Question

7．小明在參觀大橋工地時(shí)，發(fā)現(xiàn)江中心與江岸邊水流速度不同，岸邊水流速度幾乎為零，離岸遠(yuǎn)一點(diǎn)的地方水流速度較大，小明想：河水流速與到岸的距離有什么關(guān)系呢？
他邀請(qǐng)爸爸一起探究這個(gè)問(wèn)題，他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示的兩端開(kāi)口的L形玻璃管，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
（1）在實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)，將兩端開(kāi)口的L形玻璃管的水平部分置于水流中，豎直部分露出水面，當(dāng)水流以速度υ正對(duì)L形玻璃管的水平部分開(kāi)口端勻速流動(dòng)時(shí)，管內(nèi)外液面的高度差為h．改變水流速度υ的大小，分別測(cè)出與υ對(duì)應(yīng)的h值，將數(shù)據(jù)記錄在下表中．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7
υ/m•s-1	0	0.4	0.8	1.2	1.6	2.0	2.4
h/mm	0	16	64	144	256	400	576

根據(jù)表中數(shù)據(jù)反映的規(guī)律可知，當(dāng)h為196mm時(shí)對(duì)應(yīng)的水流速度為1.5m/s．
（2）再到江邊進(jìn)行實(shí)地測(cè)量，你認(rèn)為他們要測(cè)量的物理量是：管內(nèi)外液面的高度差h、到岸的距離s；
（3）實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量點(diǎn)江水渾濁，流向不定，怎樣才能保證L形玻璃管的水平部分開(kāi)口端正對(duì)著水流呢？請(qǐng)你幫小明想一個(gè)判斷的方法．（不添加其他實(shí)驗(yàn)器材）改變管口對(duì)應(yīng)水流的方向，直到管內(nèi)外液面的高度差最大為止．

Answer 1

分析 （1）利用表中的數(shù)據(jù)計(jì)算；
（2）測(cè)量點(diǎn)到河岸的距離x，對(duì)應(yīng)的豎直管中高出液面的水柱h；
（3）觀察豎直管中高出液面的水柱的高度變化；

解答 解：（1）水流速度為1.5m/s時(shí)的高度為h=$\frac{256-144}{4}$mm； 當(dāng)h為225mm時(shí)對(duì)應(yīng)的水流水的約等于1.5m/s；
（2）實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖且�探究河水流速與到岸的距離有什么關(guān)系，所以要測(cè)量某處到河岸的距離及此處的水流速度，而測(cè)量水流速度，需測(cè)出管內(nèi)外液面的高度差，所以實(shí)驗(yàn)中要測(cè)量管內(nèi)外液面的高度差h與到岸的距離s；
（3）若開(kāi)口正對(duì)著水流時(shí)，水流正對(duì)管口的速度最大，管內(nèi)外的液面高度差應(yīng)最大，所以可通過(guò)改變管口對(duì)應(yīng)水流的方向，直到管內(nèi)外液面的高度差最大為止．
故答案為：（1）1.5；（2）管內(nèi)外液面的高度差h、到岸的距離s；（3）改變管口對(duì)應(yīng)水流的方向，直到管內(nèi)外液面的高度差最大為止．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究河水流速與到岸的距離有什么關(guān)系實(shí)驗(yàn)，解決此題的關(guān)鍵是通過(guò)對(duì)表格中數(shù)據(jù)分析，首先定性分析大小變化關(guān)系，然后定量分析，得出h與v之間的關(guān)系，體現(xiàn)了物理與數(shù)學(xué)的聯(lián)系．