Question

【題目】如圖甲所示，在水平桌面上放置一個硬幣并沿箭頭所示方向吹氣，發(fā)現(xiàn)有幾次“硬幣起飛”了.

（1）小明思考產生這一現(xiàn)象的原因：通過硬幣上部空氣流速大，壓強________；由于硬幣下面沒有氣流通過，從而產生壓力差，給硬幣一個向上的動力．“硬幣起飛”的條件是什么呢？________

（2）查尋規(guī)律：在地面附近同一高度或高度差不顯著的情況下，空氣流速v與壓強p的關系可表示為1/2ρv2+p=C 式中C是常量，ρ表示空氣密度．本研究需要知道硬幣的質量m（或重力G）和硬幣上（或下）表面面積S．

①小明同學用如圖乙所示的方法測定硬幣上（或下）表面面積．測得硬幣的直徑D=________cm．

②先利用天平稱出多個硬幣的總質量，然后計算出單個硬幣的質量．（1）（2）兩次實驗中用了同一種方法測物理量，這樣做的目的是________．

③請導出剛好將硬幣吹起時吹氣速度v的表達式________（用ρ、S、m表示）．

Answer 1

【答案】小 當向上的升力大于硬幣的重力時硬幣會起飛 1.85 測多算少，減小實驗誤差 V=

【解析】

對著硬幣上方吹氣時，使硬幣上方的空氣流速變大，壓強變��；而硬幣下面沒有氣流通過，因此產生一個向上的壓力差，硬幣獲得一個向上的升力，當向上的升力大于硬幣的重力時硬幣會起飛；

(2)由圖知，刻度尺的分度值是1mm，左端硬幣的中心與刻度尺的零刻度線對齊，

最右端的硬幣中心所對應的刻度是7.40cm,則硬幣的直徑D==1.85cm；

(3)先利用天平稱出多個硬幣的總質量，然后計算出單個硬幣的質量，這樣做的目的是：測多算少，減小實驗誤差；

(4)剛好吹起硬幣時可看作硬幣受到平衡力的作用，即△F=G=mg.

此時硬幣上方的壓強為：P上=Cρv2；

硬幣下方的壓強為：P下=C(空氣流速為0)；

那么硬幣上下方的壓強差為：P下P上=△P=ρv2；

因為△F=△pS

所以ρv2S=mg，

則剛好將硬幣吹起時吹氣速度V=；