“二力平衡的条件”的实验中，为了减小摩擦力对该实验的影响，故乙装置更合理，小车与桌面间属于滚动摩擦，比滑动摩擦小得多；
应变滑动为滚动，如图乙所示．
故答案为：（1）24；
（2）用电吹风向上吹乒乓球时，球下方空气流速变大，压强变小，球上方的流速小，压强大，球受到向下的压力差，当压力差与重力之和，和球受到的向上的吹力平衡时，球就处于静止状态；
（3）乙；乙中小车与桌面间属于滚动摩擦，比滑动摩擦小得多．

点评 （1）本题考查了胡克定律的简单应用，要理解并掌握胡克定律F=kx，注意x是弹簧的形变量，特别注意的是两人同时用100N的力由两端反向拉时，弹簧拉力为100N，而不是200N；
（2）本题考查流体压强与流速的关系；对于流体压强问题，要明确被研究的物体，物体的哪两个侧面流体流速不同，判断两个侧面的压强情况，判断物体在压强差作用下的运动情况；
（3）此题考查了探究二力平衡实验中选择实验器材需要注意问题．