有关北京中考题的科技馆展品讲解

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“中国科技馆题”

第14题:在中国科技馆“探索与发现A厅”,有一个有趣的磁悬浮灯泡,其示意图如下,在磁悬浮灯泡的内部装有一块永磁体,在灯泡上方的展柜中安装有永磁体和一个励磁线圈,先给励磁线圈通电,在控制电路的调节下,永磁体和励磁线圈产生的磁场使灯泡静止悬浮在空中。关于灯泡受力情况,下列说法正确的是:

A.灯泡受到的磁力方向竖直向下

B.灯泡受到的磁力方向竖直向上

C.灯泡受到的磁力小于灯泡受到的重力

D.灯泡受到的磁力大于灯泡受到的重力

第38题:学校组织学生参观中国科技馆,同学们

在“探索与发现A厅”里面看到一个十分有趣的“物体

上滚?”实验。实验时,将双圆锥体轻轻放在倾斜轨道

的最低端,看到双圆锥体从静止向轨道高处滚去。实验

引起了同学们的讨论,小军认为“双圆锥体上滚”是真

的,眼见为实;小乐认为:“双圆锥体上滚”是错觉,

双圆锥体不可能自动由低处向高处运动。小乐和小军为

证明各自的观点,取了两根木条放在水平桌面上,将木

条左端垫高,做成一个倾斜轨道,将双圆锥体放在轨道右端,如图甲所示,由静止释放后双圆锥体向轨道高处滚去,双圆锥体最终停在轨道左端,如图乙所示。这个实验成功再现了在科技馆看到的现象。

请你根据图甲、乙所示的实验,选择适当的器材,通过测量判断小军和小乐谁的观点正确,写出你的测量方法并简要说明。

答案

器材:刻度尺

实验步骤:(1)将双锥体放在轨道右端,用刻度尺测量出双锥体锥尖到桌面的距离记为h1;(2)将双锥体放在轨道左端,明刻度尺测量出双锥体锥尖到桌面的距离记为h2;

(3)通过测量发现h1>h2; h1、h2为双锥体重心的高度,在左端轨道虽然高,但是双锥体的重心位置其实低,所以双锥体由于受到重力作用,不能由低处向高处运动。所以小军的观点错误,小乐的观点正确。

科技馆推荐的十件展品

力学篇

1作用力与反作用力

位置:中国科技馆主展厅二楼A厅

知识点:力的作用效果

原理:物理书上说“力是物体对物体的作用”。如果你听起来觉得有点抽象不容易理解,那么请亲手操作和观察这件展品吧。通过现象你会深刻领会“物体间力的作用是相互的”。

之所以大炮后推撞击摆针,是因为在发射炮弹时,大炮对炮弹施加了向前的作用力,同时,炮弹也会对大炮施加向后的反作用力,迫使大炮后推。那为什么选择射击的力度不同,摆针的摆动幅度也不同呢?这是因为反作用力的大小是和作用力相等的,射击炮弹的力度越大,炮身受到炮弹的反作用力也越大,后退的距离也就越大,使摆针以更大的幅度摆动。掉?不掉?

2影响滑动摩擦力大小的因素

位置:中国科技馆主展厅二楼A厅

知识点:影响滑动摩擦力大小的因素

原理:将木棍平放在转动的两轮之上,你可以调节两个转轮的转速与方向。请你亲手探究一下,看看决定木棍是否掉下来的关键因素究竟是什么?

两个相对滑动的物体间的摩擦力大小,与它们之间的压力、摩擦系数有关。木棍和转轮接触时,摩擦系数是基本不变的,因此摩擦力只受压力影响。木棍对转轮的压力越大,摩擦力就越大。当两个转轮同时向内转动时,上面的木棍不会掉下来,这是因为,一旦木棍偏向一侧转轮,这一侧的压力就会变大,摩擦力也会相应变大,而摩擦力的方向是指向中央的,

这就会迫使木棍回到中央的平衡位置。相反,当两个转轮同时向外转动时,木棍很容易掉下来,这是因为,尽管仍然是木棍偏向哪一侧,那边的摩擦力就会增大,但摩擦力的方向是背离中央的,所以木棍很容易离开平衡位置而掉下来。

33.中国科技馆探索与发现A厅有这样一样展品,一根质地均

匀的金属杆架在两个可以旋转的光滑程度相同的轮子之间,两

轮均向内侧旋转,发现金属杆做往复运动。若实验开始时把金

属杆水平静止放置在如图16所示位置(L a

属杆的重心,O1、O2分别为两轮和金属杆的接触点,金属杆

与两轮接触点受到向上的支持力分别为N1和N2。(3分)

(1)若以O2为支点,依据杠杆平衡原理可得表达式N1=_________(分别用G 、L a和L b 表示)。同理可得N2的表达式。由此可知:N1N2(选填“大于”、“小于”或“等于”);(2)当两轮开始转动时金属杆O1、O2处受到摩擦力分别为f1和f2,则f1f2(选填“大于”、“小于”或“等于”)。

3流体压强(伯努利定律)

位置:中国科技馆主展厅二楼A厅

知识点:流体的压强与流速的关系

原理:本展项由两个小展品构成——球吸现象和气流投篮,利用“在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小”这个知识点。

18世纪的瑞士物理学家丹尼尔·伯努利发现,理想流体在密封管内流动时,遵循能量总量不变的规律,即“伯努利定理”。由于流体的能量包括受流动速度影响的动能、受高度位置影响的势能,以及能产生压强的能量,因此,在通常情况下,可以认为流体的流速越快,压强就越小。

空气可以被看作是符合伯努利定律的流体。在“球吸”展项中,当空气在两个小球间快速通过时,两个小球间的空气侧向压强小于周围空气静止区域的压强,所以两个小球会向中间靠拢,好像彼此吸引一样。在“伯努利定律”展项中,空气形成一个流速较快的气柱区域,在这个区域里的侧向压强小于周围空气静止区域的压强,从而将小球牢牢地压在空气柱里。3水中沉浮

位置:中国科技馆主展厅二楼A厅

知识点:物体的沉浮条件

原理:潜水艇和小鱼在水底是如何实现上浮、悬浮和下沉呢?不同状态下的浮力和重力又是什么关系呢?

浸在水中的物体会受到水的浮力,浮力大小与物体排开水的重量相等。因此,如果排开的水多,浮力就大,如果大于物体的重力,物体就会上浮;反之,浮力小于物体重力时,物体就下沉。鱼在水中靠改变鱼鳔贮存的气体体积实现沉浮。当鱼要浮起来时,鱼鳔充满空气并增大,鱼受到的浮力大于鱼的重量,鱼就会上浮了;反之,排空鱼鳔的空气,可以使鱼下沉。潜水艇的上浮和下沉同鱼的原理相同,但过程不同。潜水艇需要沉入水中时,会在水舱中充水,使潜艇排开水的量减小,从而减小浮力,实现下沉;反之,当潜艇利用压缩空气排掉水舱中的水,就可以增大浮力,实现上浮。

4独轮车走钢丝

位置:中国科技馆主展厅二楼A厅

知识点:运动杠杆平衡条件解决有关问题

原理:独轮车为什么可以平稳地在钢丝上骑行呢?其下方的配重与杆长需要满足什么条件呢?在这里你可以亲自动手探究,利用杠杆原理分析出独轮车保持平衡的秘密。随后请仔细观察该展品旁边的“空中自行车”,估算一下其下方的配重至少要多少公斤才能保证骑行人的安全呢?

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