Question

小明同學(xué)喜歡利用身邊的器材做物理實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你幫助他完成實(shí)驗(yàn)中的相關(guān)內(nèi)容：
①如圖1所示，小明將一枚硬幣放在碗的底部，眼睛在A處恰好看不到它，這是因?yàn)楣獾?!--BA-->

直線傳播

現(xiàn)象．
②沿碗壁緩緩向碗中加水，小明在A處又看到硬幣，這是利用了光的

折射

現(xiàn)象，此時(shí)小明看到的是硬幣的

虛

（選填“虛”或“實(shí)”）像．

③如圖2所示，在水平桌面上放置一個(gè)硬幣并沿箭頭所示方向吹氣，發(fā)現(xiàn)有幾次“硬幣起飛”了，小明思考產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因：通過硬幣上部空氣流速大，壓強(qiáng)

小

；由于硬幣下面沒有氣流通過，從而產(chǎn)生壓力差，給硬幣一個(gè)向上的動(dòng)力．“硬幣起飛”的條件是什么呢？
④查尋規(guī)律：在地面附近同一高度或高度差不顯著的情況下，空氣流速v與壓強(qiáng)p的關(guān)系可表示為1/2ρv²+p=C 式中C是常量，ρ表示空氣密度．本研究需要知道硬幣的質(zhì)量m（或重力G）和硬幣上（或下）表面面積S．
⑤小明同學(xué)采用如圖3所示的方法測(cè)定硬幣上（或下）表面面積．測(cè)得硬幣的直徑D=

1.85

cm．
⑥先利用天平（或彈簧秤）稱出多個(gè)硬幣的總質(zhì)量（或總重力），然后計(jì)算出單個(gè)硬幣的質(zhì)量（或重力）．⑤⑥這樣做的目的是

應(yīng)用累積法，測(cè)多算少，減小實(shí)驗(yàn)誤差

．
⑦請(qǐng)導(dǎo)出剛好將硬幣吹起時(shí)吹氣速度v的表達(dá)式

v=

2mg Sρ

（用、S、m或G表示）．

Answer 1

分析：（1）光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播；
（2）硬幣反射的光由水斜射入空氣時(shí)發(fā)生折射，折射光線進(jìn)入小明的眼睛從而看到了硬幣，
小明所看到的硬幣是由光的折射形成的虛像；
（3）流體流速越大，流體產(chǎn)生的壓強(qiáng)越��；流體流速越小，流體產(chǎn)生的壓強(qiáng)越大；
（4）兩端硬幣與刻度尺的接觸點(diǎn)示數(shù)之差是四枚硬幣的直徑之和，確定刻度尺的最小分度值，
讀出刻度尺示數(shù)，然后求出硬幣的直徑；
（5）多次測(cè)量求平均值可以減小測(cè)量誤差；
（6）對(duì)硬幣受力分析，由平衡條件列方程，然后求出空氣的速度．

解答：解：①當(dāng)眼睛在A處時(shí)，硬幣反射的沿直線傳播的光被碗擋住，不能進(jìn)入小明的眼睛，所以看不到硬幣；
故答案為：光的直線傳播；
②硬幣反射的光線由水斜射入空氣時(shí)發(fā)生折射，折射角大于入射角，折射光線向水面偏折，
折射光線進(jìn)入小明的眼睛，小明看到了“硬幣”，小明看到的硬幣實(shí)際上是光的折射形成的虛像；
故答案為：折射；虛像．
③吹氣，使硬幣上方的空氣流速變大，壓強(qiáng)變小，小于周圍氣體的壓強(qiáng)；
故答案為：�。�
⑤由圖知，刻度尺的最小分度值是1mm，左端硬幣與刻度尺的零刻度線對(duì)齊，
最右端的硬幣所對(duì)應(yīng)的刻度是7.40cm，則硬幣的直徑D=

7.40cm

4

=1.85cm，
故答案為：1.85cm．
⑥先利用天平稱出多個(gè)硬幣的總質(zhì)量，然后計(jì)算出單個(gè)硬幣的質(zhì)量，⑤⑥這樣做的目的是：
應(yīng)用累積法，測(cè)多算少，減小實(shí)驗(yàn)誤差；
故答案為：應(yīng)用累積法，測(cè)多算少，減小實(shí)驗(yàn)誤差．
⑦剛好吹起硬幣時(shí)可看作硬幣受到平衡力的作用，即△F=G=mg．
此時(shí)硬幣上方的壓強(qiáng)為：P_上=C-

1

2

ρv²；
硬幣下方的壓強(qiáng)為：P_下=C（空氣流速為0）；
那么硬幣上下方的壓強(qiáng)差為：P_下-P_上=△P=

1

2

ρv²；
∵△F=△p?S
∴

1

2

ρv²?S=mg，則剛好將硬幣吹起時(shí)吹氣速度v=

2mg Sρ

；
故答案為：v=

2mg Sρ

．

點(diǎn)評(píng)：本題的解題關(guān)鍵有以下幾點(diǎn)：
（1）流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系：流速越大，壓強(qiáng)越小；流速越小，壓強(qiáng)越大．
（2）知道用累積法測(cè)量微小物體的長度、質(zhì)量或重力．
（3）會(huì)用平衡力進(jìn)行近似計(jì)算．