Question

（1）如圖所示，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?u>   現(xiàn)象。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     現(xiàn)象，此時(shí)小明看到的是硬幣的      (選填“虛”或“實(shí)”）像。

（2）如圖所示，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)       ；而硬幣下面沒有氣流通過，下方氣壓始終是p₀，從而產(chǎn)生壓力差，給硬幣一個(gè)向上的動(dòng)力。

（3）“硬幣起飛”的條件是什么呢？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 = p₀（其中ρ表示空氣密度，p₀是常數(shù)，表示沒有氣流時(shí)的環(huán)境氣壓）。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。

（4）小明同學(xué)用如圖所示的方法測(cè)定硬幣表面面積，圖中刻度尺的示數(shù)為     cm ，由此測(cè)得硬幣的直徑，算出硬幣的表面積S。

（5）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。(4)(5)兩次實(shí)驗(yàn)中用了同一種方法測(cè)物理量，這樣做的目的是                         。

（6）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=_____ ____（用ρ、S、m表示）。

 

Answer 1

【答案】

（1）直線傳播、折射、虛 （2）   小     （4）    7.40       cm

（5）減小測(cè)量誤差   （6）

【解析】

試題分析：光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播；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；流體流速越大，流體產(chǎn)生的壓強(qiáng)越小；流體流速越小，流體產(chǎn)生的壓強(qiáng)越大；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；測(cè)多算少，可以減小測(cè)量誤差；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。當(dāng)眼睛在A處時(shí)，硬幣反射的光線由于沿直線傳播而被碗擋住，不能進(jìn)入小明的眼睛，所以看不到硬幣；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；對(duì)著硬幣上方吹氣時(shí)，使硬幣上方的空氣流速變大，壓強(qiáng)變小，小于硬幣下方氣體的壓強(qiáng)，產(chǎn)生壓力差，給硬幣一個(gè)向上的動(dòng)力，當(dāng)向上的動(dòng)力大于硬幣的重力時(shí)硬幣會(huì)起飛；由圖知，刻度尺的分度值是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：

測(cè)多算少，減小實(shí)驗(yàn)誤差；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：；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：；

∵△F=△p?S∴，

則剛好將硬幣吹起時(shí)吹氣速度．

考點(diǎn)：此題考查的是力學(xué)的綜合。

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(zhǎng)度、質(zhì)量或重力。

（3）會(huì)用平衡力進(jìn)行近似計(jì)算。