小明看到教室里日光灯(如图1所示)的悬挂结构后,心想“悬挂日光灯的两根悬线受到的拉力的大小是不是相等?”由于不能直接测量悬线拉力,于是他和小华选择替代器材进行了探究,他们将一根长为1米的轻质木杆(重力可以忽略不计)的两端用竖直细线水平悬挂起来,并在细线上方用两个力传感器测出细线受到的拉力F
1和F
2.接着将钩码挂在两细线之间的木杆上(如图2所示),作为木杆受到的竖直向下的拉力F,并将两细线受到的拉力F
1、F
2和拉力F的作用点的位置记录在表格中.
实验序号 | 拉力F作用点据左侧细线悬挂点距离△s | 木杆受到向下的拉力F(牛) | 左侧细线受到木杆对它的拉力F1(牛) | 右侧细线受到木杆对它的拉力F2(牛) |
1 | 0.3 | 10.0 | 7.0 | 3.0 |
2 | 0.3 | 20.0 | 14.0 | 6.0 |
3 | 0.3 | 30.0 | 21.0 | 9.0 |
4 | 0.4 | 10.0 | 6.0 | 4.0 |
5 | 0.4 | 20.0 | 12.0 | 8.0 |
6 | 0.4 | 30.0 | 18.0 | 12.0 |
7 | 0.5 | 10.0 | 5.0 | 5.0 |
8 | 0.5 | 20.0 | 10.0 | 10.0 |
9 | 0.5 | 30.0 | 15.0 | 15.0 |
①分析比较实验序号1、2与3或4、5与6或7、8与9中F
1和F的关系及相关条件,可得出的初步结论是:轻质木杆的两端用竖直细线水平悬挂起来,受到的竖直向下的拉力作用点的位置不变,左侧细线受到木杆对它的拉力F
1与______.
②分析比较实验序号1、4与7或2、5与8或3、6与9中F
1和△s的关系及相关条件,可得出的初步结论是:轻质木杆的两端用竖直细线水平悬挂起来,受到的竖直向下的拉力F大小不变,______.
③请进一步综合分析表中的相关数据,并归纳得出结论.
(a)分析比较实验序号7与8与9中F
1、F
2与△s的关系及相关条件,可得出的初步结论是:当竖直向下的拉力作用点位于水平木杆两竖直细线的中点处时,______.
(b)分析比较实验序号1~9中拉力F与F
1和F
2的关系及相关条件,可得出的初步结论是:轻质木杆的两端用竖直细线水平悬挂起来,______.
(4)分析表格中的数据后,小华认为:轻质木杆的两端用竖直细线水平悬挂起来,左侧细线受到木杆对它的拉力F
1总是大于或等于右侧细线受到木杆对它的拉力F
2,小明认为该结论是错误的,若要证明小明的观点,你认为还研究拉力F作用点距左侧细线悬挂点距离△s在______米范围内,F
1与F
2之间的大小关系.
⑤“悬挂日光灯的两根悬线受到的拉力的大小是不是相等?”请你结合重心相关知识及上述有关结论对该问题进行分析.______.
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小美做“测定小灯泡的电功率“实验,小灯泡的额定电压为3.8伏,电源电压为1.5伏的整数倍且不变.她正确连接电路,将滑片移到滑动变阻器的另一端,闭合电键发现电压表、电流表的是数分别为3伏和0.2安,小灯泡的亮度偏暗.然后她向变阻器的另一端移动滑片,发现小灯泡继续变暗;当滑片到达另一端时,电压表、电流表的示数如图(a)、(b)所示.
①小美在器材选择以及操作过程中存在的问题是______,她所使用的变阻器的最大阻值为______欧.
②小美改正了上述问题,重新设计电路进行实验,并能通过观察电压表的示数准确判断出小灯泡是否正常发光.当她移动变阻器的滑片到中点位置(即变阻器接入电路的电阻为最大值的一半)时,发现小灯泡恰好正常发光,此时电压表指针恰好位于刻度线上,则电源电压为______伏,小灯泡的额定功率为______瓦.
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