测试流速与压力关系中的真题
1.用“流体压力和流速的关系”来解释风吹沙丘准确吗?
流体压力与流速的关系可以用来科学地解释硬币“跳高”、飞机获得升力、足球以“香蕉”形状行走等现象。硬币、翅膀、足球等。这里都是一个完整的物体,由于完整物体的不同部分受到的大气压力不同,所以整个身体向某个方向运动是可以理解的。
沙丘是不同的。他们看起来像一个整体,但沙粒是分散的。沙丘的运动只是多个沙粒运动的综合表现。正如竺可桢先生在《进军沙漠》中所描述的,“沙丘的前进不是一个整体的运动”,而是由小沙粒的运动产生的一个整体的运动。因此,用“流体压力与流速的关系”来解释沙丘的移动方向是否不妥?
从题目提供的答案来看,目的是以“风吹沙丘”为载体,考察流体压力与流速的关系。乍一看,沙丘左侧的风速度高,气压低,而沙丘右侧的风速度低,气压强。在气压差的作用下,整个沙丘应该是向左移动的,所以答案是a .然而,这显然是基于“沙丘”整体分析的“谬误”。
2.真的是从“风吹沙”的运动中“向左运动”吗?
风吹沙丘时,沙丘左侧风速大,上下沙粒的气压差使沙粒获得一个向上的力,使沙粒被“吹”离沙丘,使沙粒在风的作用下从沙丘的左下方沿着沙丘缓慢向上运动。当它们到达最高点时,沙粒会在重力的作用下向右侧滑落。随着沙粒的不断起伏,整个沙丘似乎在随风向右移动。这样的情况应该是可信的。
3.探索:
(1)实验探索:笔者在实验室用吹风机和沙堆做了这个问题的模拟实验:将一定量的沙子堆成小山形状,用吹风机取水平风,弱风和强风分别作用在沙堆上。可以观察到,当风力较小时,沙子沿迎风坡单向向上运动,然后落在背风坡上,使整个沙堆随风缓慢移动;风速过大时,沙粒被风吹起,越过沙堆,随风飞行一段距离后落在沙堆前,这样沙丘就会整体快速向前移动。
(2)文献研究:笔者知道沙漠中的沙丘确实受到气压的影响,但这种影响不是在沙丘运动的方向上,而是在沙丘的形状上。当风沙流过沙丘时,会产生不同的风速和气压变化。沙丘顶部风速高,气压低,沙丘背风坡风速低,气压高。沙丘背风坡形成漩涡,沙子堆积在沙丘背风坡的两侧,在背风坡的两个尖角之间形成马蹄形凹陷”(见右图)。也就是说沙丘随风向前运动,沙丘背风坡的凹陷与“流体压力与流速的关系”的知识显然,中考的命题人用一个简单的词“沙丘的运动”概括了自然界的一个复杂现象。
第三,反思:
利用身边的一些事、物,经过加工后作为考试命题的素材,体现了“从物理到社会”的精神。但在应用这些材料时,一定要注意材料的科学性和严谨性,以及材料与知识点的对应关系。严防出现“只是为了试题的新奇而含糊其辞或违背事实”的情况,对学生的学习造成不利影响。