一辆总重为G(N)的小轿车,沿ABCD路线从A处到达D处,CD段与AB段高度差为h(m),如图19-甲所示.在整个过程中,汽车以恒定速度v(m/s)运动,在t=0时经过A处,t1时经过B处,t2时经过C处,汽车牵引力的功率P随时间变化的关系可简化为图19-乙所示(G、h、v、P1、P2、t1和t2均为已知量)。试回答以下问题:
①汽车在AB段和BC段运动时,比较牵引力的大小:FAB FBC(选填:>、<或=);②汽车沿斜坡BC段运动时,牵引力所做的功为 (请用已知量表示)。
如图所示,是某研究小组进行“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置示意图。实验中采用的器材有:斜面、金属球、木块、刻度尺等。
(1)实验中是通过观察 来比较金属球对木块做功的多少,从而判断金属球动能的大小。要进一步研究物体的动能跟质量的关系,就要改变物体的质量,同时控制速度不变。具体办法是:换用 ,并让它们从 沿斜面静止滑下。
(2)某同学利用上述实验装置探究“物体的动能大小与质量”的关系,它将不同质量的小球从斜面上由静止自由滑下,实验记录数据如下:
钢球的质量m/g |
0.1 |
0.15 |
0.20 |
0.25 |
0.30 |
0.35 |
0.40 |
木块滑行距离S/m |
0.12 |
0.10 |
0.12 |
0.12 |
0.11 |
0.13 |
0.12 |
根据以上实验数据,该同学得出“物体的动能大小与质量无关”,你认为实验结论与物理事实是否相符? (选填:相符或不相符);你认为出现此实验现象的主要原因是 。
(3)质量和速度对物体动能的影响谁较大呢?某兴趣小组进一步借助速度传感器和其他仪器得出了以下两组数据:
表一(钢球撞击时速度为v=8cm/s) |
|
表二(钢球质量为m:100g) |
||||
序号 |
钢球质量m/g |
木块滑行距离S/cm |
|
序号 |
钢球撞击速度v/cm.s-1 |
木块滑行距离S/cm |
1 |
100 |
10 |
|
1 |
8 |
10 |
2 |
200 |
20 |
|
2 |
16 |
40 |
3 |
300 |
30 |
|
3 |
24 |
90 |
分析以上数据,可以确定 对物体的动能影响较大,判断依据是 。
在升国旗时,小红感到向下拉绳子所用的力,要此直接提起国旗所用的力大很多。她想到,升国旗采用的定滑轮机械效率是不是很低呢?她用了一个量程合适的弹簧测力计,测出了定滑轮的机械效率。小红的实验步骤如下,请你把步骤填写完整:
①用弹簧测力计测出国旗受到的重力G;
②用弹簧测力计 向下匀速拉动绳子,读出弹簧测力计示数F;
③定滑轮的机械效率表达式η= 。
(1)如图甲,密度均匀的直杆AB,自重为G1,AB的一部分伸出桌外。当B端挂物重为G2的物体时,杆刚刚开始翘起(O为直杆刚翘起时,杆与桌面边缘的接触点)。若G2对绳子产生的拉力为动力,则请画出杆AB所受阻力F的力臂l2。
(2)小明同学测定了一个滑轮组的机械效率,得到以下数据:
次数 |
钓码质量 (g) |
钩码上升 h(m) |
弹簧秤 示数(N) |
弹簧秤拉动 的距离(m) |
1 |
100 |
0.15 |
0.5 |
0.45 |
2 |
200 |
0.30 |
0.9 |
0.90 |
根据小明实验数据,请在图17-乙的空白虚线框内画出使用滑轮个数最少的方案。
如图示,某小组研究“杠杆的平衡条件”,器材:有刻度的杠杆、若干个相同的钩码、弹簧测力计等,O为杠杆的支点。
①实验前,应先调节杠杆在 位置平衡。这样做,除了可以消除自身的重力影响,还可以方便地测量或读出 。调节时,如发现杠杆左端偏高,应如何操作: 。
②某实验小组记录两组数据如下:
实验序号 |
动力F1/N |
动力臂l1/cm |
阻力F2/N |
阻力臂l2/cm |
1 |
2 |
20 |
1 |
10 |
2 |
1 |
8 |
2 |
4 |
根据分析,这组数据中,实验序号为 (选填:“1”或“2”)的一组肯定有错误。检查发现是测量动力臂时读错了,动力臂的实际值比记录值 (选填:大或小)。
③如图所示,弹簧测力计在C处由竖直向上逐渐向右倾斜拉动杠杆,仍使杠杆在水平位置保持平衡,则弹簧测力计的示数将 (选填:变大、变小或保持不变),其原因是 。
④若某次实验采取如图所示的方式悬挂钩码,杠杆也能在水平位置保持平衡(杠杆上每格等距),但老师往往提醒大家不要采用这种方式,这主要是以下哪种原因 (选填字母)。
A.一个人无法独立操作 B.需要使用太多的钩码
C.力臂与杠杆不重合 D.力和力臂数目过多
⑤如图所示,实验小组选用长1.6m、粗细均匀的一只金属杆,绕O点在竖直平面内自由转动,同时将一个“拉力——位移传感器”竖直作用在杆上,并使杠杆在水平位置始终保持平衡。该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图所示。由图可知金属杆重 N。
在学习势能知识时,小明同学猜想物体的重力势能的大小可能与以下三个因素有关:物体高度、物体质量大小、物体所处地理位置。为了证明自己的猜想,他对“重力势能大小与物体高度之间关系”进行了探究。小明把橡皮泥平铺在水平面上,让同一个金属球从不同高度自由下落,记录结果如表所示:
①小明同学依据 判断金属球重力势能的大小;
②通过分析实验数据和现象,可以得出的实验结论是 ;
③若想进一步探究“物体质量大小是否影响重力势能大小”,你认为实验方案设计中,应控制 保持不变。