Question

20．如圖為小柯在科技節(jié)中制作的“杠桿力臂演示儀”和“流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系演示儀”．
（1）如圖甲（杠桿自身質(zhì)量和摩擦忽略不計(jì)，固定裝置未畫(huà)出），O為支點(diǎn)，OA=OD=3OB=0.6米，CD=0.2米．在做背景的白紙上作有以O(shè)為圈心半徑為0.2米的圓．在A點(diǎn)掛5牛頓的重物G，要使杠桿水平平衡，則作用在B點(diǎn)豎直向下的力F_B應(yīng)為15牛，撤去F_B后，按圖示方向分別施加F_C、F_D兩個(gè)力，且毎次都使杠桿在水平位置平衡，則F_C、F_D大小關(guān)系為F_C=F_D．
（2）如圖乙，在注射器A、B處分別扎一個(gè)等大的小孔，插入兩根相同規(guī)格的硬質(zhì)塑料管（連接處密封），并 在管上分別系一個(gè)未充氣的同規(guī)格氣球（連接處不漏氣）．先慢慢往外拉活塞，使注射器中充滿空氣，接著快速向內(nèi)推動(dòng)活塞，在此過(guò)程中可現(xiàn)察到A、B兩孔處氣球的鼓起情況是②（填序號(hào)）．
①A孔處氣球大 ②B孔處氣球大 ③兩個(gè)氣球一樣大

Answer 1

分析 （1）根據(jù)杠桿平衡條件計(jì)算作用在B點(diǎn)豎直向下的力F_B的大�。煌ㄟ^(guò)比較F_C、F_D兩個(gè)力的力臂與F_B的力臂的關(guān)系，根據(jù)杠桿平衡條件分析F_C、F_D大小關(guān)系；
（2）流體的壓強(qiáng)跟流速有關(guān)，流速越大，壓強(qiáng)越�。�

解答 解：（1）根據(jù)杠桿平衡條件可得：G×OA=F_B×OB，
OA=3OB=0.6m，則OB=0.2m，
所以，作用在B點(diǎn)豎直向下的力F_B=$\frac{G×OA}{OB}$=$\frac{5N×0.6m}{0.2m}$=15N；
由圖可知，F(xiàn)_C、F_D兩個(gè)力的力臂均與F_B的力臂相等，都是圓的半徑，阻力和阻力臂不變，
撤去F_B后，按圖示方向分別施加F_C、F_D兩個(gè)力，且毎次都使杠桿在水平位置平衡，
根據(jù)杠桿平衡條件可知，F(xiàn)_C、F_D大小關(guān)系為F_C=F_D；
（2）由圖可知B的下端注射器的橫截面積大，A的下端注射器的橫截面積小，快速向內(nèi)推動(dòng)活塞，B的下端空氣流速小，壓強(qiáng)大，A的下端空氣流速大，壓強(qiáng)小，所以，
在此過(guò)程中可現(xiàn)察到A、B兩孔處氣球的鼓起情況是B孔處氣球大．
故答案為：（1）15；（2）F_C=F_D；（2）②．

點(diǎn)評(píng) 此題考查杠桿平衡條件的應(yīng)用、流體壓強(qiáng)和流速的關(guān)系，難點(diǎn)在（1），關(guān)鍵是從圖示中得出F_C、F_D兩個(gè)力的力臂均與F_B的力臂相等，然后利用杠桿平衡條件分析解答．