题目内容
根据图4—3所示木块m—V关系图像,回答下列问题:
(1)体积是4厘米3的木块质量是多少克?
(2)木块的密度是多少千克/米3?
![]()
图像上的某点,它的横坐标、纵坐标分别表示了某一体积的木块所对应的质量。因此,求出图像上横坐标是4厘米3的点,它的纵坐标就是体积为4厘米3的木块的质量。
根据密度公式ρ=m/v,已知某一体积时木块的质量,就可以求出木块的密度。因为物质的密度跟它的体积、质量无关,所以,在图线OA上任取一点,求出它的横坐标,纵坐标,代入密度公式,就可求出木块的密度。
【解】在横轴上找到体积是4厘米3的点,过这点作横轴的垂线交图线OA于A4点,再过A4点,作纵轴的垂线交纵轴于2克处,可知体积是4厘米3的木块质量是2克。
A4点的横坐标是4厘米3,纵坐标是2克,代入公式ρ=m/V=2克/4厘米3=0.5克/厘米3=0.5×103千克/米3。
【评注】某物质的m—V关系图像是一条过原点的直线,表示了物质的质量跟体积成正比,说明了密度是物质的一种特性。
2007年2月28日,从乌鲁木齐驶往阿克苏的5806次列车遭遇特大沙尘暴,列车从第1节车厢到第11节车厢相继被吹翻。看了这个报道后,某研究小组为探索沙尘暴的威力,进行了模拟研究。如图为测定沙尘暴风力的实验装置图,其中AB是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝,电阻丝阻值较大,一质量和电阻都不计的细长金属丝一端固定于O点,另一端悬挂球P,无风时细金属丝竖直,恰与电阻丝在B点接触,有风时细金属丝将偏离竖直方向,细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触。研究小组的同学对此装置分析中,知道金属球单位面积上所受到的水平风力大小与电压表的读数成正比,空气密度为1.3kg/m3,沙的密度为2.5×103kg/m3。他们对决定金属球单位面积上所受到的风力大小的因素,进行了如下的实验研究:
①在含沙量相同条件下,改变风速,记录不同风速下电压表的示数如下:
| 风速(m/s) | 5 | 10 | 15 | 20 |
| 电压表示数(V) | 0.6 | 2.4 | 5.4 | 9.6 |
②在风速大小相同条件下,改变风中空气的含沙量,记录不同含沙量下电压表的示数如下:
| 含沙量(kg/m3) | 1.1 | 2.2 | 3.3 | 4.4 |
| 电压表示数(V) | 2.3 | 3.5 | 4.6 | 5.8 |
(1)根据上述实验结果,试推导出单位面积上所受到的风力大小的关系式?(设比例系数为k)
(2)若(1)中的比例系数k的大小为0.5,已知:车厢的高度为3m,车厢的长度为25m,车厢质量为50t,铁轨间距为1.5m,1m3沙尘暴中含沙尘2.7kg,请根据(1)中的关系式计算当时的风速至少为多大?