Question

17．實驗是科學學習的重要方法．如圖是同學們做的一些實驗，請回答：
（1）實驗1中，輕質彈簧原長為15cm，當用兩只手同時用100N的力F₁由兩端反向拉時，彈簧長度變為18cm，若將彈簧一端固定在墻上，另一端由人用300N的力F₂拉，這時彈簧長度變為24cm．
（2）實驗2中，將電吹風朝上吹乒乓球，會發現竟然吹不走乒乓球，球也不會掉下來，球懸浮在電吹風的上方，請用學過的物理知識解釋該現象用電吹風向上吹乒乓球時，球下方空氣流速變大，壓強變小，球上方的流速小，壓強大，球受到向下的壓力差，當壓力差與重力之和，和球受到的向上的吹力平衡時，球就處于靜止狀態．
（3）實驗3是探究“二力平衡的條件”，小明和小華同學分別采用如圖甲、乙所示的實驗裝置，你認為“甲”或“乙”中哪個裝置更科學，請說明理由乙；乙中小車與桌面間屬于滾動摩擦，比滑動摩擦小得多．

Answer 1

分析 （1）當甲乙兩人同時用100N的力在兩端反向拉彈簧，彈簧的彈力等于一端的拉力，據此求出勁度系數，然后根據胡克定律F=kx，即可正確解答；
（2）根據流體壓強和流速的關系分析解答，流體的壓強跟流速有關，流速越大，壓強越小；
（3）探究“二力平衡的條件”的實驗中，應減小實驗中摩擦力的影響．

解答 解：
（1）甲、乙兩人同時用100N的力由兩端反向拉時，彈簧拉力為 F=100N；
根據：F=k（L-L₀），將L=18cm=0.18m，L₀=15cm=0.15m，代入得：
k=$\frac{F}{L-{L}_{0}}$=$\frac{100N}{0.18m-0.15m}$=$\frac{10000}{3}$N/m，
當用F′=300N的力拉時有：F′=kL′，代入數據得：
L′=$\frac{F′}{k}$=$\frac{300N}{\frac{10000}{3}N/m}$=0.09（m）=9cm，
因此此時彈簧長度為：L=L₀+L′=15cm+9cm=24cm．
（2）用電吹風向上吹乒乓球時，球下方空氣流速變大，壓強變小，球上方的流速小，壓強大，球受到向下的壓力差，當壓力差與重力之和，和球受到的向上的吹力平衡時，球就處于靜止狀態；
（3）在探究“二力平衡的條件”的實驗中，為了減小摩擦力對該實驗的影響，故乙裝置更合理，小車與桌面間屬于滾動摩擦，比滑動摩擦小得多；
應變滑動為滾動，如圖乙所示．
故答案為：（1）24；
（2）用電吹風向上吹乒乓球時，球下方空氣流速變大，壓強變小，球上方的流速小，壓強大，球受到向下的壓力差，當壓力差與重力之和，和球受到的向上的吹力平衡時，球就處于靜止狀態；
（3）乙；乙中小車與桌面間屬于滾動摩擦，比滑動摩擦小得多．

點評 （1）本題考查了胡克定律的簡單應用，要理解并掌握胡克定律F=kx，注意x是彈簧的形變量，特別注意的是兩人同時用100N的力由兩端反向拉時，彈簧拉力為100N，而不是200N；
（2）本題考查流體壓強與流速的關系；對于流體壓強問題，要明確被研究的物體，物體的哪兩個側面流體流速不同，判斷兩個側面的壓強情況，判斷物體在壓強差作用下的運動情況；
（3）此題考查了探究二力平衡實驗中選擇實驗器材需要注意問題．