物理广角
冰刀与熔点
对于冰这种晶体来说,熔化时体积会变小。在压强比较大的时候,水更倾向于变为体积更小的液态,这意味着冰的熔点会降低。
冰刀是冰上运动的核心装备之一,包括速度滑冰、花样滑冰和冰球运动等。冰刀的设计非常锋利,这是因为它的设计目的是增大与冰面的压强,从而降低冰的熔点,使得接触点的冰熔化成水膜,进而减小摩擦,帮助运动员更快地滑行。
(1)“冰刀的设计非常锋利”是通过
(2)“冰熔化成水膜,进而减小摩擦”是通过
冰刀与熔点
对于冰这种晶体来说,熔化时体积会变小。在压强比较大的时候,水更倾向于变为体积更小的液态,这意味着冰的熔点会降低。
冰刀是冰上运动的核心装备之一,包括速度滑冰、花样滑冰和冰球运动等。冰刀的设计非常锋利,这是因为它的设计目的是增大与冰面的压强,从而降低冰的熔点,使得接触点的冰熔化成水膜,进而减小摩擦,帮助运动员更快地滑行。
(1)“冰刀的设计非常锋利”是通过
减小受力面积
的方式来增大与冰面的压强的。(2)“冰熔化成水膜,进而减小摩擦”是通过
减小接触面的粗糙程度
的方式来减小摩擦的。答案
(1)减小受力面积
(2)减小接触面的粗糙程度
(2)减小接触面的粗糙程度
解析
【分析】
要解决这两个问题,需分别结合压强和减小摩擦的相关知识分析:
第(1)问,压强大小由压力和受力面积决定,公式为$ p=\frac{F}{S} $,当压力一定时,减小受力面积可增大压强。冰刀锋利,是在运动员对冰面的压力(等于自身重力)不变的情况下,通过减小冰刀与冰面的接触面积来增大压强,因此对应方式是减小受力面积。
第(2)问,减小摩擦的方法包括减小压力、减小接触面粗糙程度、变滑动为滚动、使接触面分离等。冰熔化成水膜后,冰刀与冰面间的接触面变得更光滑,属于减小接触面的粗糙程度来减小摩擦,因此对应方式是减小接触面的粗糙程度。
【解析】
(1) 根据压强公式$ p=\frac{F}{S} $,在压力$ F $一定时,受力面积$ S $越小,压强$ p $越大。冰刀设计锋利,是在压力不变的条件下,通过减小冰刀与冰面的受力面积来增大压强,故答案为减小受力面积。
(2) 冰熔化成水膜后,冰刀与冰面的接触面变得更光滑,即减小了接触面的粗糙程度,从而减小了摩擦,故答案为减小接触面的粗糙程度。
【答案】
(1)减小受力面积;(2)减小接触面的粗糙程度
【知识点】
压强的影响因素;减小摩擦的方法
【点评】
本题以冰刀的实际应用为背景,考查压强和减小摩擦的基础知识点,将物理知识与生活实例结合,难度较低,侧重考查学生对基本概念的理解和应用能力。
【难度系数】
0.6
要解决这两个问题,需分别结合压强和减小摩擦的相关知识分析:
第(1)问,压强大小由压力和受力面积决定,公式为$ p=\frac{F}{S} $,当压力一定时,减小受力面积可增大压强。冰刀锋利,是在运动员对冰面的压力(等于自身重力)不变的情况下,通过减小冰刀与冰面的接触面积来增大压强,因此对应方式是减小受力面积。
第(2)问,减小摩擦的方法包括减小压力、减小接触面粗糙程度、变滑动为滚动、使接触面分离等。冰熔化成水膜后,冰刀与冰面间的接触面变得更光滑,属于减小接触面的粗糙程度来减小摩擦,因此对应方式是减小接触面的粗糙程度。
【解析】
(1) 根据压强公式$ p=\frac{F}{S} $,在压力$ F $一定时,受力面积$ S $越小,压强$ p $越大。冰刀设计锋利,是在压力不变的条件下,通过减小冰刀与冰面的受力面积来增大压强,故答案为减小受力面积。
(2) 冰熔化成水膜后,冰刀与冰面的接触面变得更光滑,即减小了接触面的粗糙程度,从而减小了摩擦,故答案为减小接触面的粗糙程度。
【答案】
(1)减小受力面积;(2)减小接触面的粗糙程度
【知识点】
压强的影响因素;减小摩擦的方法
【点评】
本题以冰刀的实际应用为背景,考查压强和减小摩擦的基础知识点,将物理知识与生活实例结合,难度较低,侧重考查学生对基本概念的理解和应用能力。
【难度系数】
0.6
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