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一个物体在流体(液体或气体)中和流体有相对运动时,物体会受到流体的阻力。比如:汽...

一个物体在流体(液体或气体)中和流体有相对运动时,物体会受到流体的阻力。比如:汽车、火车、飞机等交通工具在空气中运动,要受到空气的阻力。鱼在水中游动,人在水中游泳,都要受到水的阻力。由于流体阻力的存在,给人们的生产生活造成了很大不便,所以如何减小阻力成为了科学家们的研究方向。

物体在流体中受到的阻力包括摩擦阻力和由于前后压力不一致引起的压差阻力,而在其中起决定作用的是压差阻力。流体中摩擦阻力与物体表面积大小有关,而压差阻力则与物体形状有关。对流线物体而言,尽管其表面积增加使得摩擦阻力略有增加,但由于其良好的外形使得压差阻力大为减小。因此,流线造型的广泛应用不仅是因其美观,更重要的是因为流线物体的总阻力较其他形状物体的总阻力要小。

下图是科技馆的展品,这件展品就利用水流来模拟所有流体系统。展品共设有五件被测物体,分为两组进行测试。通过观众的自我参与,观察测试物体的运动速度,直观理解流体阻力现象,并从中观察物体所受的流体阻力,与其外观形状之间的关系。从中我们可以验证出阻力的方向和物体相对于流体的速度方向相 反, 其阻力大小主要与物体的形状和横截面积有关。通过实验和对比认识,使我们了解运动物体在流体中所受阻力的规律。流体阻力在我们身边的应用随处可见,有些地方是减小阻力,而有些地方是要利用阻力。例如鱼和飞机的形状就是流线型,头圆尾尖,就是为了减小阻力,提高速度。飞机是越快越好,而降落伞当然越慢越好。在降落伞未打开之前,跳伞者可看作在做自由落体运动。在这样大的速度下,打开降落伞,自然会收到一个相当大的阻力,从而让降落者缓慢降落。

根据文中内容回答下列问题

(1)物体在流体中受到的阻力包括摩擦阻力和由于前后压力不一致引起的压差阻力,而在其中起决定作用的 ___________

(2)鱼和飞机的形状就是流线型,头圆尾尖,就是为了减小阻力,提高速度。图 中左侧的命名为甲物体,右侧的命名为乙物体,甲乙两个物体同时出发(运动方向如图所示),则甲物体比乙物体运动速度______;(选填“快”或“慢”)

(3)由此可以推测:甲物体受到的压差阻力_____乙物体受到的压差阻力;(选填“大于”或“小于”)

(4)根据图中的实验结果,请你思考:假如你去参加自行车赛车比赛,为了赛出更好成绩,你会把帽子的尖头朝__________。(选填“前”或“后”)

 

压差阻力 快 小于 后 【解析】 (1)[1]由材料内容可知,物体在流体中受到的阻力包括摩擦阻力和由于前后压力不一致引起的压差阻力,而在其中起决定作用的是压差阻力。 (2)[2] 甲乙两个物体同时出发,由运动方向可知,甲物体头圆尾尖,属于流线型,能减小阻力,提高速度,乙物体则相反,因此甲物体比乙物体运动速度快。 (3)[3] 压差阻力越小,物体运动速度越快,由此可以推测:甲物体受到的压差阻力小于乙物体受到的压差阻力。 (4)[4]参加自行车赛车比赛时,为了赛出更好成绩,应减小压差阻力,因此帽子的形状应为头圆尾尖,即把帽子的尖头朝后。  
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考点分析:
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小红在海边拾到一块漂亮的小石块,她想测出小石块的密度。小红利用一架托盘天平、一个烧杯、适量的水和细线设计了一个测量小石块密度的实验方案,以下是她设计的部分实验步骤,请你按照小红的实验思路,将实验步骤补充完整。

(1)用调节好的天平称出小石块的质量 m1

(2)在烧杯中注入适量的水,用天平称出烧杯和水的总质量 m2

(3)______,在天平右盘添加适量的砝码,移动游码,天平平衡后, 砝码与游码的总示数为 m3

(4)已知水的密度为 ρ ,利用上述测量出的物理量和已知量计算小石块密度 ρ石的表达式为:ρ =______

 

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小华同学特别喜欢学习物理,也非常喜欢动手实验。请看他下面的一次实验,实验装置如图所示,用两个完全相同的加热器给初温均为 20 ℃的甲、乙液体加热(m<m ),两种液体每秒吸收的热量相同。小华根据实验数据画出来这两种液体的温度加热时间的图线如图。请你根据小华的实验过程和图像信息回答下列问题:

(1)某时刻温度计示数如图所示,此时乙的温度为_________℃;

(2)根据图中图线及题目所给信息可得出甲液体与乙液体比热容的的关系是:c ______c (选填“大于”、“小于”或“等于”)。请写出你判断的依据是:____________

 

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小明在实验室测量盐水的密度。她先用调好的天平测出如图甲所示的烧杯和杯内盐水的总质量为80g,然后将一部分盐水倒入量筒内,如图乙所示,并用天平测出装有剩余盐水的烧杯质量,如图丙所示。根据图中所给信息完成下面问题:

(1)盐水的密度是______kg/m3

(2)请帮小明设计出该实验的实验数据表格。

______

 

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某同学在探究“物体的动能跟哪些因素有关”时,提出了如下猜想:

猜想一:物体动能大小与物体的质量有关

猜想二:物体动能大小与物体的运动速度有关

为了验证上述猜想,老师提供了如下器材:斜槽、刻度尺、三个钢球(质量分别为 0.1 kg0.2 kg 0.3 kg)、小盒子和长木板。

实验装置如图所示,让钢球从斜面高为h的斜槽上由静止滚下,碰到水平面上的小盒子后,将和小盒子一起运动一段距离后停止。在粗糙程度相同的平面上,钢球和小盒子运动越远,说明钢球的动能越大。

次数

钢球下落高度 h/cm

钢球质量m/kg

木块移动距离 s/cm

1

10

0.1

8

2

10

0.2

15

3

10

0.3

22

 

(1)分析表中数据,可以得到的实验结论是_________________________________

(2)钢球和小盒子看成一个物体,它们在水平面上做______(选填“匀速直线”“变速直线”)运动。请你从运动和力的关系角度描述你判断的依据是:______

(3)把钢球和和小盒子看成一个物体,画出它们在水平面上运动时的受力分析图。

____

 

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在究凸透镜成像规律的实验中,小东同学选择焦距为10m的凸透瞧蜡、光屏和光具座进行实验.

(1)他先点燃蜡烛,将烛焰、凸透镜和光屏三者的中心调整到_____,如图所示,保持凸透镜位置不变,将蜡烛由远到近逐渐向凸透镜方向移动到10cm刻度线处,移动光屏到某位置,在光屏上得到清晰倒立、_____(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的像.

(2)现保持(1)中凸透镜和光屏位置不变,仅将蜡烛移动到25cm刻度线处,在光屏上不能得到清晰的像.如果把凸透镜看作人眼的品状体,光屏看作人眼的视网膜,则该成像情况相当于_____(选填“近视眼“或远视眼“)看物体.此时,要使光屏上成清晰的像,可以在烛焰和凸透镜之间的适当位置添加_____(选填“凸凹透镜”).

 

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