试题

题目:
(2013·吴中区二模)某兴趣小组在老师的指导下做了水火箭升空实验.实验器材有:饮料瓶、气筒、自行车气门、铁丝、橡皮塞、水等.水火箭构造如图所示.根据老师的介绍,同学们了解到水火箭升空工作过程如下:在瓶中装适量的水,塞好瓶塞后放在发射架上,用气筒向瓶内打气,瓶内上方气体压强达到一定程度,高压气体将水和橡皮塞从瓶口压出的同时,瓶飞向高空.
青果学院
(1)水火箭升空原理可利用我们所学过的
力的作用是相互的
力的作用是相互的
知识来解释.从能量转化角度来看,水火箭的动能是由
能转化来的.
(2)实验后小明提出了问题:水火箭上升高度与什么因素有关呢?
小明猜想:可能与瓶中气体的压强有关;
小华猜想:可能与瓶中水的体积有关;
小军猜想:可能与瓶子的形状有关;
你认为影响因素还有
瓶塞气嘴口径的大小
瓶塞气嘴口径的大小
.(写出一点)
(3)实验小组通过试验发现,瓶塞插入深度不同,瓶塞被冲出前用气筒充气次数不同(设充一次气气量相同),他们选用同一可乐瓶,瓶中水量为200ml.通过站在不同楼层观察员目测进行数据记录.考虑到安全做了三次,实验结果如下:
瓶塞塞入深度 更深
高度/m 2 5 12
这可验证水火箭上升高度与
瓶塞塞入的深度
瓶塞塞入的深度
有关的猜想是正确的.
(4)实验小组经过讨论思考发现,瓶塞插入瓶口的深度的加深,其实是增大了瓶塞与瓶口的
力,从而增大了瓶塞与瓶口的摩擦力,使瓶塞不易压出,实现了增大瓶内气压的目的,请你帮助实验小组再想一个增大摩擦力的方法.
换用软木塞做瓶塞,增加接触面的粗糙程度
换用软木塞做瓶塞,增加接触面的粗糙程度

答案
力的作用是相互的


瓶塞气嘴口径的大小

瓶塞塞入的深度


换用软木塞做瓶塞,增加接触面的粗糙程度

解:(1)高压气体给水和橡皮塞一向下的力,力的作用是相互的,橡皮塞给瓶向上的力使瓶升空;在此过程中,将高压气体的内能转化为塞子的机械能;
(2)根据水火箭升空的原理,用气筒向瓶内打气,瓶内上方气体压强达到一定程度,高压气体将水和橡皮塞从瓶口中压出,水的反冲作用把瓶推向高空.
可猜想水火箭上升高度会与瓶塞气嘴口径的大小有关;
(3)从表中数据可知,瓶塞塞入深度越深,水火箭上升高度越高,由此可验证水火箭上升高度与塞子的插入深度有关的猜想是正确的;
(4)加深瓶塞插入瓶口的深度,是通过增大瓶塞与瓶口之间的压力来增大瓶塞与瓶口的摩擦了的;是接触面变得粗糙也可以增大摩擦力,因此换用接触面粗糙的瓶塞也可以增大摩擦力.
故答案为
(1)力的作用是相互的,内;
(2)瓶塞气嘴口径的大小;
(3)瓶塞塞入的深度;
(4)压,换用软木塞做瓶塞,增加接触面的粗糙程度.
考点梳理
力作用的相互性;物理学方法;增大或减小摩擦的方法.
(1)当一个物体对另一个物体有力的作用时,另一个物体也同时对这个物体有力的作用,即力的作用是相互的;高压气体膨胀做功,将内能转化为水和橡皮塞的机械能(动能);
(2)根据水火箭升空的原理,水火箭上升高度可能与受到阻力有关,可能与瓶中气体的压强有关,此题答案不唯一,合理即可;
(3)从表中内容看出,瓶塞塞入深度越深,水火箭上升高度越高,改变塞子插入的深度影响了水火箭上升的高度,据此判断;
(4)根据增大摩擦力的方法进行解答即可.
本题考查了学生对力的作用是相互的、能量的转化以及增大摩擦的方法,涉及到探究实验的猜想、设计实验等环节,属于难题.
实验题;压轴题.
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