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    美丽的太阳岛是人们休闲度假的好地方,人们可以在松花江中尽情畅游.当人从深水走向浅水时,脚会被小石子硌得越来越疼.有风的天气时,游泳后回到岸上,人会冷得打颤.请对上述情景做出正确的解释.
    本题信息:2005年黑龙江物理问答题难度较难 来源:未知
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本试题 “美丽的太阳岛是人们休闲度假的好地方,人们可以在松花江中尽情畅游.当人从深水走向浅水时,脚会被小石子硌得越来越疼.有风的天气时,游泳后回到岸上,人会...” 主要考查您对

蒸发及影响蒸发快慢的因素

浮力及阿基米德原理

力作用的相互性

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  • 蒸发及影响蒸发快慢的因素
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定义:
物理学上,把只在“液体”表面发生的汽化现象叫做蒸发,蒸发在任何温度下都能发生,液体蒸发时需要吸热。动能较大的液体分子能摆脱其他液体分子吸引,溢出液面。故温度越高,蒸发越快,此外表面积加大、通风好也有利蒸发。蒸发过程的汽化热叫蒸发热,与温度有关。蒸发的逆过程是液化,即气相转变为液相。

条件:
在任何温度下都可以发生

生活举例:
电风扇吹流汗的人;电熨斗熨烫衣物;摊开晾晒物品;吹风机吹干头发
蒸发的特点:蒸发只能发生在物体表面;蒸发过程吸收热量 

影响蒸发快慢的因素:
(1)温度高低温度越高,蒸发越快。无论在什么温度下,液体中总有一些速度很大的分子能够飞出液面而成为气体分子,因此液体在任何温度下都能蒸发。如果液体的温度升高,分子的平均动能增大,从液面飞出去的分子数目就会增多,所以液体的温度越高,蒸发得就越快。如晾衣服时,要晾在有阳光的地方。
(2)液体表面积大小如果液体表面积增大,处于液体表面附近的分子数目增加,因而在相同的时间里,从液面飞出的分子数就增多,所以液面面积增大,蒸发就加快。如晒粮食时,要把粮食摊开。
(3)空气流速当从液体飞入空气里的分子和空气分子或其他气体分子发生碰撞时,有可能被碰回到液体中来。如果液面上方空气流动快,通风好,分子重新返回液体中的机会就小,蒸发就快,晾晒衣服时除有阳光、展开衣服外,还要选有风的地方。

作用:
     蒸发吸热(吸外界或自身的热量),具有制冷作用。 利用蒸发吸热可以使周围变冷,从而达到致冷的目的。夏天往院子里洒水可以使周围充满凉意;从游泳池出来感觉很冷;有的冰箱也是利用这一特点工作的。

蒸发与沸腾的异同:
蒸发 沸腾
不同点 只在液体表面发生的汽化现象 在液体表面和内部同时发生的汽化现象
在任何温度下进行 在一定温度下进行
缓慢汽化 剧烈汽化
温度降低  温度保持不变
相同点 (1)都是汽化现象(2)都要吸收热量。 (3)都使液体变为气体

控制变量法研究液体的蒸发:
   控制变量思想:分别控制液体的温度、表面积及液面上空气的流动速度,研究影响蒸发快慢的因素,最后得出结论。

【探究名称】影响液体蒸发快慢的因素
【提出问题】液体蒸发快慢跟哪些因素有关?
【猜想与假设】通过观察图和联系生活实际进行猜想。

猜想一:液体蒸发快慢可能跟液体____的高低、液体____的大小和液体表面空气流动快慢有关。
猜想二:相同条件下,将水和酒精同时擦在手臂上,酒精更容易干,猜想液体蒸发快慢可能还与______有关。
【设计与进行实验】小明同学对其中的一个猜想进行了如下实验:如图所示,在两块相同的玻璃板上,分别滴一滴质量相等的酒精,通过观察图中情景可知,他探究的是酒精蒸发快慢与____是否有关。此实验过程中需控
制酒精的__和其表面上方空气流动速度相同。

【交流与评估】我们知道液体蒸发时要吸热,请你举一个应用蒸发吸热的事例:_____________
解析将衣服放在阳光下,能提高衣服内水的温度,温度高,水蒸发快;摊开衣服是增大了湿衣服的表面积,表面积越大,水蒸发越快;通风处的湿衣服干得快,说明加快液体表面空气的流动速度,能加快水的蒸发;酒精比水更容易干,说明酒精蒸发比水快。由此可知,影响液体蒸发快慢的因素除与液体本身有关外,还与其表面积大小、温度高低及表面空气的流动速度有关。在探究液体蒸发快慢与某一个因素的关系时,应采用控制变量的方法,从题中图示可看出,两滴酒精的质量相等,表面积不同,故图示情况是研究蒸发快慢与液体的表面积大小的关系。应控制酒精表面的空气流动速度和温度相同。液体蒸发要吸收热量如给发烧病人身上擦酒精,夏天在教室地面上洒水等均是利刖了蒸发吸热。
答案【猜想与假设】
猜想一:温度;表面积
猜想二:物质
【设计与进行实验】液体的表面积;温度
【交流与评估】夏天在地上洒水来降温
浮力:
(1)定义:浸在液体中的物体受到向上托的力叫做浮力。
(2)施力物体与受力物体:浮力的施力物体是液体 (或气体),受力物体是浸入液体(或气体)中的物体。
(3)方向:浮力的方向总是竖直向上的。
阿基米德原理:
(1)原理内容:浸在液体里的物体受到液体竖直向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
(2)公式:,式中ρ表示液体的密度,V是被物体排开的液体的体积,g取9.8N/kg。
浮力大小跟哪些因素:
有关浸在液体中的物体受到浮力的大小,跟物体浸入液体中的体积有关,跟液体的密度有关,跟物体浸入液体中的深度无关。跟物体本身密度大小无关。
阿基米德原理的五点透析:
(1)原理中所说的“浸在液体里的物体”包含两种状态:一是物体的全部体积都浸入液体里,即物体浸没在液体里;二是物体的一部分体积浸入液体里,另一部分露在液面以上。

(2)G指被物体排开的液体所受的重力,F= G表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开的液体的重力。

(3)V是表示被物体排开的液体的体积,当物体全部浸没在液体里时,V=V;当物体只有一部分浸入液体里时,则V<V

(4)由可以看出,浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关,而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、液体的多少等因素无关。

(5)阿基米德原理也适用于气体,但公式中ρ应该为ρ

控制变量法探究影响浮力大小的因素:
     探究浮力的大小跟哪些因素有关时,用“控制变量法”的思想去分析和设计,具体采用“称量法”来进行探究,既能从弹簧测力计示数的变化中体验浮力,同时,还能准确地测出浮力的大小。
例1小明在生活中发现木块总浮在水面,铁块却沉入水底,因此他提出两个问题:
问题1:浸入水中的铁块是否受到浮力?
问题2:浮力大小与哪些因素有关?
为此他做了进一步的猜想,设计并完成了如图所示实验,
(1)(b)、(c)图中弹簧测力计示数均小于(a)图中弹簧测力计示数,说明浸入水中的铁块__(选填 “受到”或“不受到”)浮力;
(2)做___(选填字母)两次实验,是为了探究铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关;
(3)做(d)、(e)两次实验,是为了探究浮力大小与 __的关系。

解析(1)物体在水中时受到水向上托的力,因此示数会变小。
(2)研究浮力与深度的关系时,应保持V和ρ不变,改变深度。
(3)在V不变时,改变ρ,发现浮力大小改变,说明浮力大小与ρ有关。
答案(1)受到(2)(c)、(d)(3)液体密度

公式法求浮力:
     公式法也称原理法,根据阿基米德原理,浸入液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力(表达式为:F=GgV)。此方法适用于所有浮力的计算。
例1一个重6N的实心物体,用手拿着使它刚好浸没在水中,此时物体排开的水重是10N,则该物体受到的浮力大小为____N。
解析由阿基米德原理可知,F=G=10N。
答案10

实验法探究阿基米德原理:
     探究阿基米德原理的实验,就是探究“浮力大小等于什么”的实验,结论是浮力的大小等于物体排开液体所受的重力。实验时,用重力差法求出物体所受浮力大小,用弹簧测力计测出排开液体重力的大小,最后把浮力与排开液体的重力相比较。实验过程中注意溢水杯中的液体达到溢口,以保证物体排开的液体全部流入小桶。
例1在探究“浮力大小等于什么”的实验中,小明同学的一次操作过程如图所示。

 (1)测出铁块所受到的重力G铁;
(2)将水倒入溢水杯中;
(3)把铁块浸入溢水杯中,读出弹簧测力计示数F;
(4)测出小桶和被排开水的总重力G;
(5)记录分析数据,归纳总结实验结论,整理器材。
分析评估小明的实验,指出存在的问题并改正。
解析:在探究“浮力大小等于什么”的实验中,探究的结论是浮力的大小等于物体排开的液体所受到的重力,所以实验时,需要用弹簧测力计测出铁块受到的浮力和它排开水的重力进行比较得出结论,因此实验过程中需要测空小桶的重力G,并且将溢水杯中的水加至溢水口处。
答案:存在的问题:
(1)没有测空小桶的重力 (2)溢水杯的水量不足
改正:(1)测空小桶的重力G(2)将溢水杯中的水加至溢水口处
浮力知识梳理:

曹冲称象中的浮力知识:
   例曹冲利用浮力知识,巧妙地测出了大象的体重。请你写出他运用的与浮力有关的知识_____、 ____,另外,他所用到的科学研究方法是:_____和______.
  
   解析:曹冲称象的过程是首先把大象放在船上,在水面处的船舷上刻一条线,然后把大象牵上岸。再往船上放入石块,直到船下沉到船舷上的线再次与水面相平时为止,称出此时船上石头的质量即为大象的质量。两次船舷上的线与水面相平,根据阿基米德原理可知,为了让两次船排开水的体积相同,进而让两次的浮力相同,再根据浮沉条件,漂浮时重力等于浮力可知:船重+大象重=船重+石头重,用多块石头的质量替代了不可拆分的大象的质量,这是等效替代法在浮力中的一个典型应用。
 
   答案:浮沉条件  阿基米德原理  等效替代法化整为零法
力作用的相互性的概念:
力的作用是相互的一个物体对另一个物体施加作用力的同时,这个物体也同时受到来自对方的作用力。也就是说,物体问力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体。 [如图(a),(b)]


作用力反作用力的概念:

物体间力的作用是相互的,相互作用的两个力互为作用力和反作用力。
正确理解力的相互性:
相互作用的两个力主要有以下四点:
1. 力是物体埘物体的作用;
2. 物体间力的作用是相互的,施力物体与受力物体同时存在;
3. 一个物体对另一个物体施加力的作用有两种方式,一种是由物体直接(接触)作用,另一种是物体之间的间接(不接触)作用;
4. 物体间力的作用是同时产生、同时消失的,没有先后之分。

作用力和反作用力具有以下特点:
1.大小相等、方向相反、在同一直线上,但作用在两个物体上。
2.同时产生,同时消失,同时增大,同时减小。
3.性质相同,如小孩推墙时,对墙的作用力为弹力,则墙对小孩的反作用力也一定是弹力,绝不会是其他性质的力。
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