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演绎式探究:叶子姐姐在探究“质量为m、底面积为S的硬币起飞”的条件时:(1)她查阅资料得知:在地面附近同一高度或高度差不显著的情况下,空气流速v与压强p的关系可表示为:

题目详情
演绎式探究:
叶子姐姐在探究“质量为m、底面积为S的硬币起飞”的条件时:
作业帮
(1)她查阅资料得知:在地面附近同一高度或高度差不显著的情况下,空气流速v与压强p的关系可表示为:
1
2
ρv2+p=C 式中C是常量,ρ表示空气密度.根据上述关系式可知:空气流速越大,压强___.
(2)设计实验:如图所示,在水平桌面上放置一个硬币并沿箭头所示方向吹气,气流通过硬币上部,由于硬币下面没有气流通过,从而产生压力差,给硬币一个向上的动力,这个压力差刚好等于硬币重力时,硬币刚好“飞起”.则根据上述流速与压强的关系式可知,硬币下方空气压强p=___.刚好将硬币吹起时,硬币上、下表面的压力差△F=___.
(3)刚好将硬币吹起时吹气速度v的表达式___.(用ρ、S、m或g表示).
▼优质解答
答案和解析
由公式
1
2
v2+p=C,(式中C是常量,ρ表示空气密度)可知:
(1)空气流速越大,压强小;空气流速越小,压强大.
(2)在吹硬币时,硬币下方的空气流速为0,代入公式
1
2
ρv2+p=C中,得:
1
2
ρ×0+p=C,即:硬币下方空气压强p=C.
吹硬币时,硬币受到三个力的共同作用:硬币上表面的压力F、下表面的压力F、硬币的自重G;
那么刚好被吹起时,F=F+G,即:硬币上、下表面的压力差△F=G.
或,硬币上方的受到的压力:F=PS=(C-
1
2
ρv2)S=CS-
1
2
ρSv2
硬币下方受到的压力:F=PS=CS;
那么硬币上下的压力差为:△F=F-F=
1
2
ρSv2
(3)刚好吹起硬币时可看作硬币受到平衡力的作用,即△F=G.
此时硬币上方的压强为:P=C-
1
2
ρv2
硬币下方的压强为:P=C(空气流速为0);
那么硬币上下方的压强差为:P-P=△P=
1
2
ρv2
因为△F=△p•S
所以
1
2
ρv2•S=G即:v=
2G
ρS
=
2mg
ρS

故答案为:(1)越小;(2)C;G;(3)v=
2mg
ρS
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