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(共21张PPT)
第三部分　新中考　新理念
三、跨学科实践
1．(2023·广东)明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置——辘轳,沿用至今.题图甲是一种辘轳,由具有共同转动轴的大轮和小轮组成.提水时,用力使大轮转动,小轮随之转动并缠绕井绳,提起水桶.
(1)图甲所示辘轳可视为不等臂杠杆,为方便提水,它是按照______(选填“省力”或“费力”)杠杆来设计的.用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示,它的支点是“A”“B”或“C”中的____点.
省力
B
(2)设大轮与小轮的半径比为3∶1,水桶受到的总重力为90 N.使周长为
3 m的大轮转动一圈,水桶匀速上升,
井绳对水桶做功____J;若要使辘轳
静止在图乙所示位置,作用在C点最
小的力应为____N.(不计井绳的粗细
和自重)
(3)图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理,为了更省力,开关应选用____(选填“①”或“②”).
90
30
①
变式　 龙骨水车亦称“翻车”“踏车”“水车”,因为其形状犹如龙骨,故名“龙骨水车”,是我国历史上的主要灌溉农具.龙骨水车由车槽、木齿轮、刮板、木链等组成.如图所示,车身是木板制成的车槽,车头和车尾各装有一个木齿轮,车尾装的是小轮,车头装的是大轮,大轮连着拐木,木链条上装有刮板,并套在两木齿轮上.水车灌溉时,用力转动拐木,使大轮轴转动,带动槽内板叶刮水上行,倾灌于地势较高的田中.
(1)车头大齿轮与拐木组成了一个______(填简单机械名称).拐木长度大于大轮半径,相当于______杠杆.
(2)木链上有一个凹槽,作用是增大木齿与木链之间的________.
(3)某次农民伯伯用水车灌溉农田,作用在水车拐木上的力的平均功率为400 W,每分钟能将600 kg的水“刮”上1.2 m高的农田里,则农民伯伯每分钟做的有用功为__________J,此次灌溉农田的机械效率为______.(g取10 N/kg)
(4)请你提出一种改进方案,使水车用起来更省力:___________________
__________.
轮轴
省力
摩擦力
7.2×103
30%
增大拐木的长度(答案
合理即可)
2．(2023·江西)【探究名称】探究保温瓶的保温效果与什么因素有关.
【问题】有些同学喜欢用保温瓶带热水到校饮用.使用过程中发现瓶内装水较多时,保温效果较好;瓶内装水较少时,保温效果较差.据此,同学们猜想:保温瓶的保温效果可能与__________有关.
水的体积
【证据】针对同学们的猜想,甲、乙两组同学分别设计了一套方案.
甲组方案:利用五个规格相同的保温瓶(容积为2 L)在同一天进行实验.
(1)上午8∶00将不同体积、初温为98 ℃的热水,同时装入五个保温瓶内;
(2)下午6∶00打开五个保温瓶,同时测量并记录水温,计算出水降低的温度.
乙组方案:利用同一保温瓶(容积为2 L)分五天进行实验.
(1)每天上午8∶00将不同体积、初温为98 ℃的热水装入同一保温瓶内;
(2)每天下午6∶00打开保温瓶,测量并记录水温,计算出水降低的温度.
上述两套方案,都能控制实验时保温瓶的保温性能完全相同,但乙组方案不能保证每天的______完全相同.所以,同学们选择了甲组方案在实验室进行实验.收集的数据如下表:
室温
【解释】(1)本实验通过相同时间内______________来反映保温瓶的保温效果,这种研究方法称为转换法.
保温瓶编号 ① ② ③ ④ ⑤
水的体积(L) 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0
水的末温(℃) 79.0 81.5 83.0 85.5 84.5
水降低的温度(℃) 19.0 16.5 15.0 12.5 13.5
水降低的温度
水的初温:98 ℃
(2)分析实验数据可以得出初步结论:在其他条件相同的情况下,水量少于1.9 L时,水量越多,其保温效果越____;水量在1.9~2.0 L时,水量越少,其保温效果越好.
【交流】(1)经过讨论,同学们认为水量在1.9~2.0 L范围内的初步结论不一定可靠,原因是______________________________________________.
(2)实验过程中,水温下降是通过________的方式改变其内能的.
好
没有进行多次实验,实验结论具有偶然性,没有普遍性
热传递
(3)下列实验中也用到转换法的是____(填字母).
A．探究真空不能传声
B．研究光的传播时引入光线
C．探究平面镜成像特点时,用两支相同的蜡烛来比较像与物的大小关系
D．探究物体动能大小时,用木块被撞击后移动的距离来反映物体动能的大小
D
3．(2023·南通)阅读短文,回答问题.
综合实践活动——研究制作风速仪
　　【提出问题】风速是气象观测中的重要参数,常用风速仪测量.风速仪的工作原理是什么 怎样设计制作简易风速仪呢
　　【实地学习】同学们来到气象馆,了解了杯式风速
仪的工作原理.如图甲所示,质量较小的风杯可在360°
任意方向的风力带动下绕轴转动,转动时传感器将风速
转换成输出电流信号,再经系统处理后显示出风速值.在
测量范围内电流随风速增大而均匀增大.
杯式风速仪工作参数
量程 0.4~50 m/s
输出电流信号范围 4~20 mA
启动风速 0.4 m/s
电功率 ≤0.48 W
甲
　　【设计制作】受到杯式风速仪工作原理的启发,同学们设计并制作了简易风速仪,其原理如图乙所示.
电源为恒流源,能
始终提供大小恒定的
电流,电流表量程为0~
0.6 A,R0为10 Ω的定值
电阻,R1为压力传感器,无风时R1受到的压力为零,有风时迎风板受到的压力能大小不变地传递给R1,R1的阻值随压力F大小变化的关系如图丙所示.读出电表示数,即可知此时的风速.
　　同学们通过查阅资料,知道了风压是指单位面积上垂直于气流方向的平面上所受风的压力,风压与风速的关系如下表.
风速v/(m·s-1) 2 4 6 10 12 16 24
风压p/Pa 2.5 10 22.5 62.5 90 160 360
　　【进行实验】迎风板是一块面积为 0.15 m2的轻质薄板,测量时风始终垂直吹在迎风板上,记录电表示数,发现风速增大,电流表示数随着增大.
　　【交流评价】同学们从实验制作、实验效果等方面进行交流评价.
(1)关于文中杯式风速仪,下列说法不正确的是____(填字母).
A．风吹动风杯说明风具有能量
B．转轴中使用轴承可减小摩擦
C．风杯用密度小的材料制成
D．能在60 m/s风速下正常工作
(2)杯式风速仪正常工作20 min,最多消耗_____J的电能;某次杯式风速仪显示风速为31.4 m/s,则输出的电流信号为____mA.
D
576
14
(3)实验中,读出简易风速仪中电流表示数为0.4 A,电压表示数为8 V.
①R1=____Ω,所测的风速v=___m/s;
②恒流源提供_____A的恒定电流;
③若用此简易风速仪测量16 m/s的风速,则迎风板的面积至少需要______(选填“增大”或“减小”)________m2.
20
8
1.2
减小
0.1125
(4)对比文中杯式风速仪,简易风速仪存在的不足之处有:_____________
______________________________________________________ (写出一点即可).
在读取电表示
数时存在误差,不能十分准确地测出风速大小(答案合理即可)
4．如图甲是清代的手持消防水枪,它在消防灭火中发挥过一定作用,其部分结构如图乙所示:枪身由内外两个套筒组成,外筒底部是进水口,内筒顶端是喷水口、底部有活塞.使用时将进水口浸没在水中,先向上提内筒吸水,再向下压内筒喷水,如此反复.
【原理分析】使用消防水枪吸水时,主要是利用了________.
甲
大气压
【方案设计】如图丙和丁是小丽设计的消防水枪进水口的两种结构,合理的是____.
丙
【尝试实践】为了解消防水枪的使用效果,小丽和小科仿制了消防水枪并进行演示,用30 s将20 kg水喷到15 m高处,求他们对水做功的功率(g取10 N/kg).
解:喷水时对水做的功
W=Gh=mgh=20 kg×10 N/kg×15 m= 3 000 J
对水做功的功率
P===100 W.

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