超級跑車與你 期末一起超越

李長軍

題源：保時(shí)捷91IGT3的基礎(chǔ)上推出的限量版跑車，該車屬于賽車，為了更好地減輕車體質(zhì)量，車子采用碳纖維和凱夫拉纖維打造外殼，該車最高時(shí)速達(dá)414 km/h.從靜止加速到100 km/h只需2.9 s.

請根據(jù)以上信息，思考、梳理并計(jì)算完成以下問題：

1.當(dāng)這輛保時(shí)捷在向東的賽道上超越布加迪威龍時(shí)，保時(shí)捷上的賽車手和布加迪威龍上的賽車手分別看到對方是向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的？他們各自選擇的參照物是什么？

2保時(shí)捷從靜止加速到100 km/h的加速時(shí)間是2.9 s，行駛的路程大約為85.6 m.請你計(jì)算它在這段加速路程中的平均速度是多少？

3.站在賽道旁的觀眾只要聽聲音就知道哪輛車是保時(shí)捷，哪輛車是布加迪威龍.觀眾判斷的依據(jù)是什么？在城市中的主干道，如何減小噪聲對附近居民的影響？

4.現(xiàn)在的汽車大燈的燈泡前面很多都裝有一個(gè)透鏡，這個(gè)透鏡有什么作用？透鏡和燈泡的位置有什么關(guān)系？汽車大燈位置都安裝得相對比較低，這是什么物理原理？汽車的前擋風(fēng)玻璃是傾斜的，從光學(xué)角度分析有什么好處？

5.冠霆同學(xué)發(fā)現(xiàn)汽車中應(yīng)用了很多光學(xué)的原理，于是就進(jìn)行了下面（圖2）的研究，請你和他一起來完成吧.

（l）如圖2甲，將一束激光射至P點(diǎn)，形成一個(gè)光斑，向水槽內(nèi)慢慢注水，水槽底部光斑的位置將

（填“向左移動(dòng)”“向右移動(dòng)”或“不動(dòng)”），這說明光從空氣斜射入水中時(shí)，傳播方向

（填“會(huì)”或“不會(huì)”）發(fā)生偏折，實(shí)驗(yàn)中，光在空氣中的傳播路徑并不清晰，為了解決此問題.他在水面上方噴了一些

.

（2）如圖2乙，冠霆同學(xué)繼續(xù)探究光從空氣射入水中時(shí)的折射特點(diǎn)，他使用可折轉(zhuǎn)的光屏是為了研究折射光線、入射光線和法線是否

，如圖2丙，他將光沿著AO方向射向水面上的O點(diǎn)，光在水中沿著OB方向射出.調(diào)整激光筆，使入射光逐漸偏向法線，折射光也逐漸偏向法線，說明光從空氣斜射入水中時(shí).入射角減小，折射角隨之

（填“增大”“減小”或“不變”）.當(dāng)光沿著NO方向射入時(shí)，會(huì)沿ON方向射出，此時(shí)折射角為____.

6.冠霆同學(xué)在這輛保時(shí)捷的后備箱里發(fā)現(xiàn)一個(gè)備用零件，于是萌發(fā)了想測量該零件密度的想法，下面是他的測量步驟.

（1）將天平放在水平桌面上，并將游碼移至零刻度線處，分度盤的指針如圖3甲所示，此時(shí)應(yīng)將平衡螺母向

一（填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使天平橫梁平衡.

（2）測量零件質(zhì)量時(shí)，將最小為5g的砝碼放入托盤天平的右盤后.分度盤的指針如圖3乙所示，他接下來的操作是將____，直至天平橫梁平衡.

（3）天平平衡時(shí)，所用砝碼和游碼在稱量標(biāo)尺上的位置如圖3丙所示，該零件的質(zhì)量是____g.

（4）如圖3丁所示，零件的體積是___ cm3.

（5）由以上數(shù)據(jù)可知，該零件的密度為___g/CI113.

【分析與解答】

1.保時(shí)捷上的賽車手選擇自己駕駛的保時(shí)捷作為參照物，所以看布加迪威龍上的賽車手是向后退，即向西運(yùn)動(dòng);布加迪威龍上的賽車手同樣也是以自己駕駛的車為參照物，因?yàn)楸r(shí)捷在超越自己，所以他看保時(shí)捷上賽車手運(yùn)動(dòng)的方向是向前，即向東運(yùn)動(dòng).

2.根據(jù)平均速度的定義可知v=s/t=85.6m/2.9s≈29.5 m/s.

3.每種汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)和消聲器的結(jié)構(gòu)不同，發(fā)出的聲音的音色不同，所以觀眾是依據(jù)音色判斷的.在城市中的主干道周邊，減弱噪聲的途徑有三個(gè)：一是從聲源處減弱，即城市中禁止鳴笛可以減弱噪聲：二是在傳播過程中減弱.比如在居民區(qū)安裝隔音墻、植樹造林、關(guān)閉窗戶都可以減弱噪聲;三是在入耳處減弱噪聲，如戴上耳塞，這種方式一般用于工廠之中.居民區(qū)中的居民并不常用.

4.汽車大燈前的透鏡是為了更好聚光;燈泡所在的位置應(yīng)處在透鏡的焦點(diǎn)上.這樣經(jīng)過透鏡折射后的光才更接近平行光：汽車大燈的位置安裝得相對比較低是利用了光沿直線傳播的原理，如果前方地面凹凸不平，照射時(shí)就會(huì)出現(xiàn)陰影，有利于安全駕駛;汽車的前擋風(fēng)玻璃傾斜安裝會(huì)將車內(nèi)物體在玻璃上成的像成在擋風(fēng)玻璃的斜上方，可以避免像成在正前方時(shí)對司機(jī)的視野產(chǎn)生干擾而帶來危險(xiǎn).

5.（1）冠霆向水槽內(nèi)注水的過程中，光線在水面處發(fā)生折射，折射角小于入射角，光斑向左移;實(shí)驗(yàn)中，光在空氣中的傳播路徑并不清晰，為了解決此問題，可以在水面上方噴一些煙霧.

（2）使用可折轉(zhuǎn)的光屏是為了研究折射光線、入射光線和法線是否在同一平面內(nèi)，入射光線和法線的夾角是入射角，折射光線和法線的夾角是折射角.入射光線靠攏法線，說明入射角減小，折射光線靠攏法線，說明折射角也減小.當(dāng)光沿著NO方向射入時(shí)會(huì)沿ON方向射出，此時(shí)光線垂直入射，不改變傳播方向，入射角和折射角都等于0.

6.（1）指針偏左，應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié).使橫梁平衡.

（2）測量質(zhì)量時(shí)加入最小的59砝碼后，指針偏向右側(cè)，說明砝碼的總質(zhì)量較大，接下來的操作是：取下5 g砝碼并向右移動(dòng)游碼，直至天平平衡.

（3）圖3丙中天平標(biāo)尺的分度值為0.2 g，零件的質(zhì)量m=50 g+4 g=54 g.

（4）由圖3丁知，量筒中水的體積V水=50 mL=50 CI113.零件和水的總體積V總-70 mL=70 cm3，故零件的體積V=V總-V水=70 cm3 -50 cm3 =20 cm3.

（5）該零件的密度p=m/V= 54g/20cm=2.7 g/cm3.

責(zé)任編輯 蔡華杰