超級跑車與你 期末一起超越

李長軍

題源：保時捷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、梳理并計算完成以下問題：

1.當(dāng)這輛保時捷在向東的賽道上超越布加迪威龍時，保時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方向運(yùn)動的？他們各自選擇的參照物是什么？

2保時捷從靜止加速到100 km/h的加速時間是2.9 s，行駛的路程大約為85.6 m.請你計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透鏡，這個透鏡有什么作用？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，形成一個光斑，向水槽內(nèi)慢慢注水，水槽底部光斑的位置將

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

（填“會”或“不會”）發(fā)生偏折，實驗中，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的折射特點，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，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.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，會沿ON方向射出，此時折射角為____.

6.冠霆同學(xué)在這輛保時捷的后備箱里發(fā)現(xiàn)一個備用零件，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，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，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.保時捷上的賽車手選擇自己駕駛的保時捷作為參照物，所以看布加迪威龍上的賽車手是向后退，即向西運(yùn)動;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，因為保時捷在超越自己，所以他看保時捷上賽車手運(yùn)動的方向是向前，即向東運(yùn)動.

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：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，照射時就會出現(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對司機(jī)的視野產(chǎn)生干擾而帶來危險.

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;實驗中，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方向射入時會沿ON方向射出，此時光線垂直入射，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