流量表示单位时间内通过某一横截面的流体的体积,用字母Q表示.流量在生产和生活中有广泛的应用,如每到汛期,监测湘江的流量是抗洪防汛的重要工作.
(1)如图所示,水流在粗细均匀的水平管道内向右匀速流动,设水流速度为v,管内通道的横截面积为S.取一段管道AB,水从B端流到A端所用时间为t,则AB间水柱的长度l=______,体积V=______(要求用S、v、t表示).根据流量的定义Q=V/t可得Q=vS,它表示流量等于流速与横截面积的乘积.
(2)打开水龙头,自来水通过导管流过如图所示的玻璃管.待水流稳定后,比较图中1、2两处的流速,______处的流速较大;比较C、D玻璃管中的水面高度,______管中的水面较高.
(3)打开水龙头后,只要水流不散开,就可以观察到水柱越来越细,如图所示.请你指出产生这种现象的原因:______.(提示:流量不变)
(4)利用流量Q=v S,请你设计一个测量水龙头出水速度的实验方案.要求:
①列出主要的操作步骤;②说明需要测量的物理量;③写出出水速度的表达式.
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城市轻轨可以缓解城市公交运输压力,无锡现在已经在营造城市轻轨,我们为了调研城市轻轨的可行性与优点,某学校综合实践活动小组的同学们收集到轻轨机车和公交汽车在某段运行区间内的相关数据如下:
××型号 轻轨机车 | 轻轨电力机车 功率106W | 平均速度60km/h | 牵引力5×104 N | 额定载客量500人 |
××型号 公交汽车 | 燃油热值 4×107 J/kg | 平均速度15km/h | 牵引力3000N | 额定载客量40人 |
(1)甲、乙两地铁站相距1.8km,轻轨运行需要多长时间?消耗多少电能?
(2)公交汽车每千米消耗燃油0.3kg,行驶1.8km路程所消耗的燃油完全燃烧放出多少热量?公交汽车的效率是多少?
(3)根据题中获得的信息,从物理学角度谈一谈轻轨作为交通工具的优点.(写出一条即可)
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