Question

14．生活中处处有物理，下面是跟纸相关的几个实验，请解答下列各题：
（1）要测量一张平放在水平桌面上的A4纸对桌面的压强，需测量纸对桌面的压力和纸的面积，再利用公式p=$\frac{F}{S}$可计算出纸对桌面的压强．如图甲是测量纸长度时的刻度示数，则纸的长度计作18.50cm．实际测量时会发现，无法用实验室的弹簧测力计测量一张纸的重力，究其原因是一张纸的重力小于弹簧测力计的分度值，可改用天平测量出其质量，再计算出纸的重力．
（2）如图乙所示，取两张白纸，让其平行地自然下垂，向两纸中间用力吹气；你观察到的现象是两纸向中间靠拢，可以得出的初步结论是气体流速越大，压强越小；
（3）如果丙所示，利用“纸船烧水”，用酒精灯加热装有水的用纸折叠的纸锅，纸锅竟然安然无恙，其主要原因是利用水沸腾时吸热但温度保持不变，使纸的温度达不到纸的着火点．

（4）某同学玩纸船载人实验，如图丁所示，如果实验中纸船及船桨的总质量5kg，要载55kg的人安全渡河，船浸入水中的体积至少为0.06m³．

Answer 1

分析 （1）测量固体对水平面的压强，其实验原理是p=$\frac{F}{S}$；
测量长度时，需观察刻度尺的分度值，读数时要估读到刻度尺分度值的下一位；
要准确测量物体的重力，物体的重力应大于弹簧测力计的分度值，据此分析．
（2）根据平时观察到的实验现象解答，得出的结论：流体流速大的地方，压强小．
（3）水沸腾时的特点：吸收热量，温度不变；纸张燃烧的条件：温度达到纸的着火点．
（4）知道人、纸船及船桨的质量，利用重力公式求总重力，由于人、纸船及船桨整体漂浮，根据漂浮条件和阿基米德原理求船浸入水中的体积．

解答 解：（1）要测量一张平放在水平桌面上的A4纸对桌面的压强，需测量纸对桌面的压力和纸的面积，再利用公式p=$\frac{F}{S}$可计算出纸对桌面的压强；
由图甲可知，在1cm之间有10个小格，该刻度尺的分度值为0.1cm，读数时要估读到刻度尺分度值的下一位，则纸的长度计作18.50cm；
一张A4纸的质量很小，约为5g，其重力约为G=mg=0.005kg×10N/kg=0.05N，小于实验室弹簧测力计的分度值（0.1N或0.2N），故不能用弹簧测力计测量其重力，可用天平测量出其质量，再计算出纸的重力．
（2）对着两张纸的中间吹气，两张纸中间的空气流速变大，压强变小，小于纸外侧的大气压，会产生一个向内的压强差，将纸压向中间；
所以，观察到的现象是两纸向中间靠拢，可以得出的初步结论是：气体流速越大，压强越小；
（3）在一标准大气压下，水的沸点是100℃，当水的温度达到100℃时，吸热但温度保持不变，吸收的热量用于汽化，使纸的温度达不到纸的着火点，因此纸锅不会烧坏．
（4）人、纸船及船桨的总重力：G=mg=（55kg+5kg）×10N/kg=600N，
由于人、纸船及船桨整体漂浮，所以F_浮=G，
即：ρ_水gV_排=G，
所以船浸入水中的体积：V_排=$\frac{G}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{600N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=0.06m³．
故答案为：（1）p=$\frac{F}{S}$；18.50；一张纸的重力小于弹簧测力计的分度值；
（2）向中间靠拢；气体流速越大，压强越小；
（3）水沸腾时吸热但温度保持不变；
（4）0.06．

点评 本题是一道力热综合题，主要考查了长度的测量、测量压强的原理、流体压强与流速的关系、液体沸腾的特点、漂浮条件以及阿基米德原理，平时要多动手实验、注意观察实验现象、理解实验原理可以帮助解答类似的实验题．