某研究性学习小组发现河水在缓慢流动时有一个规律,河中央流速最大,岸边速度几乎为零.为了研究河水流速与从岸边到中央距离的关系,小明同学设计了这样的测量仪器:如图甲所示,两端开口的“L”型玻璃管的水平部分置于待测的水流中,竖直部分露出水面,且露出水面部分的玻璃管足够长.当水流以速度 v 正对“L”型玻璃管的水平部分开口端匀速流动时,管内外液面的高度差为 h,且h 随水流速度的增大而增大.为了进一步研究水流速度v 与管内外水面高度差h的关系,该组同学进行了定量研究,得到了如下的实验数据,并根据实验数据得到了v-h 图象,如图丙所示.
v(m/s) |
0 |
1.00 |
1.41 |
1.73 |
2.00 |
2.45 |
3.00 |
3.16 |
h(m) |
0 |
0.05 |
0.10 |
0.15 |
0.20 |
0.30 |
0.45 |
0.50 |
(1)根据根据上表的数据和图丙中图象的形状,可猜想v和h之间的关系为
;为验证猜想,图丁的纵坐标应设定为
,并另作图象,若该图象的形状为
,说明猜想正确.
(2)现利用上述测速器,由河流南岸开始,每隔1米测一次流速,得到数据如下表所示:
测试点距南岸距离 x/m |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
管内外液面高度差 h/cm |
0 |
0.8 |
3.2 |
7.2 |
12.8 |
20.0 |
18.1 |
11.2 |
相应的水流速度 v/ms-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
分析对比上表中的数据,可以看出河中水流速度 v 与从观测点距离南岸的距离x的关系为:
.该河流中水流的最大流速约为
m/s.