题目内容

14．小明同学在课外利用身边的硬币进行了如下的一些探究实验：
（1）如图所示，在水平桌面上放置一个硬币并沿箭头方向吹气，发现有几次“硬币起飞”了，小明思考产生这一现象的原因：通过硬币上部空气流速大，压强越小；由于硬币下面没有气流通过，从而产生压力差，给硬币一个向上的动力．“硬币起飞”的条件是什么？

（2）查寻规律：在地面附近同一高度或高度差不显著的情况下，空气流速v与压强p的关系可表示为ρv2/2+p=b式中b是常量，ρ表示空气密度．本研究需要知道硬币的质量m和硬币上（或下）直径D．
（3）小明分析：“硬币刚好起飞”时，硬币上、下表面的压力差△F=G．
（4）小明同学用如图所示的方法测定硬币上（或下）表面面积．测得硬币的直径D=1.85cm．
（5）先利用天平称出多个硬币的总质量，然后计算出单个硬币的质量m．（4）（5）两次实验中用了同一种方法测物理量，这样做的目的是应用累积法，测多算少，减小实验误差．
（6）请推导出刚好将硬币吹起时吹气速度v的表达式$\sqrt{\frac{2mg}{SP}}$（用ρ、D、m、g）表示）．

分析 （1）流体流速越大，流体产生的压强越小；流体流速越小，流体产生的压强越大；
（3）硬币刚要被抬起时，仍处于平衡状态，据此求出硬币上、下表面的压力差△F；
（4）两端硬币与刻度尺的接触点示数之差是四枚硬币的直径之和，确定刻度尺的最小分度值，读出刻度尺示数，然后求出硬币的直径；
（5）多次测量求平均值可以减小测量误差；
（6）对硬币受力分析，由平衡条件列方程，然后求出空气的速度．

解答 解：（1）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；
（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）由图知，刻度尺的最小分度值是1mm，左端硬币与刻度尺的零刻度线对齐，
最右端的硬币所对应的刻度是7.40cm，则硬币的直径D=$\frac{7.40cm}{4}$=1.85cm，
（5）先利用天平称出多个硬币的总质量，然后计算出单个硬币的质量，⑤⑥这样做的目的是：应用累积法，测多算少，减小实验误差；
（6）刚好吹起硬币时可看作硬币受到平衡力的作用，即△F=G=mg．
此时硬币上方的压强为：P上=C-$\frac{1}{2}$ρv2；
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=$\frac{1}{2}$ρv2；
因为△F=△p•S
所以$\frac{1}{2}$ρv2•S=mg，则刚好将硬币吹起时吹气速度v=$\sqrt{\frac{2mg}{SP}}$；
故答案为：（1）当向上的动力大于硬币的重力时硬币会起飞；（3）G；（4）1.85；（5）应用累积法，测多算少，减小实验误差；（6）v=$\sqrt{\frac{2mg}{SP}}$．

点评 本题的解题关键有以下几点：
（1）流体压强与流速的关系：流速越大，压强越小；流速越小，压强越大．
（2）知道用累积法测量微小物体的长度、质量或重力．
（3）会用平衡力进行近似计算．

练习册系列答案
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4．下列事例中，不属于利用水的比热容大这一特点的是（　　）
A．炎热的夏天为降温在地面泼水B．冬天睡觉时用热水袋取暖
C．初春的晚上向秧田里灌水防冻D．汽车发动机用水循环冷却
5．在“探究斜面的机械效率”实验中，小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小聪猜想可能跟斜面的倾斜程度有关．如图是他们设计的实验装置，下表是其中一位同学在其它条件一定时的实验数据．
实验
序号		斜面的倾斜
程度		物块的重力G/N斜面高度h/m沿斜面的拉力F/N斜面长s/m机械效率
1较缓100.2155.6%
2较陡100.47.0157.1%
3最陡100.68.5170.6%
（1）在第1次实验中，弹簧测力计的示数为图所示，此时拉力为3.6N．
（2）分析表中数据可得该实验是探究小聪（选填“小明”或“小聪”）的猜想
（3）另一位同学为探究自己的猜想，设计了如下步骤．
①把一块长木板的一端垫高，构成一个斜面．
②用弹簧测力计沿斜面把一木块匀速拉上去，进行相关测量，计算出斜面的机械效率．
③保持斜面的倾斜程度不变，改变斜面的粗糙程度，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率．
④多次实验后比较每次机械效率的大小，即可验证猜想是否正确．
2．针对如图三种现象，①甲图是一个无摩擦的、不在同一平面上连续的轨道，小球从A点经B、C能滑到D；②乙图是一个无摩擦的滚摆，将细绳绕轴转到A点，放手后，能在上下来回转动；③丙图是一个单摆，从A点放手，能摆到B点，若在O点放一小棒，抵住细绳，小球能摆到C点；④丁图AOB是光滑轨道，A点的高度H大于B点的高度，让小球由A点静止开始自由落下，沿轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力），则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是b；其中不能成立的是（　　）
A．①②③B．②④C．③④D．③
9．小王同学在做“测定小灯泡额定功率”的实验时，电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，如图甲为小王同学已连接的部分电路．

（1）所连电路有两根导线还未连接好，请你帮他完成电路的连接（其它导线不得改动）；
（2）小王同学在正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表有示数且为3V，电流表示数为0，则产生这个故障的原因可能是小灯泡断路；
（3）实验中小王依次测出三组数据，并记录在下表中，若第一次实验时电流表的示数如图乙所示，请将此示数读出并填入表中．表中的数据是0.36 A；
实验次序123
U/V2.02.53.0
I/A0.400.42
亮度逐渐变亮
（4）小灯泡的额定功率是1 W．
19．小明利用标有“6V  6W”的灯泡L1和“6V  3W”的灯泡L2进行实验．
（1）当L1正常发光时，通过L1的电流为1A；
（2）图甲中OA和OB分别为通过灯泡L1和L2中的电流随两端电压变化关系的曲线．现将两灯连入图乙电路，要使其中一个灯泡正常发光（确保电路安全），电路中电流表的示数为0.5A，电压表的读数是2V，电路消耗的总功率为4W．
6．关于力的叙述，正确的是哪个（　　）
A．若力F1为8牛、F2为6牛，则它们的合力为14牛
B．大小相等，方向相反、作用在一条直线上的两个力必为平衡力
C．施力物体同时也是受力的物体
D．路面没有摩擦力车辆将行驶得更快
3．如图所示，是研究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上．请回答以下问题：

（1）设计实验的目的是研究钢球动能的大小与速度大小的关系．
（2）本实验中研究的是B 的动能．
A．钢球在斜面上时     B．钢球撞击木块时
C．钢球撞击木块后     D．木块
（3）实验是通过观察木块被推开的距离大小，说明钢球对木块做功的多少，从而得出结论的．
（4）若水平面为光滑的，该实验还能得出结论吗？不能，理由是：由于没有摩擦力的作用，木块无法停下来．
（5）小明同学在实验时，木块被撞出了水平木板的右端而掉到了地上．对这一现象，请你给小明一条合理的建议：钢球放低点或增加桌面粗糙程度．
4．用分子知识解释生活中的现象，其中合理的是（　　）
A．柳絮飘扬-分子在不断运动着B．氧气被压缩-分子之间有间隔
C．酒精挥发-酒精分子体积增大D．水凝结成冰-分子停止运动

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