内容正文:
界气温降低时,液体的密度变大,由F浮=ρ液gV可知,小
例3(1)虚凸会聚(2)减少了水的蒸发(3)见试题
球所受浮力会变大,悬浮小球会上浮,最终会漂浮在水面
精析图(4)B(5)1.80.210(6)见试题精析图
上,所以此时[图(b)中]液体温度低于19℃;图(b)中小
(7)20(8)小
球c沉底,由浮沉条件可知P球>p2液,则当c球悬浮时,
[学习实践]
对应的液体密度=c球的密度>图(b)中液体的密度,因
1.D[解析](1)根据杠杆的平衡条件可知:当提着B处
液体的密度随温度降低而变大,所以小球c对应的温度
秤纽、秤砣在D点时,A点所挂物体重为GA
更低,应标记为15℃.(3)由图(c)知,三个小球都下沉,
G释能·BD
AB
,当提着C处秤纽、秤砣在D点时,A点所挂
由“环境温度越高时,液体的密度变小,浮力越小,悬浮的
小球会下沉”可知液体的温度比23℃还高,故D符合题
物体重为GA=C秤陀·CD
AC
,因BD>CD,AB<AC,则
意;故选D.(4)由于气温降低时,小球所受浮力会变大,
GA>GA,即提B处秤纽时,此秤的称量最大,故B正确:
悬浮小球会上浮,环境温度越高时,浮力会变小,悬浮的
当提着B处秤纽、秤砣挂在D点、A点秤钩挂着质量为
小球会下沉,且漂浮和悬浮时浮力都等于重力,所以15~
10kg的物体时,秤杆可以在水平位置平衡,根据杠杆平衡
19℃时浮力保持不变,温度再升高,浮力会继续变小,浮
条件可得GA·AB=G秤能·BD,由G=mg可得mAg·
力小于重力,小球会下沉,所以19~23℃时浮力减小,故
C图符合题意.故选C
AB=me名·BD,则me=mAB_10kgX2m
BD
50 cm
8.(1)大(2)①8000②静止增大牵引力1.08×
0.4kg,故A正确.(2)当提起B处秤纽时,阻力臂为AB
1086.75(3)2.4割幅[解析](1)如图(a)所示把
=2cm,动力臂BD'=3cm十12.5cm=15.5cm,根据杠
打麦工具高高举起,它的重力势能变大.(2)①满油时收
杆的平衡条件可列式:G·AB=G秤驼·BD'.由G=mg
割机的重力为:G=mg=2880kg×10N/kg=2.88×
F2.88×104N
可得mg·AB=m#能g·BD,则m=m毯:BD
AB
104N,收割机对水平地面的压强:p=
3.6m2
=8000Pa;②如图(b)所示,收割过程中收割机相对于同
0,4kg×15.5cm=3.1kg,当提起C处秤纽时,阻力臂
2 cm
行的装载机位置没有变化,所以是静止的;根据P=”-
为AC=AB+BC=2cm+3cm=5cm,动力臂CD'=
t
12.5cm,根据杠杆的平衡条件可列式:G·AC=G秤陀·
=F0知,收割机功率保持60kW不变,收割过程中减
t
CD.由G=mg可得mg·AC=m释驼g·CD',则m=
慢行驶速度,是为了增大牵引力;收割一块地的麦子,耗
m#能·CD'_0.4kgX12.5cm=1kg,故C正确.(3)如
AC
5 cm
时Q.5h,根据P-g得,该收割机做功为:W-P=60X
果秤砣磨损,根据杠杆平衡条件可知动力臂变大,所以用
103W×0.5×3600s=1.08×108J,发动机的效率为7
该秤称量货物质量偏大,故D错误.
2.D[解析]A.向下拉绳放下空桶时,动力臂小于阻力
40%,根据效率公式得,Q放=
w_1.08×10J=2.7×
40%
臂,是费力杠杆,故A错误;B.向下拉绳放下空桶时,根
108J,根据Q=mq得,在此过程中消耗柴油为:m柴油=
据杠杆的平衡条件可知G石·OA=(G桶十F)·OB,即
Q=2.7×10】=6.75kg.(3)由图(c)知,当作业速度
40N×1.2m=(20N+F)X0.6m,解之可得:F=60N,
q柴油4×10J/kg
故B错误;C.向上拉绳提起装满水的桶时,动力臂大于
为4km/h时,喂入量是2.4kg/s,出现这一结果,作物的
阻力臂,是省力杠杆,故C错误D.向上拉绳提起装满水
割幅会对喂入量产生影响.
的桶时,根据杠杆的平衡条件可知:G石·OA=(G桶十
专题19跨学科实践
G水-F)·OB,即40N×1.2m=(20N+100N-F)
[学习领航
×0.6m,解得F'=40N,故D正确.故选D.
例1(1)见试题精析图(2)增大增大费力压力
(3)见试题精析
(1)
(2)并20801875[解析]
例2(1)运动(2)0.55h(3)7.4×103N(4)见试题
精析
26
(1)(2)电阻丝的额定电流为1
P额_484W
工,铜钱的部分物质被锉掉,质量减小.(4)成色高质量好
220V
=2.2A,
的铜钱,会发出铿锵的金属声,这是利用声音来传递信
若串联最大功率为P=UI额=10VX2.2A=22W<
息,辨别铜钱成色好坏
6.(1)70(2)1.1×104(3)1.8×106(4)吃水深度较浅
27W,所以电路为并联电路,如图
电炉
适用海域范围较广[解析](1)由甲图可知,单个叶片
长度比浮式基础上方圆筒状柱子稍短些,而圆柱子高83
米,所以单个叶片长度约为65~80m.(2)“海油观澜号”
丝的阻值为R=V题=220y
1-2.2A1000,并联后,R'最大功
总质量达1.1×10kg,漂浮在海面上,根据漂浮条件可
知,“海油观澜号”受到的浮力为F浮=G=1.1×10kg×
率为P大=UI瓶=10V×2.2A=22W,则R功率为P。=
10N/kg=1.1×108N,根据阿基米德原理可得,平
P大一P大=27W-22W=5W,则定值电阻R。的阻值为
R-g-102
-=202,则R最大阻值为R大=R一
台基础排开海水的体积为V鞋=P生
P海水g
1.0×10kg/m×10N/kg-1.1X10m2.(3)每年发电
1.1×103N
R。=1002一202=802,所以两段电阻丝的阻值分别是
20Ω和802.,当R'=802时,电路功率最小,此时总电
量将达为W=2.2×107kW·h=2.2×107×3.6×105J
流为1=1+1808
=0.625A,则这个发热坐
=792X10J,消耗天然气的质量为m=2-W
99
垫在最小功率状态下工作5min产生的热量为Q=W=
7.92×1018J
4.4×10J/k
=1.8X10kg.(4)由乙图可知,“半潜式”
UIt=10V×0.625A×5×60s=1875J.
4.(1)可再生(2)7500km(3)1.8×10J(4)80%
海浮式风电平台基础吃水深度较浅,所以它的优点是适
可信[解析](1)可再生能源是指在自然界中可以不断
用海域范围较广.
再生、永续利用的能源,风能属于可再生能源.(2)单个风
7.(1)先变快后变慢水的温度越高,“油墨小船”运动越快
力发电机组发电1h产生的电能为W=Pt=1500kW×
非平衡力(2)将不同滴的酒精与相同滴的圆珠笔油均
1h=1500kW·h,可供该电动汽车行驶的路程是s=
匀混合(3)减轻“油墨小船”的质量[解析](1)由表
1500kW,h=7500km(3)系统对重物所做的功是
格数据可知,油墨小船在三种测试温度下,运动速度都是
0.2kW·h/km
先变快后变慢.由表格数据可知,油墨小船运动的快慢与
W=Gh=mgh=2X3×104kg×10N/kg×30m=1.8×
水的温度的关系是:水的温度越高,油墨小船运动得越快
W箱业
10?J.(4)重力储能系统放下重物的发电效率是?=
油墨小船在运动过程中,速度不断变化,因此,油墨小船受
W
到非平衡力的作用.(2)小明可以用相同滴的圆珠笔油,然
×100%-1.4X10】×10%=80%,重力储能系统提
后向其中逐渐加入不同滴的酒精并充分搅拌,从而得到不
1.8×102J
同浓度的圆珠笔油样品.(3)可以减小“油墨小船”的质量
升重物所需要的总能量W人=”=上8X10」=2X
90%
(或重量),这样在获得相同能量时,能使它的速度更大
8.(1)转动圆桌摆球的摆动面相对于摆架位置的改变
0重力储能系统的综合效率为wX100%
(2)明显(3)9.6°运动[解析](1)具体操作:摆球摆
1.44×10J×100%=72%>70%,因此这一数据可信.
动后转动圆桌,通过观察摆球的摆动面相对于摆架位置
2×107J
的改变是否存在差异来证明地球的自转.(2)在地球纬度
5.(1)熔化(或凝固)(2)B动力臂小于阻力臂(或省距
越高的地方,sinp的值越大,傅科摆转动一圈的时间越
离)(3)减小(4)信息[解析](1)冶炼时,先把铜放
短,所以实验的效果越明显.(3)已知北京的地理纬度约
进熔铜坩埚中加热至液态,属于熔化过程;把坩埚内的液
为40°,sin40°≈0.64,北极傅科摆每小时转过的角度为
体注入模子中、冷却之后,成百个铜钱呈现出来,属于凝
360
固过程.(2)古代铸工使用鹰嘴钳是为了把熔铜坩埚从炉
24
=15°,则北京的傅科摆每小时转过的角度0=15°×
子里提出来,要使人体远离高温的液体,要用到费力杠
0.64=9.6°,以地面为参照物,傅科摆摆球的位置不断发
杆,省距离,此时动力臂小于阻力臂.(3)对铜钱磨锉加:
生变化,傅科摆摆球是运动的,专题19跨学科实胜
专题19跨学科实践
【学习要点】
物理学与日常生活
跨学科实践
物理学与工程实践
物理学与社会发展
【学习领航】
1.物理学与日常生活
例110月16日为世界脊柱日,如图人的脊柱起着支撑头部的作用,颈部肌肉连接颈部和头
部,并控制着头部的运动.长时间低头会对颈椎和颈部肌肉造成损伤,人低头时头部的脊椎可
以看作一个杠杆.分析问题:
(1)请在图中画出人体头部所受重力的示意图.
重心
图19-1
(2)人在低头过程中,头部的重力的力臂
(选填“增大”或“减小”),颈部肌肉群对
后颅向下的拉力
(选填“增大”或“减小”),若将拉力看作动力,这是一个
杠
杆,头部向下弯曲度增大颈椎所受的
增大,
(3)结合以上分析,给出一条保护颈椎健康的合理建议.
考点追踪:
杠杆平衡条件,功、功率的简单计算,机械效率
试题精析:
(1)重力的方向竖直向下,作用,点画在重心上,如图所示:
重心
(2)头部模型相当于简单机械中的杠杆;支点大约在颈部下端,根据杠杆平衡条件GL1=
156
专题19跨学科耳践
FL2,重力的方向竖直向下,当低头角度变大时,重力的力臂L1增大,L2不变,故拉力F增
大,若将拉力看作动力,动力臂小于阻力臂,这是一个费力杠杆;头部向下弯曲角度增大,拉力
变大,相当于支点的颈椎所受的压力增大
(3)为了保护颈椎健康,不要长时间低头看手机(或适当抬高手机屏幕,减小低头角度或低
头看书久了应适当拾头,以缓解颈椎承受的压力)。
解题逻辑:
物理学与日常生活
低头对颈椎的影响
保护颈椎的合理建议
2.
物理学与工程实践
例2世界最长跨海大桥
一港珠澳大桥,横跨伶仃洋,将香港、澳门和珠海三地连为一体,被
誉为现代世界新七大奇迹之一,如图19-2甲所示.港珠澳大桥由桥、人工岛、海底隧道三部分
组成.其中6.7公里的海底隧道距离海面40多米,由33节沉管对接而成.港珠澳大桥施工海
域恰好穿过中华白海豚自然保护区,这种珍稀动物是香港回归祖国的吉祥物.开工前工程师们
立下了誓言,大桥通车白海豚不搬家.监测结果表明至大桥竣工,依然有近两千头中华白海豚
欢快地栖息在港珠澳大桥周边海域.请回答下列问题:
(1)如图19-2乙所示,以人工岛为参照物,正在海中游动的白海豚是
(选填“运
动”或“静止”)的,
(2)港珠澳大桥全长55km,设计通行时速100km/h.若一辆具备通行车牌的汽车按大桥
设计时速行驶,至少需要多长时间才能通过大桥?
(3)铺设海底隧道的沉管,每节质量约为7.4×10?kg,则每节沉管所受重力为多少N?(g
取10N/kg)
(4)两端密封后的沉管,每节最大排水量约8万吨,由于其整体密度稍小于海水密度,所以
沉管浮在海面,需用拖轮浮运至既定位置再沉放安装.若你是大桥的工程师,你如何将沉管沉
放到海底安装?请运用所学浮力知识进行说明,
白海豚
人工岛
甲
图19-2
157
专题19跨学科实胜
考点追踪:
运动的相对性、速度、重力、浮力产生的原因
试题精析:
(1)以人工岛为参照物,白海豚有位置的变化,因此白海豚是运动的,
(2)根据U=可得,汽车匀速通过大桥全程所用的时间1=’=55km
石100km/h=0,55h
(3)每节沉管所受重力为G=mg=7.4×107kg×10N/kg=7.4X108N.
(4)将两端密封后的沉管漂浮在海面上,再用船将密封沉管拖到预定海面上,向其内部灌水
使之沉入海底,当密封沉管灌水下沉到海底后,将其下半部分埋入海底的泥沙中,再将灌入其中
的海水全部抽出,此时空心密封沉管不会再上浮;原因:沉管下半部分埋入海底的泥沙中,下表面
不受海水的压力,根据浮力的产生原因,沉管不再受海水的浮力,此时空心密封沉管不会再上浮
解题逻辑:
物理学与工程实践
港珠澳大桥
沉管浮运沉放
3.物理学与社会发展
例32022年卡塔尔世界杯足球赛,球场草坪所用的自动灌溉工程得到了中国技术团队的支
持.球场草坪种植的黑麦草,适合在湿度为50%的土壤中生长,
(一)灌溉技术
(1)传统灌溉采用如图19-3(a)所示的喷洒技术,这会导致草叶灼伤,原因是:水喷洒在草
叶上,如图19-3(b)所示,透过水珠可见叶面正立、放大的
(选填“虚”或“实”)像,水珠
作为
透镜,对阳光有
作用
(a)
(b)
(c)
图19-3
(2)技术团队选择如图19-3(©)所示的地下渗透灌溉新技术,该技术既可避免草叶灼伤,又
可节水,节水的原因是
(二)电阻测量
自动灌溉系统需要湿敏电阻R,,小明把R,放入湿度为50%的土壤内,设计如图19-3(d)
所示的电路,测量R,的阻值
(3)图中有一根导线连接错误,请在这根导线上打“×”,并以笔画线重新连接该导线。
(4)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移到
(选填“A”或“B”)端
158
专题19跨学科耳胜
66
(d)
(e)
图19-3
(5)闭合开关S,移动滑片P,测得多组数据如表格所示.实验②的数据如图19-3(e)所示,
电压表示数为
V,电流表示数为
A.根据实验①②③的数据可得:湿度为
50%的土壤内Rz的阻值为
2.
实验序号
①
②
③
电压表示数/V
1.1
2.6
电流表示数/A
0.1
0.26
R,/0
(三)装置设计
(6)湿敏电阻Rx的阻值随所在土壤湿度变化的图像如图19-3()所示.已知:蓄电池电压
恒为6V;电磁继电器线圈电流大于O.2A时衔铁被吸下,小于0.2A时衔铁被弹回,线圈电
阻不计;电动机的额定电压为220V.请以笔画线代替导线完成图19-3(g)所示的电路连接,要
求:闭合开关S,当土壤湿度低于50%时,电动机转动送水;当土壤湿度高于50%时,电动机不
转停止送水,
火线
零线
220V
4R/2
R。
R
土壤湿度%
(f)
(g)
图19-3
(7)定值电阻R。的阻值为
2.
(8)生物学家正在培育新品黑麦草,能在湿度低于50%的土壤中生长,一旦成功,电路中
的电阻R。应换用阻值更
的定值电阻.
考点追踪:
凸透镜成像规律、蒸发影响因素、测未知电阻、电路自动化设计
试题精析:
(1)小水滴接近圆形,相当于一个焦距很小的凸透镜,凸透镜焦距到叶子的距离特别小,在
159
专题19跨学科实胜
焦距以内,根据凸透镜成像规律可知,透过水珠可见叶面正立、放大的虚像.凸透镜对光线有会
聚作用。
(2)技术团队选择如图19-3(c)所示的地下渗透灌溉新技术,
该技术减小了水的表面积,从而减少水的蒸发,既可避免草叶灼
伤,又可节水
(3)测量湿敏电阻,电压表测量湿敏电阻两端电压,应与湿敏
电阻并联,如图所示
(4)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处,即B端。
(5)图19-3(e)中,电压表使用的是0~3V的量程,分度值为0.1V,示数为1.8V.电流表
使用的是00.6A的量程,分度值为0.02A,读数为0.2A
由欧姆定律和表格数据可得
R,号X1nR,号-X9aR告-是头0a,湖温度为0%
U32.6V
的土壕内R,的组值为R.R+R+R_10+90+100-10n
3
3
(6)由图像可知,湿度越大,湿敏电阻的阻值越小,火线
零线220V
控制电路的电流越大,电磁铁的磁性越强,衔铁被吸
合,电动机不转,停止送水,反之电动机转动送水,湿敏
R。
R
电阻R与定值电阻R。串联,电磁继电器相当于开
关,应控制火线,电路图连接如图所示
(⑦)衔铁被吸下时的总电阻R-=6V
1.0.2A
=302,串联电路总电阻等于各部分电阻之
和,则定值电阻R。=R-R,=302一102=202.
(8)生物学家正在培育新品黑麦草,能在湿度低于50%的土壤中生长,则湿敏电阻的阻值
增大,通过控制电路的电流不变,根据欧姆定律可知电路中总电阻不变,根据串联电路电阻规
律可知,需要减小定值电阻的阻值,即应换用阻值更小的定值电阻。
解题逻辑:
物理学与社会发展
自动滴灌系统
电路自动化设计
【学习实践】
【基础题】
1.杆秤作为华夏国粹,它制作轻巧、使用便利,如图19-4所示,是小阳同学制作的杆秤的示意
图,使用时将货物挂在秤钩上,用手提起B或C(相当于支点)处的秤纽,移动秤砣在秤杆
上的位置,当秤杆水平平衡时,可读出货物的质量.秤砣最远可移至D点,此秤最大称量是
10kg.秤杆、秤钩和秤纽的质量忽略不计,AB,BC,BD的长度如图所示.下列说法不正确
160
专题19跨学科实践
的是
)cm
.50cm
A.秤砣的质量是0.4kg
秤纽
秤杆
B.提起B秤纽,可以达到最大称量
D
秤纽
C.距离C点12.5cm处有两个刻度,分别为1kg和
秤钩
3.1kg
货物
秤砣
D.如果秤砣磨损,用该秤称量货物质量偏小
图19-4
2.如图19-5所示,是《天工开物》中记载的我国传统提水工具“桔槔”,用绳子
系住一根直的硬棒的O点作为支点,A端挂有重为40N的石块,B端挂
有重为20N的空桶,OA长为1.2m,OB长为0.6m.使用时,人向下拉
绳放下空桶,装满重为100N的水后向上拉绳缓慢将桶提起.硬棒质量忽
略不计,下列说法中正确的是
图99-5)
A,向下拉绳放下空桶时桔槔为省力杠杆
B.向下拉绳放下空桶时拉力为20N
C.向上拉绳提起装满水的桶时桔槔为费力杠杆
D.向上拉绳提起装满水的桶时拉力为40N
3.北方进人冬季,天气寒冷,在跨学科实践活动中,小明所在某小组开展了“设计制作发热垫”
的项目化学习活动,下面是该小组同学交流的实践过程,请帮助完成下列内容:
【项目分解】
(1)设计发热垫;(2)制作发热垫.
【项目实施】
甲
(1)设计发热垫:休息日,小组同学们陪小明一起去看望爷爷,在
图19-6
爷爷家他们发现了一个闲置的旧电炉如图19-6甲所示,铭牌上
标有“220V484W”字样,电炉只有一根电阻丝,这根电阻丝可
以整体使用,也可以截成两部分使用.他们想利用这根电阻丝给
爷爷制作一个可调温的发热坐垫.小组同学纷纷动笔设计电路.
请你帮助同学们把设计的电路在右框中画出来,
(2)制作发热垫:在爷爷的帮助下,小组同学们拆下整根电阻丝并
分成两段,将其中一段制作为阻值可调的电阻丝.小明发现爷爷家有一个10V蓄电池可供
使用,利用电炉子原有开关和现有蓄电池及电阻丝,组成电路.将两段均可发热的电阻丝接
入电源电压恒为10V的电路中,在通过电阻丝的电流不超过其额定电流的情况下,若想使
坐垫的最大功率为27W,则两段电炉丝的连接方式是
联,这两段电阻丝的阻值分
别是
2和
2.于是小明和同学们动手制作了发热坐垫
【项目拓展】
发热坐垫做好后,小明尝试坐在上面5in感觉挺温暖,那么当这个发热坐垫在最小功率
状态下工作5min产生的热量是
6
专题19跨学科实胜
4.重力储能是一种新型储能方式,它通过提升或放下重物实现能量的储存或释放,能量转化
过程如图19-7()所示.重力储能可有效提升风能、太阳能等新能源的综合开发利用水平.
某风力发电、重力储能综合项目,单个风力发电机组的平均发电功率为1500kW.某次风
能充沛时,系统利用风能发电的富余电能,将2个质量均为3×104kg的重物从地面提升至
30m的高度处,实现能量储存,如图19-7(b)所示.根据相关信息,完成以下问题(g取
10N/kg).
电能
提升重物
放下重物
储存能量
机械能
输入
释放能量
电能
输出
(a)
(b)
图19-7
(1)风能属于
(选填“可再生”或“不可再生”)能源
(2)若某电动汽车每行驶1km的路程需消耗0.2kW·h的电能,单个风力发电机组发电
1h产生的电能,可供该电动汽车行驶的路程是多少?
(3)储能系统将2个重物匀速提升至30高处的过程中,系统对重物所做的功是多少?
(4)储能系统将2个重物从30m高处放回地面的发电过程中,产生的电能为1.44×10?J,
则该过程的发电效率是多少?据某资料介绍,重力储能系统的综合效率(输出电能与输入
电能之比)可达70%以上,请你通过计算,判断这一数据是否可信.(已知系统提升重物的
效率为90%)
162
专题19跨学科耳践
5.阅读材料,回答问题
铸钱是中国古代持续时间最长、实践量最大的铸造活动,其中蕴含了许多重大的技术
发明和技术创新
据《天工开物》记载:把铜铸造成钱币,是为了便于民间贸易的流通和使用.铸造十斤铜
钱需要用六七斤红铜和三四斤锌,这是粗略的比例.冶炼时,先把铜放进熔铜坩埚中加热至
液态,然后再加入锌,鼓风使它们熔合.铸钱时,铸工用鹰嘴钳把熔铜坩埚从炉子里提出来,
另一个人用钳托着坩埚的底部,共同把坩埚内的液体注入模子中、冷却之后,打开框模.这
时,只见密密麻麻的成百个铜钱就像累累的果实结在树枝上一样呈现出来.再将铜钱逐个
摘下,便于磨锉加工.磨锉时,用竹条或木条穿上几百个铜钱一起锉,先锉铜钱的边缘,然后
逐个锉平铜钱表面上不规整的地方
甲:铸钱图①鹰嘴钳②入铜孔③母钱印模
乙:锉钱
图19-8
钱币的成色高低,是以含锌量的多少来区分的.将钱投掷在石阶上,发出像木头或石头
落地的声响,表明成色低.成色高质量好的铜钱,会发出铿锵的金属声,
(1)铜钱的俦造过程涉及的物态变化有
(写出一种).
(2)俦工使用的鹰嘴钳是
,原因是
A.省力杠杆
B.费力杠杆
C.等臂杠杆
(3)对铜钱磨锉加工,铜钱的质量
(选填“增大”“减小”或“不变”)
(4)判断铜钱的成色是利用声传递
6.阅读材料,回答问题
“海油观澜号”深远海浮式风电平台
2023年5月20日,我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”成功并入文昌油田群
电网,标志着我国深远海风电关键技术取得重大进展.
“海油观澜号”由浮式基础和风机组成,整体高度超200米,总质量达1.1×10?kg.平
台采用“半潜式”设计,底部是一个三角形浮式基础,包括3个边立柱和1个中间立柱,图
19-9甲为其实物照片.浮式基础上方是高约83米的圆筒状柱子,柱子上方安装有机舱,机
舱前部的3只大叶片驱动机舱中的发电机转子转动,生成绿色电力,年发电量将达2.2X
163
专题19跨学科实鞋
107 kW.h.
单柱式半潜式
甲
图19-9
(1)根据图19-9甲估测“海油观澜号”单个叶片长度约为
m(保留整数).
(2)风平浪静叶片不动时,平台基础排开海水的体积达
m3(海水密度用1.0×
103kg/m3计算,不考虑锚链对平台的作用)
(3)每年的发电量相当于
kg天然气完全燃烧放出的热量(天然气的热值q取
4.4×10J/kg).
(4)海浮式风电平台基础设计方式除半潜式外还有单柱式(图19-9乙).两种方式相比较,
你认为“半潜式”的一个明显优点是
【提升题】
7.在树叶尾部的边缘滴一滴圆珠笔油,然后将它缓缓放至水面,树叶在水面
上像小船一样运动起来,滴了圆珠笔油的树叶被称为“油墨小船”.小明通
过查阅资料了解到,由于油墨中表面活性剂的存在,当水与油墨接触时,
小船油墨
“油墨小船”便获得向前运动的力.小明同学想探究“油墨小船”在水中运动
图19-10
的快慢与水的温度和圆珠笔油浓度的关系.他用塑料片代替树叶制作的“油墨小船”如图
19-10所示,
(1)探究“油墨小船”在水中运动的快慢与水的温度的关系.实验中小明控制水的温度分别
为17℃,35℃,65℃,使用技术软件,记录了“油墨小船”在不同温度液面上的运动情况,采
集数据如下表.在三种测试温度下,“油墨小船”运动快慢的共同特点是
“油墨小
船”运动的快慢与水的温度的关系是
“油墨小船”在运动过程
中受的力是
(选填“平衡力”或“非平衡力”).
T/℃
17
35
65
t/s
0.5
1
2
3
0.5
1
2
3
0.5
1
2
3
v/cm·s1
2.3
2.1
2.0
1.9
5.3
6.25.9
4.8
6.4
8.2
6.3
5.1
(2)探究“油墨小船”在水中运动的快慢与圆珠笔油浓度的关系.为形成不同浓度的圆珠笔
油,小明选择酒精为稀释剂,制成多种样品,然后选取适量样品滴在小船尾部边缘进行实
验.小明发现圆珠笔油浓度减小时,“油墨小船”运动明显加快.小明制作样品的操作方法是
专题19跨学科实践
(3)当实验条件确定时,“油墨小船”获得向前的能量大小是固定的,为了使图中“油墨小船”
获得更大的速度,可以采取的措施是
8.19世纪中期,科学家想在地面用实验证明地球在自转,但地面上所有物体都随地球做同样
的运动,实验几乎不可能成功.年轻的科学家傅科发现:在摆架下用细线系一个摆球,如图
1911甲所示.让摆球摆动时转动摆架,在没有外界干扰时,摆球摆动面不变,如图19-11乙
所示.于是,傅科设想在地球某处安装图甲所示的实验装置,让摆球摆动方向对着某颗恒
星,当地球自西向东自转后,摆架随地球一起转动,站在地面的观察者就可以判断地球的运
动.1851年,傅科在巴黎用一个摆长67,质量28kg的摆球证明了地球的自转,人们将这
样的摆叫傅科摆.理论计算得出,在地球纬度为p的地方,傅科摆转动一圈的时间为t。
24
h
sin o
我国北京天文馆里有一个长10的傅科摆,北京的地理纬度约为40°,北京的傅科摆每小
时转过的角度为0=0北极sinp,0北极是北极傅科摆每小时转过的角度.(已知sin90°=1,
sin40°≈0.64)
摆架
摆球
甲
乙
丙
图19-11
(1)如图丙所示,某同学用可以转动的圆桌代替地球模拟上述实验.具体操作是:摆球摆动
后
,通过观察
来证明地球的自转
(2)在地球纬度越高的地方,傅科摆实验的效果越
(3)北京的天文馆里傅科摆1小时转过的角度大约为
,以地面为参照物,傅科摆摆
球是
(选填“运动”或“静止”)的,
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