Question

13．小明用生活中的器材做了两个探究实验：
（1）探究“硬币起飞”的条件：①查寻规律：在地面附近同一高度处，压强p与空气流速v的关系可表示为P=C-$\frac{1}{2}ρ$v²；式中C是常量，ρ表示空气密度，根据上述关系式可知：空气流速越大，压强越小；常量C表示空气流速为0时的压强；②探究条件：如图甲所示，在水平桌面上放置一个硬币（重为G），并沿箭头所示方向吹气，气流通过硬币上部，刚好将硬币吹起时，硬币上、下表面的压力差△F=G，③得出结论：刚好将硬币吹起时的吹气速度v的表达式（用ρ、S、G表示）v=$\sqrt{\frac{2G}{SP}}$．
（2）盐水是导电的，小明想探究盐水导电性的强弱是否与浓度有关，设计了如图乙所示电路，A、B为两块相同的金属板，R为定值电阻．
①盐水导电性的强弱根据图乙中电流表的示数来判断；
②定值电阻R的作用是保护电路；
③简述小明的实验方案
简要做法：将A、B插入盐水同一位置的同一深度，改变盐水的浓度根据电流的大小判断盐水电阻的大小；
如何判断：若电流表示数改变，则导电性与浓度有关（若示数不变，则无关）；．

Answer 1

分析 （1）①首先明确，在流体中，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大；
在计算C时，要把握住“空气流速为0”的条件，将其代入已知的公式即可得出C表示的物理量．
②题目给出的空气流速和压强的关系式；②硬币下方的空气流速为0；③硬币刚要被抬起时，仍处于平衡状态；然后根据题目所求的物理量进行相应的代值计算和受力分析即可．
③延续上题的思路，将硬币上下方的压力差用F=pS表示出来，通过所列等式来寻求V的表达式．
（2）电源、电阻、电流表与盐水组成闭合回路，电阻在电路中起保护电路的作用；盐水的导电性能越强，电路总电阻越小，电路电流越大，电流表示数越大，否则电流表示数越小；可以通过改变盐水的浓度进行实验．

解答 解：（1）①由公式p=C-$\frac{1}{2}$ρV²（式中C是常量，ρ表示空气密度）可知：空气流速越大，压强小；空气流速越小，压强大；常量C表示空气流速为0时的压强．
②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，即：硬币上、下表面的压力差△F=G．
③刚好吹起硬币时可看作硬币受到平衡力的作用，即△F=G．
此时硬币上方的压强为：p_上=C-$\frac{1}{2}$v²；
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：p_下-p_上=△p=$\frac{1}{2}$v²；
由△F=△p•S得$\frac{1}{2}$v²•S=G即：v=$\sqrt{\frac{2G}{SP}}$；
（2）①盐水导电性的强弱根据图乙中电流表的示数来判断；
②定值电阻串联在电路中，定值电阻R的作用是保护电路（或防止电流超过电流表的量程）；
③简述小明的实验方案：将A、B插入盐水同一位置的同一深度，改变盐水的浓度，根据电流的大小判断盐水电阻的大小．
如果电流表示数逐渐增大，说明盐水的浓度越大，盐水的导电性能就越强，反之则说明盐水浓度越大，盐水的导电性能越弱，即若电流表示数改变，则导电性与浓度有关（若示数不变，则无关）．
故答案为：（1）①越小；空气流速为0时的压强；②G；③（2）$\sqrt{\frac{2G}{SP}}$；（2）①电流表的示数；②保护电路；③将A、B插入盐水同一位置的同一深度，改变盐水的浓度根据电流的大小判断盐水电阻的大小；若电流表示数改变，则导电性与浓度有关（若示数不变，则无关）．

点评 本题考查了流体压强与流速的关系、二力平衡的应用，有一定的难度，还考查了学生根据表格中的数据变化规律分析物理规律的能力，分析清楚电路结构、熟练应用控制变量法是正确解题的关键．