青岛初中物理--演绎式探究专题训练(设计实验).doc

演绎式探究专项练习1、物理概念建模测量洪水的流量大小时，常用体积流量来表示，体积流量的定义为液体每秒流过某一横截面的体积，若用QV表示体积流量，则体积流量的公式为QVVt，其国际单位为m3s。在测量液体的质量时，我们也常用质量流量Qm来表示.（1）请你写出质量流量的定义、公式和国际单位定义： 公式： 国际单位： （2） 已知含有泥沙的洪水密度为，河水流速为v，河水横截面积为S，则河水的洪水流量为QV = ；质量流量为Qm = 2、微元建模水管中的水流有大有小，在相同的时间内，从水管中流出的水越多，水流就越大。同样，导体中的电流也有大小，单位时间内通过导体横截面的电荷量叫做电流强度，简称电流。物理学中用Q表示电荷量，t表示通电时间，则电流I的公式为 .如果导体中的电流为2安，那么10秒内通过导体横截面的电荷量是 库.晓丽同学在掌握了上面知识后，经查阅资料，知道：通过导体单位截面积的电流称为电流密度，用J来表示。那么电流密度J的大小与什么因素有关呢？她将该问题进行了简化：(1)电子沿着截面积为S的金属导体运动(2)这些电子均以漂移速度v运动若流过金属导体单位体积的电子数为n，每个电子所带的电荷为e，导体的横截面积为S，晓丽推导出了导体中电流密度J的数学表达式。过程如下：A.在时间t内，通过导体某一截面的电子总数N=_B.在时间t内，通过圆柱体底面的电荷Q=_C.在时间t内，通过圆柱体的电流为I=_D.电流密度J=_中考回顾：tvT0v1 （07中考）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 =Rv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、半径为R的小球在密度为0、粘滞系数为的液体中由静止自由下落时的v-t图像如图所示，请推导出速度vT的数学表达式：vT = 2 （07中考）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。OROaOORlOOA B C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=m1 r12+m2 r22+mn rn2 。（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，则它对这个轴的转动惯量是 。（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等份，每一等份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 kgm2。3 （08中考）晓丽想要探究“气体分子对器壁的压强规律”，她首先做了如下实验：如图，将托盘天平的左盘倒扣在支架上，调节天平平衡后，将一袋绿豆源源不断地从同一高处撒到左盘上，发现天平指针偏转并保持一定角度，说明左盘受到一个持续的压力。容器中气体分子碰撞器壁的现象与上述实验现象十分相似。可见，容器中大量气体分子不断碰撞器壁时也会对器壁产生一个持续的压力，而 面积上所受的压力就是气体分子对器壁的压强。tS（1）上述过程中运用的科学方法主要有 法。（2）气体分子对器壁的压强与哪些因素有关呢？晓丽对该问题进行了如下简化：a容器为长方体；b容器中的气体分子不发生相互碰撞；c容器中气体分子分为6等份，每一等份中所有气体分子均与器壁的一个内表面垂直碰撞； d所有气体分子的速度均等于它们的平均速度v；e所有气体分子与器壁的碰撞均为完全弹性碰撞（详见中“c”）。已知每个气体分子的质量为m，单位体积中的气体分子数为n0。晓丽推导出了气体分子压强的数学表达式。她的推导过程如下：（请将推导过程填写完整）a单位体积中垂直碰撞到任一器壁的气体分子数n = ；bt时间内垂直碰撞到某一器壁S面积上的平均分子数N = ；c由于是完全弹性碰撞，因此S面积上所受的平均压力F与t的乘积为：F t = N 2mv；d气体分子对器壁的压强公式为：p = 。rqAE4、09年中考题现在，叶子和小雨要研究有关电场强弱的问题：QRPl E1E1xxO（1）电场强度：我们知道，磁体周围存在磁场；同样，带电体周围存在电场。我们用电场强度E表示电场的强弱。在电场中各点E的大小一般是不同的，E越大，表示该点电场越强。不同点E的方向也一般不同。如图所示，若一个小球带的电量为q，则与其距离为r的A点处的电场强度大小为E=k（k为常数），这说明距离带电体越远，电场越 。A点处E的方向如图中箭头所示。（2）环形带电体的电场强度：如图所示，有一个带电均匀的圆环，已知圆环的半径为R，所带的总电量为Q。过圆环中心O点作一垂直于圆环平面的直线，那么在此直线上与环心相距为x的P点处的电场强度EP的表达式是怎样的呢？小雨首先把圆环均匀分割为许多等份，每一等份的圆弧长度为l，则每一等份的电量为 ；每一等份可以看作一个带电小球，则每一等份在P点所产生的电场强度的大小为E1= ；E1沿着OP方向的分量E1x=E1cosE1PE1x = 。EP的大小等于圆环上所有等份的E1x大小之和，即EP= 。5、物体从高空下落会受到空气的阻力。一般情况下，半径为r的小球以速度v运动时，所受的阻力可用公式f=kvr2表示，其中k为常数。物体在空气中下落过程中，速度越大，受到的阻力越 。试分析计算：质量为m、半径为r的小球自空中下落过程中速度的最大值。tvT0v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 =Rv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、半径为R的小球在密度为0、粘滞系数为的液体中由静止自由下落时的v-t图像如图所示，请推导出速度vT的数学表达式：vT = 6演绎式探究： 物体从高空下落会受到空气的阻力。一般情况下，半径为r的小球以速度v运动时，所受的阻力可用公式f=kvr2表示，其中k为常数。物体在空气中下落过程中，速度越大，受到的阻力越 。试分析计算：质量为m、半径为r的小球自空中下落过程中速度的最大值。7水管中的水流有大有小，在相同的时间内，从水管中流出的水越多，水流就越大。导体中的电流也有大小，电流是由电荷的定向移动形成的，在一定时间内，通过导体某一横截面的电荷越多，即电荷量越多，电流就越大。物理上电流的大小用电流强度(简称电流)表示，你能否类比你所学的类似知识，给电流强度下个定义，电流强度等于 。国际上通常用字母I表示电流，如果用Q表示通过导体横截面的电荷量，t表示通电时间，那么电流I与电荷量Q以及时间t三者的关系可以用数学表达式 表示，如果上式中Q的单位用库，时间t的单位用秒，电流I的单位就是安培。用你写出的公式计算：如果10秒内通过导体横截面的电量是20库，那么导体中的电流为 安。若加在导体两端的电压为15伏时，通过导体横截面的电量是20库，那么导体消耗的电能为 焦，使用的公式是 。（2）电工学中常用“电导”这个物理量表示导体的导电能力。“电导”的表示符号为“G”，它实质上是电阻R的倒数，即G=1/R。现有甲、乙两个电导G1和G2，当它们并联时总电导G并= ；当它们串联时总电导G串= 8、小丽在探究“质量为m硬币起飞”的条件。（1）她查阅资料得知：在地面附近同一高度或高度差不显著的情况下，空气流速v与压强p的关系可表示为：v2p = C 式中C是常量，表示空气密度。根据上述关系式可知：空气流速越大，压强；空气流速越小，压强。常量C表示空气流速为0时的。v（2）设计实验：如图所示，在水平桌面上放置一个硬币并沿箭头所示方向吹气，气流通过硬币上部，由于硬币下面没有气流通过，从而产生压力差，给硬币一个向上的动力，这个压力差刚好等于硬币重力时，硬币刚好“飞起”。根据上述流速与压强的关系式可知，硬币下方空气压强p下=。刚好将硬币吹起时，硬币上、下表面的压力差F = 。她采用图所示的方法测定硬币表面面积。测得硬币的直径D =cm.可算出硬币上（或下）表面面积S =cm 2。（3）请导出刚好将硬币吹起时吹气速度v的表达式（用、S、G表示）。设计实验：