(2007?株洲)探究“硬币起飞”的条件.(一)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v2+p=C;式中C是常量,ρ表示空气密度.根据上述关

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◎ 题目

(2007?株洲)探究“硬币起飞”的条件.
(一)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v2+p=C;式中C是常量,ρ表示空气密度.根据上述关系式可知:
(1)空气流速越大,压强   ;空气流速越小,压强   
(2)常量C表示空气流速为0时的     
(二)设计实验:本研究需要知道硬币的质量m(或重力G)和硬币上(或下)表面面积S.
(3)某同学采用如图所示的方法测定硬币上(或下)表面面积.

①测得硬币的直径D=   cm.
②根据数学公式S=πD2/4即可算出硬币上(或下)表面面积.
(4)请你设计一个测定硬币质量(或重力)的实验方案.
(三)探究条件:如图所示,在水平桌面上放置一个硬币并沿箭头所示方向吹气,气流通过硬币上部,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.

(5)根据上述流速与压强的关系式可知,硬币下方空气压强p=   
(6)刚好将硬币吹起时,硬币上、下表面的压力差△F=   
(四)得出结论:
(7)请导出刚好将硬币吹起时吹气速度v的表达式(用ρ、S、m或G表示).

◎ 答案

(1)小;大.
(2)压强.
(3)1.85.
(4)先利用天平(或弹簧秤)称出多个硬币的总质量(或总重力),然后计算出单个硬币的质量(或重力).
(5)C.
(6)G.
(7)刚好将硬币吹起时吹气速度v的表达式:v=

◎ 解析


试题分析:解:(一)由公式v2+p=C(式中C是常量,ρ表示空气密度)可知:
(1)空气流速越大,压强小;空气流速越小,压强 大.
(2)常量C表示空气流速为0时的压强或P.
(二)设计实验:
(3)由图可知刻度尺上共测量了四个直径,四个直径的总长度为:7.40cm,即每个硬币的直径为:7.40cm÷4=1.85cm.
(4)测定硬币质量(或重力)的实验方案.
方案一: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.
方案二:先利用弹簧测力计称出多个硬币的总重力),然后计算出单个硬币的重力.
(三)探究条件:
(5)在吹硬币时,硬币下方的空气流速为0,代入公式v2+p=C中,得:
×0+p=C,即:硬币下方空气压强p=C.
(6)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、下表面的压力F、硬币的自重G;
那么刚好被吹起时,F=F+G,即:硬币上、下表面的压力差△F=G.
或,硬币上方的受到的压力:F=PS=(C﹣v2)S=CS﹣Sv2
硬币下方受到的压力:F=PS=CS;
那么硬币上下的压力差为:△F=F﹣F=Sv2
(四)得出结论:
(7)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=C﹣v2
硬币下方的压强为:P=C(空气流速为0);
那么硬币上下方的压强差为:P﹣P=△P=v2
∵△F=△p?S
v2?S=G即:v=
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.

◎ 知识点

    专家分析,试题“(2007?株洲)探究“硬币起飞”的条件.(一)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v2+p=C;式中C是常量,ρ表示空气密度.根据上述关…”主要考查了你对  【力的合成与应用】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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