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STS教学篇
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生活中的物理例题


  众所周知,物理学与生产技术极为密切。物理学的基础理论的重大突破,往往推动着生产技术的发展和变革,促进新的技术科学的兴起。因此在物理教学中,必须重视物理学与现代生产的关系。联系现代生产技术反映了物理学习的时代特征,使学生能够用现代观念看待物理知识的实际应用,同时也可以使学生注意并加深对现代生产技术的认识,培养学生运用所学知识分析解决现代生产技术问题的能力,增强社会责任感,并了解物理学习的社会意义。 

  [例1]混凝土便宜而坚固耐压,但不耐拉,钢耐压也耐拉,通常在混凝土建筑物需承受张力的部位用钢筋来加固。下面各图中,楼板和阳台的加固钢筋位置都正确的是( ) 

   A、(a) B、(b) C、? D、(d) 

  [答案]A 

  [评注]本题涉及的钢筋水泥是日常生活中最常见的建筑材料,虽然只是物理力学中的一个问题,没有和其他科目结合,但是,题目结合实际,考查学生分析问题和解决问题的能力,是一道锻炼思维能力的好题。要正确解答本题,绝不能靠死记硬背,也没有办法找到现成的答案,必须经过学生独立的思维分析、逻辑推理和灵活运用所学知识才行,这正是本题要考查的目的。 

  [例2]如图所示是一种手控制动器,a是一个转动着的轮子,b是摩擦制动片,c是杠杆,O是其固定转动轴,手压在A点施加一个作用力F时,使轮子制动。若使轮子制动所需的力矩是一定的,则下列说法正确的是( )

    A、轮a逆时针转动时,所需的力F较小。 
    B、轮a顺时针转动时,所需的力F较小。
    C、无论a逆时针还是顺时针转动,所需的力F相同
    D、无法比较F的大小。 

   [答案]A 

  [例3] 把一个筛子用四根弹簧支起来,筛子上装一个电动偏心轮,它每转一周,给筛子一个驱动力,这就做成了一个共振筛,筛子做自由振动时,完成20次全振动用15s,在某电压下,电动偏心轮转速是88r/min。已知增大电动偏心轮的电压,可以使其转速提高,增加筛子的质量可以增大筛子的固有周期。为使筛子的振幅增大,有下列做法(r/min读作“转每分”) 

  ①降低输入电压 ② 提高输入电压 ③增加筛子质量 ④减少筛子质量 

  可供选择的是: 

  A、①③ B、①④ C、②③ D、②④ 

  [答案]B 

  [例4]如图所示是利用高频交流电焊接自行车零件的原理示意图,其中外圈A是通高频交流电的线圈,B是自行车的零件,a是待焊接的接口,接口两端接触在一起,当A中通有交变电流时,B中会产生感应电流,使得接口处金属熔化而焊接起来。

  (1)为什么在其他条件不变的情况下,交变电流的频率越高,焊接越快?
  (2)为什么焊接过程中,接口a处已被熔化而零件的其他部分并不很热?

   [答案] 略

  [例5]电力部门常用一种钳形测量仪,如图所示,在不切断电源的情况下,测量输电导线中的电流强度,请你用所学知识说明该测量仪的测量原理。

  [答案] 略

  [例6]电动机通过一绳子吊起质量为8kg的物体,绳子拉力不能超过720N,电动机的功率不能超过1200W,要将此物体由静止起用最快的方式吊高90m(已知此物体在被吊高接近90m时已开始以最大速度上升),所需时间为多少? 

  [答案]7.75s 

  [例7]A、B两地间铺有通讯电缆,长为L, 它是由两条并在一起彼此绝缘的均匀导线组成的,通常称为双线电缆,在一次事故中经检查断定是电缆上某处的绝缘保护层损坏,导致两导线之间漏电,相当于该处电缆的两导线之间接了一个电阻,检查人员经过下面的测量可以确定损坏处的位置:(1)令B端的双线断开,在A处测出双线两端间的电阻RA; (2)令A端的双线断开,在B处测出双线两端的电阻RB;(3)在A端的双线间加一已知电压UA,在B端用内阻很大的电压表测出两线间的电压UB。 

  试由以上测量结果确定损坏处的位置。 

  [答案] 略 

  [评注]本题涉及到物理知识在实际技术中的应用,是理论联系实际的典型问题,这类问题着重考查学生灵活运用所学知识处理实际问题的能力,它体现了高考命题中理论联系实际和学以致用的指导思想。 

  [例8]为了探测海洋中水的运动,海洋工作者有时依靠水流通过地磁场所产生的感应电动势测水的流速,假设在某处地磁场的竖直分量为0.7×10-4T,两个电极插入相距2.0m的水流中,且两极所在的直线与水流的方向垂直,如果与两电极相连的灵敏电压表的读数为7.0×10-5V,测水的流速为________m/s. 

  [答案]0.5 

  [例9]如图所示是静电除尘的原理示意图,A为金属管,B为金属丝,在A、B之间加上高电压,使B附近的空气分子被强电场电离为电子和正离子,电子在向A极运动过程中被烟气中的煤粉俘获,使煤粉带负电,最终被吸附到A极上,排出的烟就比较清洁了。有关静电除尘的装置

  ①金属管A应接高压电源的正极,金属丝B接负极。
  ②金属管A应接高压电源的负极,金属丝B接正极。
  ③C为烟气的进气口,D为排气口。
  ④D为烟气的进气口,C为排气口。

  A、①③ B、②④ C、①④ D、②③ 

  [答案]A

  [例10]在原子反应堆中抽动液态金属或在医疗器械中推动血液等导电液体时,由于不允许传动的机械 部分与这些液体相接触,常使用一种电磁泵。如图表示这种电磁泵的结构,将导管放在磁场中,当电流穿过导电液体时,这种液体即被驱动,问: 

  (1)这种电磁泵的原理是怎样的?

  (2)若导管内截面积为w×h, 磁场的宽度为L,磁感强度为B,液体穿过磁场区域的电流强度为I,求驱动力造成的压强差为多少? 

  [答案](1)略 (2)ΔP=BI/w

  [例11]如图是静电分选器的原理示意图,将磷酸盐和石英的混合物颗粒由传送带送至两个竖直的带电平行板上方,颗粒经漏斗从电场区域中央处开始下落,经分选后的颗粒分别装入A、B桶中,混合颗粒离开漏斗进入电场时磷酸盐颗粒带正电,石英颗粒带负电,所有颗粒所带的电量与质量之比均为10-5C/kg,若已知两极间的距离为10cm,颗粒在电场中下落的竖直高度为50cm,设颗粒进入电场时的初速度为零,颗粒间的相互作用力不计,如果要求两种颗粒离开两极板间的电场区域时不接触到极板而且有最大的偏转量,则: 

  (1)两极板间所加的电压应多大? 

  (2)若带电平行板的下端距A、B桶底的高度H=1.0m,求颗粒至桶底时速度的大小。 

  [答案](1)1×104V (2)5.5m/s


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