试题

（2010·株洲）黄蜻蜓翅长而窄，飞行能力很强，既可突然回转，又可直入云霄．
（1）重0.1N的黄蜻蜓悬停在空中时，空气对它的作用力大小为 N，方向 ．
（2） 雌蜻蜓在水面上飞行时，分多次将卵“点”在水中，这就是我们常说的“蜻蜓点水”．蜻蜓点水时，引起水面 ，就会形成以点水处为中心的圆形波纹（水波），并沿水面向四周匀速传播．蜻蜓飞行时，翅膀扇动的频率范围是30Hz～40Hz，我们 （填“能”或“不能”）听到它发出的声音．
（3）某同学观察蜻蜓在贴近平静的水面直线飞行时，获得了一张蜻蜓点水的俯视图片如图所示，图片反映了蜻蜓连续三次点水后某瞬间水面波纹的分布情况（每次点水只形成一个波纹），三个波纹刚好在O点内切．蜻蜓每次点水所用的时间忽略不计，请据图片解答下列问题：
①从图片上看，蜻蜓的运动方向是沿x轴 ．（填“向右”或“向左”）
②蜻蜒飞行的速度 水波的传播速度．（填“大于”、“等于”或“小于”）
③若该同学观测到蜻蜓从第一次点水到第三次点水历时2s，求蜻蜓的飞行速度．

解：（1）因为蜻蜓处于静止状态，所以蜻蜓受到的重力和空气对它的作用力是一对平衡力，故大小为0.1N，方向竖直向上；
（2）蜻蜓点水时，由于水面形成圆形波纹，所以蜻蜓点水时引起了水的振动；
由于人的听觉频率范围是20Hz～20000Hz，而蜻蜓飞行时，翅膀扇动的频率范围是30Hz～40Hz，在人的听觉频率范围之内，所以能听到它发出的声音；
（3）①因为蜻蜓连续三次点水后，形成三个波纹刚好在O点内切，所以蜻蜓向左飞行；
②因为蜻蜓点水后的三个波纹刚好在O点内切，蜻蜓第二次点水的位置刚好是第一次水波运动到的位置，所以水波的速度和蜻蜓飞行的速度相同；
 ③蜻蜓第一次点水的位置x₁=10m，第三次点水的位置x₃=1m，所以蜻蜓从第一次点水到第三次点水通过的路程为
s=x₁-x₃=9m；
因此蜻蜓的飞行速度v=

s

t

=

9m

2s

=4.5m/s．
答：蜻蜓飞行的速度为4.5m/s