Preguntas clásicas relacionadas sobre cálculos de flotabilidad

Método de cálculo de la flotabilidad

La sección "Flotabilidad" de "Física" en la escuela secundaria no tiene mucho contenido, pero el conocimiento de esta sección es fácil de ampliar y ampliar. Las preguntas sobre flotabilidad son variadas. Si los estudiantes solo se quedan entre los conocimientos limitados del libro de texto, si no son buenos ampliando y organizando, y no pueden adaptarse a los cambios en las preguntas, se perderán en el mar de preguntas. . Este artículo intenta analizar la naturaleza de la flotabilidad y resumir los métodos de cálculo de la flotabilidad para que los profesores guíen a los estudiantes como referencia de revisión.

1. Fuente de flotabilidad

Imagínese un cubo sumergido en agua, como se muestra en la Figura 1. Sus seis superficies están sujetas a la presión del agua: su izquierda, su derecha, su frente y su parte trasera. lados Las presiones recibidas son iguales en magnitud y opuestas en dirección, es decir, las fuerzas están equilibradas entre sí solo las superficies superior e inferior tienen diferentes presiones de agua debido a diferentes profundidades, y las presiones recibidas por el agua son por lo tanto desiguales; La presión hacia arriba F1 ejercida por el agua en la superficie inferior es mayor que la presión hacia abajo F2 ejercida por el agua en la superficie superior. La diferencia entre las presiones hacia arriba y hacia abajo es la fuerza de flotación del líquido sobre el objeto sumergido. La dirección de la flotabilidad es siempre vertical hacia arriba, opuesta a la dirección de la gravedad.

2. Método de cálculo de la flotabilidad

1. Método de diferencia de dos pesajes

Del análisis anterior, sabemos que la dirección de flotabilidad es verticalmente hacia arriba, que es exactamente opuesta a la dirección de la gravedad, así que primero use un dinamómetro de resorte para pesar el objeto en el aire La gravedad es F1, y luego el objeto se sumerge en el líquido. En este momento, la lectura del dinamómetro de resorte es F2, entonces.

Ejemplo 1: un código de gancho que pesa 2 N se cuelga debajo de un dinamómetro de resorte y se sumerge en agua. La lectura del dinamómetro de resorte es 1,2 N, luego la fuerza de flotación sobre el código de gancho es

Resultado del análisis

2. Método de equilibrio de dos fuerzas

Si un objeto se sumerge en un líquido y se le permite moverse libremente desde el reposo, su estado de movimiento tiene tres posibilidades: hundimiento, inmóvil o flotante. Cuando un objeto se sumerge en un líquido y permanece inmóvil, se le llama levitación. Cuando un objeto flotante finalmente tiene parte de su volumen expuesto sobre la superficie del líquido y permanece quieto sobre la superficie del líquido, se le llama flotar. Los objetos que se hunden eventualmente se hunden hasta el fondo del líquido. Según el equilibrio de fuerzas del objeto, se puede ver que la fuerza de flotación de los objetos suspendidos y flotantes es igual a la gravedad, es decir,

y el objeto que se hunde también estará sostenido por la pared del contenedor. entonces

Es decir

Ejemplo 2: Un barco navega desde el mar hacia el río ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta (　)

A. La fuerza de flotación sobre el barco en el río es grande

B. El barco experimenta una gran flotabilidad en el mar

C. La fuerza de flotación sobre el barco permanece sin cambios

D. No se puede determinar el tamaño de la fuerza de flotación

Análisis: el barco navega desde el mar hasta el río Según las características de flotación del barco, se puede ver que la fuerza de flotabilidad que experimenta es igual a. la gravedad del objeto, por lo que la respuesta correcta es la opción C.

3. Método del Principio de Arquímedes

El contenido del Principio de Arquímedes es: un objeto sumergido en un líquido está sujeto a una fuerza de flotación hacia arriba, y la magnitud de la fuerza de flotación es igual a la gravedad del líquido que desplaza , es decir

El método principal de Arquímedes se utiliza a menudo en combinación con el método del equilibrio de dos fuerzas.

Ejemplo 3 Como se muestra en la Figura 2, se coloca una pequeña bola en dos vasos desbordantes A y B llenos con diferentes líquidos. La masa del líquido que desborda en el vaso A es de 400 gy la masa del líquido que desborda. El líquido en la taza B es 400 g. La masa del líquido es 500 g, entonces la masa de la bola es ________ g.

Según el principio de Arquímedes, la fuerza de flotación sobre la bola pequeña en la Figura A es

La fuerza de flotación sobre la bola pequeña en la Figura B es

Y la bola pequeña en la Figura A se hunde hasta el fondo del líquido. Según el análisis del método de equilibrio de dos fuerzas, la bola pequeña en la Figura B flota en la superficie del líquido, por lo que

.

Es decir,

Entonces.

4. Método de fórmula

Conocido por el principio de Arquímedes

Esta es una fórmula comúnmente utilizada para encontrar la flotabilidad.

Ejemplo 4: Tres bolas A, B y C con el mismo diámetro se introducen en el agua respectivamente. Cuando finalmente están equilibradas, como se muestra en la Figura 3, la relación entre las fuerzas de flotabilidad que reciben es. ________.

Análisis: La relación entre los volúmenes de tres bolas sumergidas en agua es , que se conoce por la fórmula de flotabilidad.

La fórmula de flotabilidad es una herramienta importante para resolver problemas de flotabilidad. Combinada con varios otros métodos, puede resolver casi todos los problemas de cálculo de flotabilidad. La siguiente es una derivación de las condiciones de hundimiento y flotación de objetos sólidos en líquidos basada en el método de la fórmula y el método del equilibrio de dos fuerzas.

Según el análisis del método del equilibrio de dos fuerzas, un objeto sólido completamente sumergido en un líquido tiene tres posibilidades: flotar, estacionario y hundirse:

En ese momento, se hunde ; en ese momento flotó; en ese momento flotó y finalmente flotó. Por la fórmula de flotabilidad, sabemos que

y

porque el objeto está sumergido en el líquido, entonces.

Al combinar las ecuaciones anteriores: cuando, el objeto se hundirá; cuando, el objeto estará en un estado suspendido; cuando, el objeto se moverá hacia arriba y finalmente estará en un estado flotante. Esta es una conclusión importante; consulte el ejemplo siguiente.

Ejemplo 5 El método para medir la densidad de la sangre humana es: poner soluciones de sulfato de cobre de diferentes densidades en varios tubos de ensayo, y luego dejar caer una gota de sangre en cada tubo de ensayo si la sangre está en un. cierto tubo de ensayo, Suspensión en el tubo de ensayo, entonces la densidad de la sangre es ________ (llene mayor, igual o menor que) la densidad de la solución de sulfato de cobre en el tubo de ensayo.

Análisis: Debido a que la sangre está suspendida en la solución de sulfato de cobre en el tubo de ensayo, ρ sangre = ρ sulfato de cobre, y la densidad de la sangre es igual a la densidad de la solución de sulfato de cobre en la prueba tubo.

3. Aplicación integral

Para preguntas integrales, es decir, preguntas que combinan flotabilidad con densidad, presión, condiciones de equilibrio de dos fuerzas y palancas, etc., siempre que se cumpla lo anterior. Los métodos se utilizan de forma flexible y el problema se puede resolver sin problemas. Mire los siguientes ejemplos.

Ejemplo 6: Un estudiante usa el mismo densímetro para medir y comparar las densidades de dos líquidos A y B. La situación de medición se muestra en la Figura 4. Luego, la relación de densidad entre los dos líquidos A y B es ( )

A.

B.

C.

D. No estoy seguro

Análisis: Tanto el líquido A como el B en la imagen pueden hacer que el densímetro flote sobre la superficie del líquido. Por el método del equilibrio de dos fuerzas, sabemos que F flotante A = F flotante B = G objeto, y porque el volumen del densímetro sumergido en el líquido A es mayor que el volumen sumergido en el líquido B. Ahora mismo . Por el método de la fórmula, sabemos que, por lo que tenemos

Sabemos por

Entonces la opción C es correcta.

Ejemplo 7 La figura 5 es una vista esquemática en sección transversal de una estructura de dispensador de agua. El cuerpo flotante A y la válvula C en el tanque de control están conectados a través de una varilla de luz. Se sabe que el nivel del agua. El agua pura en el barril tiene 40 cm de altura y el área de la sección transversal de la válvula C es 1 cm2, independientemente de la masa del cuerpo flotante A y de la propia válvula C. Cuando se mantiene un cierto nivel de agua, ¿cuál es la fuerza de flotación al flotar? cuerpo A?

Análisis: Primero realice un análisis de tensión en el cuerpo flotante A. El cuerpo flotante A está equilibrado por la fuerza de flotabilidad y la presión de la válvula C sobre el cuerpo flotante A, por lo que.

La presión de la válvula C sobre el cuerpo flotante A y la fuerza de soporte del cuerpo flotante A sobre la válvula C son un par de fuerzas que interactúan, que son iguales en magnitud y opuestas en dirección. El cuerpo flotante A en la válvula C también es igual a la flotabilidad del cuerpo flotante A. , es decir,

Analice la fuerza de la válvula C nuevamente Independientemente de la gravedad, la válvula C está equilibrada por la presión del agua. y la fuerza de soporte del cuerpo flotante A. Por lo tanto,

El ejemplo 8 es un trozo de hielo que flota sobre el agua, entonces, cuando el hielo se derrite, ¿cambia la altura de la superficie del agua? ¿Cómo cambia el nivel del agua si el hielo contiene rocas o madera?

Análisis Para determinar el cambio en la altura de la superficie del agua antes y después de que el hielo se derrita, es necesario comparar el tamaño de la fila V antes de derretirse con el tamaño después de derretirse. Es el volumen de agua desplazada por. la madera o piedra después de que el hielo se derrita.

(1) Si no hay impurezas en el hielo, digamos que la masa de hielo es m hielo y la masa de hielo que se convierte en agua después de derretirse es m agua helada. Porque el hielo flota antes de derretirse,

,

es decir,

después de derretirse, y

por lo tanto,

Por lo tanto, la altura de la superficie del agua no cambia antes y después de que el hielo se derrita.

(2) Si el hielo contiene bloques de madera, se puede ver por el hecho de que el hielo y los bloques de madera flotan antes de que el hielo se derrita.

, es decir

Después de que el hielo se derrite, se sabe por (1)

Debido a que el bloque de madera flota, hay

Entonces, es decir

Entonces,

No hay cambios en la altura de la superficie del agua antes y después de que el hielo se derrita.

(3) Si el hielo contiene piedras, el hielo y las piedras lo procesarán antes de derretirse. Flotando, entonces

, es decir.

Cuando el hielo se derrite y se convierte en agua, la piedra se hunde a causa de, entonces

,

Entonces.

Publicado originalmente en "Referencia para la enseñanza de física en la escuela secundaria" 2005.9

Cómo identificar diagramas de circuitos

Tang Xiaosheng, escuela secundaria Samsung Wu Zhongliang, condado de Lezhi, Sichuan Provincia

Identificar correctamente los diagramas de circuitos es el requisito de capacidad más básico para los estudiantes de secundaria. Algunos cálculos eléctricos siempre requieren un análisis de circuitos por adelantado, lo que juega un papel importante en el examen de ingreso a la escuela secundaria. Los puntos de las preguntas finales sobre electricidad en el examen de ingreso a la escuela secundaria son a menudo El problema de la identificación de circuitos es generalmente difícil de entender para los estudiantes, y también es un problema que se encuentra a menudo en la escuela secundaria y más tarde en trabajos que involucran conocimientos eléctricos. hay que prestarle mucha atención. Para superar con éxito el nivel de identificación de circuitos, debes eliminar obstáculos en conocimientos y métodos. Ahora me gustaría plantear varias cuestiones clave y discutirlas con ustedes para ofrecerles algunas sugerencias.

1. Conceptos y características de circuitos en serie y en paralelo

La página 106 del primer volumen del libro de texto de octavo grado de People's Education Press dice: "Dos pequeñas bombillas están conectadas por sus extremos". Para finalizar, y luego se conectan al circuito, decimos que las dos bombillas están conectadas en serie" y "los dos extremos de las dos bombillas pequeñas se conectan entre sí y luego se conectan al circuito, decimos que las dos bombillas están conectados en paralelo”, Volumen 2 del libro de texto original No. 57 La página tiene una narrativa similar.

No es difícil ver las características de los circuitos en serie y en paralelo a partir de las definiciones anteriores de serie y paralelo. En un circuito en serie, generalmente, todos los aparatos eléctricos están conectados y desconectados. Se influyen entre sí independientemente del interruptor donde esté conectado, controla todo el circuito, mientras que un circuito paralelo tiene dos o más ramas, y cada aparato eléctrico funciona de forma independiente. El interruptor del circuito principal controla todo el circuito y el interruptor. del circuito derivado solo controla el circuito donde está ubicado.

2. Método de juicio de circuitos en serie y paralelo

1. Utilice el método de conexión eléctrica para analizar el método de conexión de los aparatos eléctricos en el circuito. Los conectados uno por uno en secuencia son conexiones en serie y los conectados en paralelo entre dos puntos del circuito son conexiones en paralelo.

2． Según el método actual, en un circuito en serie la corriente no tiene ramas, mientras que en un circuito en paralelo la corriente principal se divide en varias partes en las ramas.

3. ***Mismo método de punto de contacto En la conexión en serie, un aparato eléctrico tiene solo un punto de conexión idéntico con otro aparato eléctrico, mientras que en la conexión en paralelo, un aparato eléctrico tiene dos puntos de conexión con otro aparato eléctrico el mismo punto de conexión.

4. Al analizar las conexiones del circuito, comience desde el terminal positivo de la fuente de alimentación y siga la dirección de la corriente hasta el terminal negativo de la fuente de alimentación.

5． Dado que la conexión de múltiples aparatos eléctricos en el nivel de escuela secundaria no implica conexiones mixtas, para los estudiantes de secundaria, el resultado final de la conexión del circuito solo puede ser uno de los dos métodos básicos de conexión del circuito: conexión en serie y conexión en paralelo.

6. Debido a la diversidad de métodos de dibujo de circuitos, los estudiantes no están acostumbrados y es difícil identificarlos. En este momento, solo necesitan organizar y cambiar el diagrama del circuito original a una forma estándar común y ver la esencia a través del mismo. fenómeno. Por ejemplo, la forma estándar de la Figura 1 es la Figura 2, la forma estándar de la Figura 3 es la Figura 4, la forma estándar de la Figura 5 es la Figura 6 y las Figuras 7 y 8 se pueden dibujar en formas estándar.

Figura 1

Figura 3

Figura 5 Figura 6

Figura 7 Figura 8

3. Tratamiento especial de varios componentes comunes del circuito

Estamos analizando el circuito Al conectarlo, Es frecuente que otros componentes como interruptores, voltímetros, amperímetros, etc., que son "bloqueadores", tengan un gran impacto negativo en nuestro análisis de circuitos más complejos si algunos componentes se pueden eliminar del diagrama del circuito. El estado de conexión original de los aparatos eléctricos no se ve afectado después de retirar los componentes, el diagrama del circuito original se puede simplificar para revelar la "verdadera cara del Monte Lu". Para ello podemos simplificar completamente en función de las características de los componentes a desmontar. El método es:

1. Si el interruptor está cerrado, pase un cable para conectarlo al interruptor original. Si el interruptor está abierto, retire este cable por completo.

2． Voltímetro Dado que la resistencia del voltímetro es muy grande, el punto de conexión al voltímetro puede considerarse como un circuito abierto y solo es necesario retirar el voltímetro.

3. Dado que la resistencia del amperímetro es muy pequeña, el lugar donde está conectado el amperímetro puede considerarse como un cortocircuito y el lugar donde se retira el amperímetro debe conectarse con un cable.

El diagrama simplificado obtenido mediante el método anterior muestra la situación de conexión de los aparatos eléctricos, es decir, la situación de conexión de los aparatos eléctricos en el circuito original. Para este paso, lo mejor es dibujar el diagrama del circuito original en papel borrador con un lápiz, luego comenzar desde el terminal positivo de la fuente de alimentación y agregar y eliminar uno por uno hasta llegar al terminal negativo de la fuente de alimentación. Por ejemplo, necesitamos determinar el estado de conexión de las resistencias R, R y R cuando los interruptores S y S están desconectados en la Figura 9. Los diagramas de circuito simplificados del interruptor, voltímetro y amperímetro en secuencia se muestran en las Figuras 10. 11 y 12 respectivamente. Podemos ver fácilmente en la Figura 12 que las resistencias R y R están conectadas en serie.

Figura 9　　　　　　到　　　　logue 11 ¿Qué tipo de cantidad física mide el amperímetro? La corriente a través de la cual mide el amperímetro depende de a qué cadena está conectado. El voltaje que mide el voltímetro depende de cuyos dos extremos. El voltímetro está conectado directamente (nota: el voltaje de la fuente de alimentación es el voltaje total, es decir, el voltaje más alto, como en la Figura 10, no se puede decir que el voltímetro mida el voltaje total de la fuente de alimentación y R1, pero solo puede se dice que es el voltaje de R3). A veces, para circuitos más complejos, es necesario simplificar el circuito junto con el tercer punto anterior y luego restaurar el medidor al circuito uno por uno de acuerdo con el diagrama del circuito original para tomar decisiones que reduzcan la dificultad.

5. Cambios en el reóstato deslizante

Primero, averigüe la conexión del reóstato deslizante. Dado que el reóstato deslizante se usa "uno hacia arriba y otro hacia abajo", la parte conectada al circuito es la parte entre el control deslizante y el poste de unión inferior. Muchas personas no pueden entender la conexión del reóstato deslizante en el diagrama del circuito, pero. simplemente no entienden la situación real. Las conexiones físicas son exactamente las mismas que los símbolos de los componentes. De hecho, cuando el control deslizante se desliza, podemos ver directamente en el diagrama del circuito si la pieza se ha alargado o acortado, determinando así si. la resistencia de la parte conectada al circuito ha aumentado o disminuido. Solo aclarando verdaderamente este problema podremos comprender mejor los cambios en la corriente y el voltaje, así como los cambios en la resistencia, la corriente y el voltaje de todo el circuito. Como se muestra en la Figura 13, la parte sombreada en el símbolo del componente del varistor deslizante es la parte conectada al circuito. Figura 13 Las estrategias auxiliares pueden traer alegría cuando se aplican. De hecho, nuestro análisis de circuitos es una síntesis compleja que debe considerarse de manera integral y requiere un pensamiento fluido y relámpago. No necesitamos estar limitados por los métodos anteriores. Solo podemos usarlos de manera selectiva, flexible, integral y flexible. , debemos prestar atención a tratar cada método como reactivos que participan en reacciones químicas. Lo que esperamos es que estos reactivos participen en reacciones químicas para formar nuevas sustancias, experimenten cambios cualitativos y busquen diferencias en la divergencia. y lograr la mitad del resultado con el doble de resultado. Echemos un vistazo al circuito de la pregunta de cálculo en el examen de ingreso a la escuela secundaria de 20003. En la Figura 14 (Figura 8 de la ciudad de Guangzhou), puede ver inmediatamente que cuando S1 y S2 están desconectados, las resistencias R1 y R2 están conectadas en serie, el voltímetro mide el voltaje de R2 y el amperímetro mide la corriente a través de R1 o R2; Para cuando S1 y S2 están cerrados, la resistencia R2 está en cortocircuito, R1 y R3 están conectados en paralelo, el amperímetro mide la corriente del circuito principal y el voltímetro indica 0, etc., debe conocer la situación claramente. En la Figura 15 (Figura 23 de la ciudad de Lanzhou), cuando S1 y S2 están desconectados, L y R1 están conectados en serie, y cuando S1 y S2 están cerrados, R1 y R2 están conectados en paralelo, en varios casos, el reóstato R1 se conecta; la parte Pb al circuito. Cuando el control deslizante P se desliza hacia el terminal a, la resistencia del circuito conectado a él aumenta. Si el control deslizante P se desliza hacia el terminal b, la resistencia del circuito conectado a él disminuye y la lectura en el. El voltímetro permanece sin cambios. El voltaje de la fuente de alimentación, etc., debe tener confianza.

¿Qué pasa con la situación en la Figura 16 (Provincia de Qinghai, Figura 11)? Para aquellos con buenos conocimientos, habilidades y calidad psicológica, ¡este problema es solo un tigre de papel que puede ser atravesado de un solo golpe!

Cabe mencionar que muchas personas tienen miedo de situaciones dinámicas como el encendido y apagado de interruptores y las cuchillas deslizantes de los reóstatos deslizantes. De hecho, solo necesitamos. Para mantener Lo más importante es tener la mente clara y distinguir entre diversas situaciones. Es una enfermedad común mirar los problemas de manera confusa y aislada. Recuerde que es mejor atacarlos individualmente. ¡Apresuradamente y retírate cuando surjan dificultades! No hay duda de que hay dudas en el aprendizaje, pero las dudas conducen al progreso. Inténtelo con valentía, preste atención al análisis de su propio caso y reflexione sobre sus errores. Mientras no cometa errores repetidos, los errores no lo harán. ¿Haces que cada vez te acerques paso a paso al correcto? Nadie es un santo y nadie puede cometer errores. Si conoce sus errores, simplemente corríjalos. Nadie puede tener éxito por casualidad. "Toda perseverancia y trabajo duro serán recompensados, tarde o temprano, siempre viene después de la tormenta". .

Habilidades para responder preguntas de tablas de datos en materias de física

Zheng Ai, Facultad Provincial de Medicina Tradicional China de Hubei Jingzhou

En los últimos años, en varios exámenes de física, Ha habido algunas preguntas de prueba que requieren respuestas basadas en los materiales de la tabla de datos enumerados en el diseño de la pregunta. Ahora hablemos de los métodos y técnicas generales para resolver este tipo de preguntas con ejemplos.

1. Analice y razone la respuesta basándose en la tendencia de los cambios de datos.

Ejemplo 1: Para estudiar el impacto de la temperatura del filamento en la vida útil promedio de las lámparas incandescentes, se El instituto de investigación realizó el siguiente experimento para mantener la bombilla. La presión del gas inerte en el interior es de 0,1 atmósfera y el espesor del filamento de tungsteno es de 250 μm. Al cambiar la corriente en el filamento de tungsteno, se cambia la temperatura del filamento de tungsteno. La relación entre la vida útil promedio de la bombilla y la temperatura y corriente del filamento se mide como se muestra en la siguiente tabla.

Temperatura del filamento Corriente/A Vida útil media/h

2000 6,05 800

2200 6,61 377

2300 7,48 29,5

2600 8.34 3.4

El análisis de los datos experimentales muestra que bajo las mismas condiciones experimentales anteriores, cuando la temperatura del filamento es 180090, su vida útil promedio es la más cercana a (　)

(Pregunta de muestra del examen de ingreso a la escuela secundaria de la ciudad de Hubei Jingzhou 2003)

Para resolver esta pregunta, debe seleccionar el filamento de acuerdo con la tabla de registro de datos de "Investigación sobre el efecto de la temperatura del filamento en la vida útil promedio de las lámparas incandescentes" Valor posible de la vida útil promedio de la lámpara cuando la temperatura es de 1800°C.

La lectura de la tabla muestra que cuanto menor sea la temperatura del filamento, mayor será la vida útil media de la bombilla. Cuando la temperatura del filamento es de 2000°C, la vida útil media es de 800h. Cuando la temperatura del filamento es de 1800°C, la vida media de la bombilla debe ser superior a 800 horas. A partir de esto se puede determinar que D es correcta.

2. Cálculo cuantitativo y respuesta basado en la ley de cambios de datos

Ejemplo 2: al tomar fotografías, elija diferentes "aperturas" para controlar el área de entrada de luz de la lente. ; elija diferentes velocidades de obturación para controlar el tiempo de entrada de luz en la lente. El propósito de combinar los dos es mantener constante la energía luminosa recibida por la película. Si la energía luminosa es demasiado grande o demasiado pequeña, no podrá obtener buenas fotografías. La siguiente tabla muestra varias combinaciones correctas de apertura y obturador en determinadas circunstancias. En la fila "Obturador", "15" significa que el obturador se abre durante 1 s/15, y así sucesivamente: En la fila "Apertura", "16" ". significa que el diámetro de la parte transmisora ​​de luz de la lente es igual a la distancia focal de la lente, que es 1/16, y así sucesivamente. Calcula el número que se debe rellenar en el último cuadro de la línea de apertura.

Apertura 16 11 8 5,6 4 2,8

Obturador 15 30 60 125 250 500 1000

(Preguntas del concurso nacional de conocimientos de física aplicada de la escuela secundaria de 2003)

La solución es observar los datos del "obturador" en la tabla de configuración del problema y encontrar que de 15 a 1000, los últimos datos son siempre el doble de los datos adyacentes anteriores. Al observar los datos de "apertura", encontramos que los datos primero, tercero y quinto (es decir, los datos impares) disminuyen en secuencia a la mitad. Sea el séptimo dato x, x debe ser la mitad del quinto. datos, es decir, x/ 4=1/2, entonces x=20

Por supuesto, esta pregunta también se puede responder basándose en la relación cuantitativa entre "obturador" y "apertura".

3. Amplíe los datos para responder preguntas basadas en el patrón de cambio de datos.

Ejemplo 3: un grupo de interés extracurricular llenó cubos de plástico con cuatro líquidos diferentes de densidades conocidas y utilizó un dinamómetro de resorte. Los pesó, registrando los datos en la siguiente tabla.

Densidad del líquido (g/cm3) 0,8 1,0 1,2 1,4

Indicación del dinamómetro de resorte (N) 1,6 1,8 2 .

(1) Si a. Un balde pequeño se llena con un líquido de densidad desconocida y el medidor de fuerza del resorte indica 2.3 N, Xiaohong ha calculado que la densidad del líquido es _______ kg/m3.

(2) Cuando el dinamómetro de resorte indica _______N, la densidad del líquido es cero.

(Preguntas del examen de ingreso a la escuela secundaria de la ciudad de Jinan, Shandong de 2002)

Solución a esta pregunta: la tabla enumera los valores correspondientes de la indicación del dinamómetro y la densidad del líquido, pero el dinamómetro que necesita ser respondido La lectura o el valor de densidad no está dentro de los datos enumerados. En este caso, los datos de la tabla se pueden expandir en ambos lados de acuerdo con el patrón de cambio entre los datos de la tabla y luego responder. la pregunta.

Los datos de la tabla ampliada son los siguientes:

Densidad del líquido (g/cm3) 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,5

La indicación del resorte medidor de fuerza (N) 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,3

Las respuestas se pueden responder fácilmente según la tabla de datos ampliada.

4. Según la tendencia de los cambios de datos, proporcione respuestas resumidas cualitativas.

Ejemplo 4: para estudiar la capacidad de absorción de calor de objetos de diferentes colores, se realizó el siguiente experimento. Listo:

Vierte agua de la misma calidad y temperatura en dos botellas de leche, y envuelve las botellas con papel blanco y papel negro. Como se muestra en la imagen. Luego coloca las dos botellas al sol y mide la temperatura del agua en las botellas cada 3 minutos.

Después de media hora de experimento, los cambios en la temperatura del agua en la botella son como se muestran en la siguiente tabla:

Tiempo de luz solar/min 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Temperatura de la botella de papel blanco/℃ 23 24 25 25 26 26 27 28 29 29 30

Temperatura de la botella de papel negro/℃ 23 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

Analizó los datos experimentales y llegó a la conclusión:

(Preguntas de muestra del examen de ingreso a la escuela secundaria de la ciudad de Hubei Jingzhou de 2003)

La solución se puede ver en En la tabla de datos de registro experimental, como A medida que aumenta el tiempo de luz solar, las temperaturas de ambas botellas continúan aumentando, pero la amplitud del aumento es diferente y los datos crecientes no tienen reglas específicas. De esto, se puede concluir cualitativamente: como. A medida que aumenta el tiempo de luz solar, el papel blanco. Las temperaturas tanto de la botella como de la botella de papel negra continúan aumentando, pero la temperatura de la botella de papel blanca aumenta lentamente y la temperatura de la botella de papel negra aumenta rápidamente, lo que indica que el objeto blanco tiene una capacidad débil para absorber calor y el objeto negro tiene una gran capacidad para absorber calor.

Publicado originalmente en "Middle School Physics" (Harbin), enero de 2004

Into the "Urban Heat Island Effect"

Yin Liangguo, Century Middle School, Ciudad de Shouguang, provincia de Shandong

Ámbito de aplicación: es adecuado para que los estudiantes de secundaria amplíen sus conocimientos y puedan conectar los conocimientos de física que han aprendido con la vida real. con el espíritu del actual examen de ingreso a la escuela secundaria que requiere que los estudiantes apliquen conocimientos para resolver problemas prácticos.

Es posible que hayas tenido esta experiencia: cuando estás en la ciudad, sentirás que el calor es insoportable, pero cuando llegamos al campo, puedes sentir la brisa fresca soplando en tu rostro, que inmediatamente. Te hace sentir renovado. Penetra en los huesos y el calor desaparece. ¿Por qué hay una diferencia de temperatura tan grande entre las ciudades y las zonas rurales? Esto se debe al efecto isla de calor urbano. Por tanto, es necesario que entremos en el “efecto isla de calor urbano”.

El llamado efecto isla de calor urbano, en términos sencillos, se refiere al fenómeno de que el desarrollo de la urbanización hace que la temperatura en la ciudad sea más alta que en los suburbios exteriores. En el mapa meteorológico de isotermas atmosféricas cercanas a la superficie, la temperatura cambia muy poco en la vasta área suburbana, como una superficie del mar en calma, mientras que el área urbana es un área obvia de alta temperatura, como una isla que sobresale de la superficie del mar, porque tal Las islas representan áreas de alta temperatura, por lo que las áreas urbanas se denominan vívidamente islas de calor urbanas. En verano, la temperatura en algunas zonas de la ciudad puede ser de 6°C o incluso superior a la de los suburbios, formando una isla de calor de alta intensidad.

Se puede ver que la isla de calor urbana refleja el concepto de diferencia de temperatura. Siempre que exista una diferencia de temperatura significativa entre la ciudad y los suburbios, se puede decir que existe una isla de calor urbana. Por tanto, las islas de calor urbanas pueden producirse durante todo el año. Sin embargo, el principal impacto en la vida de los residentes es el efecto isla de calor provocado por las altas temperaturas en verano. La investigación médica muestra que la temperatura ambiente está estrechamente relacionada con las actividades fisiológicas del cuerpo humano. Cuando la temperatura ambiente es superior a 28 °C, las personas se sentirán incómodas; cualquier temperatura más alta provocará fácilmente irritabilidad, insolación y trastornos mentales; La temperatura es superior a 34°C y las frecuentes olas de calor también pueden causar una serie de enfermedades, especialmente la incidencia de enfermedades cardíacas, cerebrovasculares y respiratorias, y la tasa de mortalidad. Además, las altas temperaturas también aceleran la velocidad de las reacciones fotoquímicas, aumentando así la concentración de O3 en la atmósfera, exacerbando la contaminación del aire y dañando aún más la salud humana.

Entonces, ¿cómo se forman las islas de calor urbanas? ¿O qué causa las islas de calor urbanas? La formación de islas de calor urbanas es obviamente inseparable del desarrollo de la urbanización. Hay cuatro razones directas para su formación:

Primero, las características de la superficie urbana subyacente (la superficie de contacto entre el fondo de la atmósfera). y la superficie terrestre). Una gran cantidad de estructuras artificiales en la ciudad, como pisos pavimentados, varias paredes de edificios, etc., han cambiado las propiedades térmicas de la superficie subyacente. Estas estructuras artificiales absorben calor rápidamente pero tienen una capacidad calorífica pequeña en las mismas condiciones de radiación solar. , tienen un mayor consumo de energía que la superficie natural subyacente (espacios verdes, superficies de agua, etc.) se calientan rápidamente, por lo que la temperatura de su superficie es significativamente más alta que la de la superficie natural subyacente. Por ejemplo, en verano, cuando la temperatura del césped es de 32°C y la temperatura de la copa de los árboles es de 30°C, la temperatura del piso de cemento puede alcanzar los 57°C y la temperatura de la carretera asfaltada puede llegar hasta los 63°C. C. Estos objetos de alta temperatura forman una enorme fuente de calor, horneando la atmósfera circundante y a nosotros. ¿Cómo es posible que el entorno vivo no esté caliente?

La segunda razón principal es la contaminación del aire urbano. Los vehículos de motor, la producción industrial y un gran número de actividades multitudinarias en las ciudades producen una gran cantidad de óxidos de nitrógeno, dióxido de carbono, polvo, etc. Estas sustancias pueden absorber una gran cantidad de energía de radiación térmica en el medio ambiente, produciendo el conocido efecto invernadero. efecto y causar mayor contaminación atmosférica.

La tercera razón principal es la influencia de las fuentes de calor artificiales. Las fábricas, los vehículos de motor, las vidas de los residentes, etc. queman diversos combustibles y consumen mucha energía. ¡Innumerables hornos arden y emiten calor!

La cuarta razón es que la superficie natural subyacente de la ciudad ha disminuido. El número de edificios, plazas, calles, etc. en la ciudad ha aumentado significativamente y los factores naturales como los espacios verdes y los cuerpos de agua han disminuido en consecuencia. Se emite más calor y se absorbe menos, y la capacidad de aliviar la isla de calor. El efecto se ha debilitado.

Dado que el aumento de las estructuras artificiales y la reducción de las superficies naturales subyacentes en las ciudades son las principales causas del efecto isla de calor, aumentar la proporción de superficies naturales subyacentes en las ciudades a través de varios canales es la clave para mitigar el efecto urbano. Islas de calor. Una de las formas efectivas de efecto.

El espacio verde urbano es el principal factor natural de la ciudad, por lo que desarrollar vigorosamente el verde urbano es una medida clave para reducir el impacto de las islas de calor. Los espacios verdes pueden absorber la radiación solar y la mayor parte de la energía radiante absorbida se utiliza para la transpiración de las plantas y el consumo de calor y se convierte en energía química durante la fotosíntesis. El calor utilizado para aumentar la temperatura ambiente se reduce considerablemente. Las plantas de jardín en espacios verdes absorben continuamente el calor del ambiente a través de la transpiración y reducen la temperatura del aire ambiente. Cada hectárea de espacio verde puede absorber una media de 81,8 megajulios de calor del entorno cada día, lo que equivale al efecto refrescante de 189 aparatos de aire acondicionado. Las plantas de jardín realizan la fotosíntesis y absorben dióxido de carbono del aire. Una hectárea de espacio verde puede absorber un promedio de 1,8 toneladas de dióxido de carbono cada día, debilitando el efecto invernadero. Además, las plantas de jardín pueden retener polvo en el aire. Cada hectárea de espacio verde puede retener 2,2 toneladas de polvo por año, lo que reduce el contenido de polvo de la atmósfera ambiental en aproximadamente un 50% e inhibe aún más el calentamiento atmosférico.

Las investigaciones muestran que la cobertura verde urbana es inversamente proporcional a la intensidad de la isla de calor. Cuanto mayor es la cobertura verde, menor es la intensidad de la isla de calor. Cuando la cobertura es superior al 30 %, el efecto de isla de calor se debilita significativamente. ; la cobertura es superior al 50%, el efecto de los espacios verdes en la reducción de la isla de calor es extremadamente obvio. Los espacios verdes concentrados con una escala de más de 3 hectáreas y una tasa de cobertura verde de más del 60% son básicamente equivalentes a la temperatura de la superficie natural subyacente en los suburbios, es decir, se elimina el fenómeno de la isla de calor y una baja Se forma un área de temperatura centrada en el espacio verde en la ciudad, convirtiéndose en un ambiente al aire libre popular para las personas. Un excelente entorno para actividades recreativas.

Además de los espacios verdes que pueden aliviar eficazmente el efecto de isla de calor urbana, la superficie del agua, el viento, etc. también son factores eficaces para mitigar las islas de calor urbanas. La capacidad calorífica del agua es grande. Cuando se absorbe el mismo calor, el valor de aumento de temperatura es el más pequeño, lo que muestra una temperatura más baja que otras superficies subyacentes que absorben calor, lo que también puede reducir la temperatura del cuerpo de agua.

La energía eólica puede eliminar el calor de las ciudades y aliviar hasta cierto punto las islas de calor urbanas. Por lo tanto, al planificar los edificios urbanos, es necesario tener en cuenta la dirección local del viento. No construir todos los edificios en dirección este-oeste, sino hacerlos en un patrón que facilite la circulación del aire. Quitar las paredes altas del patio de algunas unidades y convertirlas en edificios estilo cerca para aumentar la circulación del aire.

Al mismo tiempo, reducir la liberación de calor provocada por el hombre, tratar de cambiar el carbón doméstico por gas licuado, gas natural y calefacción central también son contramedidas importantes.

Dado que el efecto isla de calor está relacionado con los intereses vitales de todos, debemos empezar por nosotros mismos y hacer todo lo posible para frenar el efecto isla de calor. Por ejemplo: si podemos viajar en autobús, no conduciremos un coche privado. Lo mejor es andar en bicicleta para viajes cortos en verano, lo mejor es poner el aire acondicionado más alto...

Si cada uno de nosotros puede prestarle atención, creo que con el esfuerzo de todos, nuestros veranos ya no serán insoportablemente calurosos y nuestras ciudades serán cada vez más habitables.