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演绎式探究: 由于流体的粘滞性,使得在流体中运动的物体要受到流体阻力,在一般情况...

manfen5.com 满分网演绎式探究:
由于流体的粘滞性,使得在流体中运动的物体要受到流体阻力,在一般情况下,半径为R的小球以速度v运动时,所受的流体阻力可用公式f=6πηRv表示.
(1)小球在流体中运动时.速度越大,受到的阻力______
(2)密度为ρ、半径为R的小球在密度为ρ、粘滞系数为η的液体中由静止自由下落时的v-t图象如图所示,请推导出速度vr的数学表达式:vr=______
(1)根据公式f=6πηRv,来分析阻力f与速度v的关系. (2)对小球进行受力分析,它在流体中下落受到重力、浮力和阻力的作用.由图形分析可知,当小球速度达到vr时便匀速下落,处于平衡状态,G=F浮+f.将数据代入公式化简即可. 【解析】 (1)由公式f=6πηRv可以看出,小球所受流体的阻力f与小球的速度v成正比例关系,所以,小球速度越大,所受阻力越大. (2)小球在流体中下落时受重力、浮力和阻力的作用. 小球受到的重力:G=mg=ρVg=πR3ρg; 小球所受浮力:F浮=ρVg=πR3ρg; 小球所受流体阻力:f=6πηRv. 由图象可知,当小球速度达到vr时便匀速下落,处于平衡状态,此时小球所受合力为零,则G=F浮+f. 即:πR3ρg=πR3ρg+6πηRvr. 化简可得:vr=. 故答案为:(1)越大;(2).
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考点分析:
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归纳式探究:
(1)让一摞整齐的纸从斜面滑下,发现纸张变得不齐了,这是由于纸张之间有摩擦造成的.同样,让液体在管道中流动,液体也可以看作是由许多片液层组成的,各片层之间也存在着______,产生液体内部的阻力,这就是液体的钻滞性.
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(2)晓丽用长度相同的细管来研究液体的粘滞性,做了如下实验.在温度相同的情况下,测得1s内通过细管的液体体积如下:
实验次数液体种类细管半径/mm细管两端压强差通过细管的液体体积/mm2
11P100
21P2
32P1600
42P32
53P8100
612P200
①可见,在相同条件下,通过细管的水的体积______通过细管的油的体积.这说明不同液体的钻滞性不同,我们用液体的粘滞系数η表示.η<η
②下面是几种流体的粘滞系数表:
温度/℃蓖麻籽油的η/Pa•s水的η/×10-3Pa•s空气的η/×10-6Pa•s

20
40
60
5.3
0.986
0.231
0.080
1.792
1.005
0.656
0.469
17.1
18.1
19.0
20.0
可见:一般诗况下,液体的粘滞系数随温度的升高而______
③在晓丽用油做的实验中,苦细管半径是3mm,1s内通过细管的油的体积是40.5mm3,则细管两端的压强差是______
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阅读短文,回答文中提出的问题.
车间停电后,各种转轮过了一段时间才能陆续停止转动.可见转动物体有转动惯性.转动惯性的大小在物理学中用转动惯量I来表示.物体可看作由n个微小部分组成,它们的质量分别为m1、m2、…mn,到某转动轴的距离分别为r1、r2、…rn,则该物体对该转动轴的转动惯量为I=m1r12+m2r22+…+mnrn2
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(1)图A是一个质量为m的小球,用长为l的轻质硬杆(不计质量、不形变)连接到转轴OO′上,则它对这个轮的转动惯量是______
(2)图B是用铁丝制成的质量为M、半径为R的细圆环.我们将该圆环均匀分割为100等分,每一等分可以看作是一个小球(图中a).则该圆环绕着中心转轴OO'转动时的转动惯量为______.将它用轻质硬杆与转轴相固定,就制成一个玩具陀螺甲,若用同样型号的铁丝制成半径为2R的陀螺乙,则要使甲乙转动起来,更容易些的是______
(3)图C中的薄圆筒半径为0.1m、质量为0.2kg,则薄圆筒对中心转轴OO'的转动惯量是______kg•m2
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运用知识解决问题:
(1)行驶的火车不容易停下来,因为火车有______,要保持原来的运动状态.
(2)将氢气球用细线系住,让风从右方水平吹来.清在框内画出气球保持静止时的受力示意图.
(3)泥水含有泥沙,我们将单位体积泥水中泥沙的质量称作含沙量.若用ρ泥水、ρ、ρ(ρ<ρ)、H分别表示泥水的密度、清水的密度、干燥泥沙的密度、含沙量,请推导出ρ泥水、ρ、ρ、H的关系式:ρ泥水=______;以下图象中______反映了这一关系.
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(4)如图所示,要求滑轮组由4股绳子承担物重,请用笔画线代替绳子将滑轮组绕好.当滑轮组提起重200N的物体时,机械效率为50%;若要使这个滑轮组省力,则提起的重物应该超过多重?(不考虑滑轮与轴之间的摩擦及绳重)
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回顾实验和探究:
(1)晓丽在水平面上用木块、木板等研究“影响摩擦力大小的因素”时,记录数据如下:
实验次数接触面压力F/N测力计示数/N
1木板72.1
2棉布72.6
3毛巾73.5
4木板92.7
比较表中第______次实验数据得知:压力越大,摩擦力越大.
一辆小车分别以相同的速度驶向这三种表面,直到停止,则在______表面行驶的距离最远.由此推测若平面完全光滑,小车将做______运动.
(2)如图所示,在研究“液体内部压强规律”时,将液体看作一框苹果,再将其中一只苹果当作自己,自己的感受是:越在下层感到挤压越厉害.根据这种感受,提出液体压强规律的对应假说是:液体压强随______增加而增大.再进行实验.
上述过程中将苹果当作自己是运用了______法.
本探究过程的思维程序是:提出问题→______→形成假说→实验检验.

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进一步探究:
晓丽在研究磁场对电流作用的实验中,将直导线换作一块厚度为d、宽度为b的导体板.如图所示,将电压表连在导体板的两侧,发现电压表指针发声偏转,进一步做了如下实验:
板的材料板的厚度通入板的电流磁场强弱电压表示数
dIBU1
dIBU2(U2≠U1
2dIB0.5U1
d2IB2U2
dI2B2U1
0.5d3I3B 
(1)请你将表中的空格填上.
(2)请你利用上述装置及电源、滑动变阻器、弹簧、小烧杯、开关各一个,导线若干.设计一个可以通过电压表示数比较液体密度大小的装置.
①请在右框内画出装置示意图.
②说明工作过程.
③上述过程中液体密度的大小不能直接比较,而是通过电压表示数来比较的,这是利用了______法.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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