项目式学习六要素
问题驱动 2.持续探究 3.学生参与
4.学科融合 5.产品导向 6.评价引领
练习专题
1.“漏刻”是古代一种滴水计时的工具。项目式学习小组制作了一个漏刻,装置如图1,播水壶不断滴水,受水壶内由标尺与浮块组成的浮箭上升后,通过指针指向浮箭上标尺的刻度即可读取时间。
(1)测滴水量:播水壶装满水后,计划用烧杯接取滴水。为了减小误差,测量滴水的质量应选择以下方案中的______(填写序号)。
①先测空烧杯质量,接水后再测滴水和烧杯的总质量。
②先测滴水和烧杯的总质量,倒去水后再测烧杯质量。
测得1min滴水的质量为80g,则1刻钟(15min)滴水的体积为______;
(2)分析测算:圆筒形受水壶内部底面积,浮箭总重6N,长方体浮块的底面积、高3cm。受水壶内无水时,指针对应标尺的位置标记为“←开始滴水”。滴水后,当浮箭刚浮起时,受到的浮力为______N,此时受水壶内的水面高度为______cm;
(3)标尺定标:图2的标尺上每一格表示1cm,请你在标尺上对应位置标出“←3刻钟”______;
(4)成品试测:经检测,漏刻每1刻钟实际时间均超出15min,发现随着播水壶内水量减少,滴水间隔时间越来越长。为使滴水间隔时间相同,小组讨论后,将滴水壶装置改进成如图3所示,依据的物理知识是______。
2.遂宁大英的卓筒井被誉为“世界近代石油钻井之父”,是手工制盐的活化石。从井中提取盐卤水是制盐过程中的关键环节,其装置如甲图所示。某科创小组制作了一个模型来模拟提取过程,如乙图所示,图中的竹制汲卤筒顶端开口,底部装有硬质单向阀门;竹条具有韧性,对汲卤筒可以产生压力或拉力。汲卤筒在盐卤水中下降时单向阀门绕O点转动打开,盐卤水进入筒中;当汲卤筒上升时,单向阀门绕O点转动关闭。已知汲卤筒的高2m,质量2.4kg,密度0.6×103kg/m3,盐卤水的密度1.1×103kg/m3(汲卤筒底和阀门厚度及质量不计;g取10N/kg)。求:
(1)汲卤筒实心部分的体积;
(2)汲卤筒浸没在盐卤水中时受到的浮力大小;
(3)汲卤筒浸没在盐卤水中静止时,竹条对它所施加力的大小和方向;
(4)取出装满盐卤水的汲卤筒后,在竖直状态下,要将阀门刚好顶开至少需用多大的力(筒的取水口与单向阀门均看作面积为30cm2的圆形;盐卤水对阀门压力的作用点等效在阀门圆心处)。
3.科创社的同学设计并“3D”打印了一艘长方体轮船模型,为了对轮船进行测试,准备了一个薄壁长方体容器置于水平地面,其底面积为1800cm2,装有深度为9cm的水,如图1所示。轮船的质量为2.2kg,底面积为800cm2,总高度为16cm,如图2所示。轮船的下部有7个长方体水密隔舱(以便轮船漏水时,相互隔离,确保行船安全),每个隔舱的内部底面积均为100cm2,高度为10cm;轮船的上部可放置货物,并通过调整货物位置保持轮船不倾斜。忽略液体扰动等次要因素,已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)求容器中水的质量。
(2)设计组的同学从安全角度设想:在轮船满载(最大载重)时,假如有2个隔舱漏满水,稳定后轮船依然漂浮,且浸入水中的深度为14cm,求满载时货物的质量。
(3)测试组的同学对轮船进行漏水实验:将载货5kg的轮船置于容器中,通过扎孔使4个隔舱漏入一定质量的水,然后堵住小孔并保持轮船不倾斜,求此时水对轮船外底部的压强p与漏入隔舱内水的质量mx克(0<mx≤4000)之间的关系式。
4.综合实践活动课上,小江展示了自制的“小潜水艇”。如图甲所示,矿泉水瓶中装有适量的水,将一个未装满水的小玻璃瓶倒扣入矿泉水瓶中,给矿泉水瓶口盖上插有吸管的瓶盖,吸管与瓶盖之间密封且不接触瓶内的水面,小玻璃瓶沉在水底,小江通过吸管将矿泉水瓶中的气体吸出一部分,“小潜水艇”上浮了,如图乙所示。
(1)请分析解释“小潜水艇”上浮的原因。
(2)再说出一种能让“小潜水艇”上浮的方法。
5.在学习杠杆相关知识后,“飞天”兴趣小组尝试做了简易杆秤并进行了以下探究:
活动一:了解杆秤的构造及物理原理
如图甲所示,杆秤由秤盘(放置待称量的物体)、秤砣、秤杆(标有刻度,可读取被称物体质量)、提纽组成。
(1)参照图乙,图甲中提纽相当于杠杆的 ,结合“秤砣虽小压千斤”这句话,此时杆秤相当于 杠杆;
活动二:自制简易杆秤
该兴趣小组自制杆秤如图甲所示。其中:秤砣质量为200g,A点为秤盘挂绳位置,B点为提纽挂绳位置,C点为0刻度线位置。
(2)由图甲可知,利用该杆秤最多可称量 g的物体,D点处的刻度数为 g;
(3)忽略秤杆自身重量对杆秤平衡的影响,用m1表示秤砣质量,m2表示物体和秤盘质量,l1表示B、C之间的距离,l2表示A、B之间的距离。根据杠杆平衡条件,当秤砣在C点处平衡时,将满足 (用上述物理量表示),由此可得,秤盘的质量为 g。
(4)若想测量质量更大的物体,你可采取的办法是 (只写一条即可)。