PAGE專(zhuān)題二十五科技活動(dòng)中的物理問(wèn)題一、科技活動(dòng)的意義學(xué)生利用星期六、星期天，或者寒暑假組成科技小組開(kāi)展多種多樣的研究活動(dòng)，能夠利用學(xué)到的物理知識(shí)去分析問(wèn)題、研究問(wèn)題，還能通過(guò)活動(dòng)深入車(chē)間、廠礦、碼頭、科技館等參觀最新科技發(fā)展成果，豐富認(rèn)知水平，對(duì)未來(lái)知識(shí)的構(gòu)建會(huì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)活動(dòng)主要圍繞物理問(wèn)題去探究學(xué)習(xí)，這樣對(duì)解決中考問(wèn)題也起到良好的作用。二、科技活動(dòng)中的物理問(wèn)題及其解析【例題1】科技館內(nèi)有一個(gè)“靜電球”，當(dāng)人觸摸“靜電球”時(shí)，頭發(fā)絲便會(huì)一根根豎起，形成“怒發(fā)沖冠”的景象，如圖所示，這是由于頭發(fā)絲帶（選填“同種”或“異種”）電荷而互相的結(jié)果。答案：同種；排斥?！纠}2】小華同學(xué)在科技館觀摩自行車(chē)走鋼絲表演后回家做了一個(gè)模型，如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）A．自行車(chē)的重力與鋼絲對(duì)自行車(chē)的支持力是一對(duì)平衡力B．自行車(chē)和所掛物體總重力與鋼絲對(duì)自行車(chē)的支持力是一對(duì)平衡力C．自行車(chē)對(duì)鋼絲的壓力與鋼絲對(duì)自行車(chē)的支持力是一對(duì)平衡力D．自行車(chē)對(duì)繩的拉力與鉤碼的重力是一對(duì)平衡力答案：B解析：平衡力指作用在同一個(gè)物體上的兩個(gè)力，大小相等、方向相反、作用在同一直線上，由此分析解答。【例題3】物理興趣小組的同學(xué)利用周末開(kāi)展一次登山活動(dòng)，他們想利用隨身攜帶的注射器、彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)線、刻度尺等相關(guān)用品測(cè)量山頂?shù)拇髿鈮?。測(cè)量方案如下：A．把注射器的活塞推至注射器針筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器小孔；B．如圖甲所示，用細(xì)線拴住注射器活塞頸部，使線的一端與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動(dòng)針筒，當(dāng)活塞剛開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F；C．讀出注射器針筒上有刻度部分的容積V；D．用刻度尺測(cè)出注射器針筒上有刻度部分的長(zhǎng)度L。請(qǐng)根據(jù)他們?cè)O(shè)計(jì)的方案回答以下問(wèn)題：（1）測(cè)量中，分析研究的是大氣對(duì)（選填“針筒”或“活塞”）的壓力，當(dāng)活塞相對(duì)于針筒開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)，以地面為參照物，研究對(duì)象處于狀態(tài)。若不考慮其它因素，根據(jù)的知識(shí)可知，研究對(duì)象在水平方向所受的大氣壓力與拉力大小相等。（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)同學(xué)們發(fā)現(xiàn)注射器頂端裝針頭處空氣無(wú)法排盡，這將會(huì)使測(cè)量結(jié)果（選填“偏大”、“不變”或“偏小”）。同學(xué)們聯(lián)想到去醫(yī)院打針的情景，可采取簡(jiǎn)單的辦法將注射器內(nèi)空氣排盡。你的方法是。（3）測(cè)量前，有同學(xué)建議在活塞周闈涂抹潤(rùn)滑油，然后將其插入針筒中，這樣做有兩個(gè)好處：一是活塞的密封性好；二是可以。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中他們讓彈簧測(cè)力計(jì)和注射器保持在水平方向，可以減小對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，從而提高實(shí)驗(yàn)的精確程度。（4）若同學(xué)們用圖乙中B注射器在測(cè)量時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)被拉到5N，活塞仍沒(méi)有滑動(dòng)?？筛挠脠D乙中的（選填“A”或“C”）注射器。用測(cè)量步驟中的V、L和F表示大氣壓的值，則p=。答案：（1）活塞；運(yùn)動(dòng)；二力平衡；（2）偏?。粚⒆⑸淦鲀?nèi)抽滿水，端口向上推動(dòng)活塞排水，使得頂端保留水，再封口；（3）減小摩擦；活塞自身重力；（4）C；。解析：明確實(shí)驗(yàn)的原理，分析出研究對(duì)象。研究物體的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，首先要選取一個(gè)物體作為標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)被選作標(biāo)準(zhǔn)的物體叫做參照物。研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)情況是怎樣的，就看它與參照物的相對(duì)位置是否變化。當(dāng)注射器中的活塞開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)，二力平衡可通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出大氣壓力，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)與所受的大氣壓力相等；注射器頂端裝針頭處空氣無(wú)法排盡，里面氣體有一定的壓強(qiáng)，會(huì)造成拉力F偏小，在面積S不變時(shí)，所測(cè)量的大氣壓值會(huì)偏??；將注射器裝滿水，排出里面的氣體。涂抹凡士林的好處：一是減小摩擦，二是密封性好；當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)和注射器筒不在水平方向時(shí)，活塞的重力會(huì)影響測(cè)得的拉力，從而影響測(cè)得的大氣壓；壓力的大小跟活塞的作用面積有關(guān)，在大氣壓強(qiáng)一定時(shí)，面積越小，壓力會(huì)越小，所以應(yīng)選擇較小的注射器；（3）涂抹凡士林的好處：一是減小摩擦，二是活塞的密封性好。當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)和注射器筒不在水平方向時(shí)，由于活塞受重力的作用，使得測(cè)力計(jì)的拉力不等于大氣壓力，從而影響測(cè)得的大氣壓，所以讓彈簧測(cè)力計(jì)和注射器筒保持在水平方向，目的是為了減小活塞自身重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，從而提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確程度。（4）因?yàn)榇髿獾膲簭?qiáng)是一定的，根據(jù)公式F=pS，受力面積越小，壓力也會(huì)越小，所以當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)量程不夠時(shí)，可換用小量程注射器，故選C；活塞的面積S=，將測(cè)量結(jié)果代入壓強(qiáng)公式得：p===?！纠}4】某物理興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)壓力報(bào)警裝置，工作原理如圖所示。ABO為一水平杠桿，OA長(zhǎng)120cm，O為支點(diǎn)，AB：OB=5：1；已知報(bào)警器R0的阻值恒為10Ω，壓力傳感器R固定放置，R的阻值隨所受壓力F變化的關(guān)系如表所示。閉合開(kāi)關(guān)S，水平踏板空載時(shí)，電壓表的示數(shù)為2V；當(dāng)水平踏板所受壓力增大，電壓表示數(shù)達(dá)到5V時(shí)，報(bào)警器R0開(kāi)始發(fā)出報(bào)警信號(hào)。踏板、壓桿和杠桿的質(zhì)量均忽略不計(jì)。求：F/N051015202530…R/Ω45342418141210…（1）電源電壓為多少？（2）當(dāng)報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警時(shí)，踏板設(shè)定的最大壓力值為多少？（3）若電源電壓變?yōu)?4V，為保證報(bào)警器仍在踏板原設(shè)定的最大壓力值時(shí)報(bào)警，應(yīng)在杠桿上水平調(diào)節(jié)踏板觸點(diǎn)B的位置。試計(jì)算說(shuō)明觸點(diǎn)B應(yīng)向哪個(gè)方向移動(dòng)多少厘米？答案：（1）電源電壓為11V；（2）當(dāng)報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警時(shí)，踏板設(shè)定的最大壓力值為150N；（3）若電源電壓變?yōu)?4V，為保證報(bào)警器仍在踏板原設(shè)定的最大壓力值時(shí)報(bào)警，應(yīng)在杠桿上水平調(diào)節(jié)踏板觸點(diǎn)B的位置，觸點(diǎn)B應(yīng)該向左移動(dòng)8cm。此時(shí)電路中的電流：I===0.2A，電源電壓為：U=I（R+R0）=0.2A×（10Ω+45Ω）=11V；（2）報(bào)警器R0開(kāi)始發(fā)出報(bào)警信號(hào)時(shí)，其電壓為U0′=5V，此時(shí)電路中的電流：I′===0.5A，傳感器兩端的電壓：U傳=U﹣U0′=11V﹣5V=6V，此時(shí)傳感器的阻值：R′===12Ω，由圖象可知，當(dāng)傳感器的阻值為12Ω時(shí)，對(duì)應(yīng)的壓力F壓=25N，由題知，ABO為一水平杠桿，O為支點(diǎn)，AB：OB=5：1，則OB=OA=×120cm=20cm，根據(jù)杠桿平衡條件可得：F壓×OA=F踏×OB，即25N×6=F踏×1，解得F踏=150N，即踏板設(shè)定的最大壓力值為150N；（3）若電源電壓增大變?yōu)?4V時(shí)，R0兩端分得的電壓增大，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知，應(yīng)增大壓敏電解得OB′=0.12m=12cm；移動(dòng)的距離：s=OB﹣OB′=20cm﹣12cm=8cm，故觸點(diǎn)B應(yīng)該向左移動(dòng)8cm?！纠}6】下面是兩則科技新聞：①“天眼一FAST”第一次發(fā)現(xiàn)了一顆距地球4000光年的毫秒脈沖星；②我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，鋰電池單體能量密度已達(dá)230W?h