Question

19．物理老師用礦泉水瓶為同學(xué)們演示了以下實(shí)驗(yàn)，請回答下列問題：

（1）在礦泉水瓶內(nèi)裝半瓶沙子，擰緊瓶蓋，用厚毛巾包住，手握毛巾用力快速晃動(dòng)瓶子約五分鐘后，沙子變熱，這是通過做功的方式使沙子內(nèi)能增加的．
（2）用礦泉水瓶從飲水機(jī)接水的過程中，聽到瓶中傳出的聲音的音調(diào)越來越高．
（3）將礦泉水瓶中灌滿水，用一張紙覆蓋瓶口，壓緊后倒置，瓶中的水和紙都不會(huì)下落，是因?yàn)榇髿鈮旱淖饔茫�若此時(shí)在瓶底用針扎一小孔，觀察到的現(xiàn)象是紙片掉下，水從礦泉水瓶中流出．
（4）如圖所示，將細(xì)線系在礦泉水瓶下部，沿水平方向拉動(dòng)細(xì)線使其沿同一水平桌面勻速移動(dòng)，發(fā)現(xiàn)拉滿瓶水比拉半瓶水需要的力大，此現(xiàn)象表面在接觸面的粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大．

Answer 1

分析 （1）做功與熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式．
（2）先確定振動(dòng)的物體，振動(dòng)的物體質(zhì)量越大，體積越大，越難振動(dòng)，頻率越小音調(diào)越低；頻率越快，音調(diào)越高．
（3）杯中水不會(huì)下落，是因?yàn)榧埰�下部受到了大氣壓的作用，故說明了大氣壓強(qiáng)的存在；當(dāng)瓶底被扎破時(shí)，瓶中水的上方也有了大氣壓．
（4）在壓力一定時(shí)，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大，在接觸面粗糙程度一定時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大．

解答 解：（1）用力快速晃動(dòng)瓶子，人對瓶子、瓶內(nèi)的沙做功，沙子變熱，這是通過做功的方式改變物體的內(nèi)能；
（2）往礦泉水瓶中灌水時(shí)，瓶內(nèi)空氣柱振動(dòng)發(fā)出聲音，隨著水越來越多，空氣柱越來越短，越容易振動(dòng)，因此振動(dòng)的頻率越快，音調(diào)越高．
（3）一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓大約是1.0×10⁵Pa，它相當(dāng)于10m高的水產(chǎn)生的壓強(qiáng)；紙外受到大氣壓的作用，紙內(nèi)受到瓶中水產(chǎn)生的壓強(qiáng)的作用，大氣壓遠(yuǎn)大于瓶中的水產(chǎn)生的壓強(qiáng)，所以水和紙被大氣壓托著，不會(huì)下落．
當(dāng)瓶底被扎破一個(gè)小孔時(shí)，瓶中水的上方大氣壓與瓶外大氣壓相等，瓶中的水和紙片在自身重力的作用下下降，所以現(xiàn)象是紙片掉下，水從礦泉水瓶中流出．
（4）此現(xiàn)象表明：在接觸面的粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大．
故答案為：（1）做功；（2）高；（3）大氣壓；紙片掉下，水從礦泉水瓶中流出；（4）粗糙程度；壓力．

點(diǎn)評 本題利用生活中常見的礦泉水瓶考查了改變物體內(nèi)能的方式、影響音調(diào)的因素、大氣壓的存在、影響摩擦力大小的因素，難度不大，是一道基礎(chǔ)題；音調(diào)是指聲音的高低，音調(diào)跟頻率有關(guān)，頻率越大，音調(diào)越高．