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初中三年级物理

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    同学小李为了观看世博会,在五一假期坐火车到上海旅游。下面是同学小李从许昌去上海所坐火车的车次。

    (1)同学小李由许昌乘上1956车次后到郑州的平均速度是多少km/h?
    (2)同学小李在郑州换乘上D88/D85车次后由郑州到上海的平均速度是多少km/h?
    (3)同学小李从许昌乘上1956车次到郑州,下车换乘D88/D 85车次再从郑州到上海,全过程的平均速度是多少km/h?
    (4)我国铁路经过多次提速,专家指出,时速200km/h的列车经过时,在铁路边的风速将大于14m/s,铁路边的行人稍有不慎就有可能被吸进轨道。请你分析说明行人为什么会被“吸”进轨道?
    本题信息:2010年模拟题物理计算题难度较难 来源:牛青丹
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本试题 “同学小李为了观看世博会,在五一假期坐火车到上海旅游。下面是同学小李从许昌去上海所坐火车的车次。(1)同学小李由许昌乘上1956车次后到郑州的平均速度是多...” 主要考查您对

流体压强和流速的关系

平均速度的计算

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 流体压强和流速的关系
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定义:
流体:物理学中把没有一定形状、且很容易流动的液体和气体统称为流体。如:空气、水;

流体压强与流速的关系:
气体流速大的位置压强小;流速小的位置压强大。液体也是流体。它与气体一样,流速大的位置压强小;流速小的位置压强大。轮船的行驶不能靠得太近就是这个原因。
总之,对于流体来说,流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大。

生活中跟流体的压强相关的现象:
(1)窗外有风吹过,窗帘向窗外飘;
(2)汽车开过后,路面上方尘土飞扬;
(3)踢足球时的“香蕉球”;
(4)打乒乓球时发出的“旋转球”等。


生活中与流体压强相关问题的解答方法:
    在实际生活和生产中有许多利用流体压强跟流速的关系来工作的装置和现象,如飞机的机翼形状、家用煤气灶灶头工作原理、小汽车外形的设计等。利用这些知识还可以解释许多常见现象,如为什么两艘船不能并排行驶、列车站台上要设置安全线等。
    方法指南(1)首先要弄清哪部分流速快,哪部分流速慢;
(2)流速快处压强小,压力也小,流速慢处压强大,压力也大;
(3)流体受压力差作用而产生各种表现形式和现象。
例1如图是非洲草原犬鼠洞穴的横截面示意图,犬鼠的洞穴有两个出口,一个是平的,而另一个则是隆起的土堆,生物学家不是很清楚其中的原因,他们猜想:草原犬鼠把其中一个洞的洞口堆成了包状,是为了建一处视野开阔的嘹望台,但是如果这一假设成立的话,它又为什么不在两个洞口都堆上土包呢?那样不是有两个嘹望台了吗?实际上两个洞口形状不同,决定了洞穴空气的流动方向。吹过平坦表面的空气运动速度小,压强大;吹过隆起表面的空气流速大,压强小。因此,地面上的风吹进了犬鼠的洞穴,给犬鼠带来了阵阵凉风。

请回答下列问题:
(1)在图上标出洞穴中的空气流动的方向。
(2)试着运用上文提到的物理知识说明,乘客为什么必须站在安全线以外的位置候车?
解析:本题结合草原犬鼠奇妙的洞穴结构考查了流体压强与流速的关系。草原犬鼠的一个洞口很平坦,而另一个洞口处有凸起的土堆,这样当空气流经两个洞口时,洞口表面处空气的流速会不同,所以洞口处的气体压强会不同,洞内的空气就会从气压大的一端流向气压小的一端,给犬鼠带来了阵阵凉风。
答案:(1)如图所示 (2)运行的火车周围的空气速度大,压强小,乘客靠近运行的火车容易发生事故,所以必须站在安全线以外。


 科学解释足球中的“香蕉球”是怎么回事:
    如果你经常观看足球比赛的话,一定见过罚前场直接任意球。这时候,通常是防守方五六个球员在球门前组成一道“人墙”,挡住进球路线。进攻方的主罚队员起脚一记劲射,球绕过了“人墙”,眼看要偏离球门飞出,却又沿弧线拐过弯来直入球门,让守门员措手不及,眼睁睁地看着球进了大门。这就是颇为神奇的“香蕉球”。看到那潇洒多变的“香蕉球”,你有没有想过是怎么回事呢?
   
    流体(液体或气体)中的旋转圆柱体或球体相对于流体运动时,会在旋转体上产生一个侧向力。足球在气流中运动时,如果其旋转的方向与气流同向,则会在球体的一侧产生低压,而球体的另一侧则会产生高压,这就是为什么会产生香蕉球的原因。当足球旋转时,除了可以改变球体周围的气流,球的运动轨迹也会相应发生改变。而且足球不仅可以侧旋,触球部位的不同,还可以产生不同的旋转,从而使足球上飘和下沉。这样就达到了迷惑防守方的目的。任何一次成功的任意球中,必不可少的一项技术就是使球按照自己的控制产生旋转。不知道你注意到没有,罚“香蕉球”的时候,运动员并不是踢中足球的中心,而是稍稍偏向一侧,同时用脚背摩擦足球,使球在空气中前进的同时还不断地旋转。同时,一方面空气迎着球向后流动,另一方面,由于空气与球之间的摩擦,球周围的空气又会被带着一起旋转。这样,球一侧空气的流动速度加快,而另一侧空气的流动速度减慢。物理知识告诉我们:气体的流速越大,压强越小。由于足球两侧空气的流动速度不一样,它们对足球所产生的压强也不一样,于是,足球在空气压力的作用下,被迫向空气流速大的一侧转弯了。

 


定义:平均速度来描述物体运动的快慢。它表示的是物体在某一段路程内(或某一段时间内)运动的快慢程度。
公式:表示平均速度,用s表示路程,用t表示时间,平均速度的公式为:=

巧测平均速度:
    测量物体的平均速度,需要测出物体通过的路程s和所用的时间t。路程s用刻度尺测量,时间t用计时的停表、手表等测量,再根据速度公式v=计算出平均速度。但有时可以巧妙的借助于其他已知的距离作参照,而不必用刻度尺去测量路程。

1.测骑自行车的平均速度方法:
     利用学校操场上跑道的长度来测量。学校操场上的跑道长是已知的,如400m的跑道。用手表测出自己慢速、中速、快速骑自行车时通过.400m跑道所用的时间,则可计算出慢速、中速、快速骑自行车时的平均速度。

2.估测汽车的平均速度方法:
     利用路边的里程碑来测量。公路边上都设置有里程碑,它是公路长度的标记。从某一里程碑,如10km处开始计时,当汽车通过 40km的里程碑时结束计时,则汽车通过的路程s: 40km—10km=30km。再根据汽车通过这段路程所用的时间,即可计算出汽车的平均速度。

3.估测火车的平均速度方法:
    利用火车经过铁轨接口时发出的撞击声来测量。我同的铁轨每根长为12.5m。乘火车时总能听到有节奏的“嘎嘎”声。这是火车经过铁轨接口时发出的撞击声。用手表测量时间,从听到某组“嘎嘎”声开始计时,并同时从零开始数“嘎嘎”声:0、l、2、3……如存 1min内数得火车发出80组“嘎嘎”声,则火车住1min内通过的路程s=12.5×80m=1000m。根据路程和时间即可计算出火车在这1min内的平均速度v= 60km/h。

生活中测量速度的方法:
我们可以通过测量物体运动所经过的路程的长度,时间,然后应用公式计算物体运动的速度。
如借助光电计时器(如图)测量小车通过一段距离的时间,从而计算出小车的运动速度。

我们还可以用速度仪等仪器(如图)直接测量物体运动的速度。


对平均速度的理解:
①平均速度用来粗略地描述做变速运动的物体的平均快慢程度,知道了一个做变速运动的物体的平均速度,就大体上知道了它运动的快慢,但不能精确地知道它的运动情况,即不知它何时加速,何时减速,何时中途停留。也不能准确说明物体每时每刻的位置。
②计算平均速度时,必须指明是哪一段路程上或哪一段时间内的平均速度。因为不同路程上或不同时间内的平均速度通常情况下是不同的。
⑧平均速度不是速度的算术平均值,全程的平均速度也不是各段平均速度的算术平均值,应该根据公式用总路程除以总时间去求得。

利用列车的运行时刻表计算平均速度:
     计算做变速运动的物体在某段路程中的平均速度时,一定要用运动物体总共所用的时间,包括静止时所占用的时问。

例2010年4月,福厦高速铁路的开通促进了海两的建设和发展。福州到厦门铁路全程约276km,下表为列车运行时刻表。问:
(1)D6215动车组从福州直达厦门的运行时间是多少?其平均速度是多少?
(2)动车组刹车后还要继续向前滑行一段距离,其原因是什么

解析:(1)

(2)见答案

答案:(1)1.5h   184km/h (2)动车组由于具有惯性,所以它在刹车后还要继续向前滑行一段距离才会停下来。


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