(4分)现代家具越来越重视“人体工学”的设计,如图(a)所示的电脑椅,当人向后靠时就比端坐在椅子上要舒服,如图(b)、(c)所示。下表中数据为重500牛的人使用电脑椅时的一些参数。
椅子的质量 | 10千克 |
人端坐在椅子上时的受力面积 | 8×10-2米2 |
人端坐在椅子上时对座垫的压力 | 320牛 |
人向后靠时对座垫的压强 | 2000帕 |
每个轮子的受力面积 | 4×10-4米2 |
求:(1)计算人端坐在椅子上时对座垫的压强,说明人“后靠”时比“端坐”时舒服的原因。(根据计算回答)
(2)人端坐在椅子上时椅子对水平地面的压强。
(10分)阅读短文,回答问题
日常生活中存在这样的现象:飞机、轮船、汽车等交通工具运行时,受到空气阻力;人在水中游泳、船在水中行驶时,受到水的阻力;百米赛跑时,奔跑得越快,我们感到风的阻力越大。这是什么原因呢?
查阅相关资料得知:物体在流体中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫做流体阻力。流体阻力大小跟相对运动速度大小有关,速度越大,阻力越大;跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大;跟物体的形状有关,头圆尾尖(这种形状通常叫做流线型)的物体受到的阻力较小。物体从高空由静止下落,速度会越来越大,所受阻力也越来越大,下落一段距离后,当阻力大到与重力相等时,将以某一速度作匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度。某研究小组做了“空气对球形物体阻力大小与球的半径和速度的关系”的实验,测量数据见下表。(g取1 0 N/kg)
(1)下列 实验,可以验证“流体阻力大小与横截面积有关”
A.比较纸锥下落的快慢
B.研究气泡的运动规律
C.探究浮力大小与哪些因素有关
D.探究阻力对物体运动的影响
(2)1号小球受到空气阻力最大时的速度为 m/s,此时空气阻力为 ,依据 原理。
(3)半径相同的小球,质量 (大/小)的收尾速度大。
(4)对于3号小球,当速度为20 m/s时,空气阻力 (大于/等于/小于)重力。
(5)轿车的外形常做成 ,目的是 ;在座位的靠背上安装“头枕”可防轿车被 (前面/后面)的车撞击时对乘者的伤害。
(6)为提高游泳成绩,请从泳姿或泳装方面,给运动员提一条合理化建议: 。
(5分)在“探究液体内部压强特点”的实验中,首先必须检查压强计能否正常使用,若用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化都很小,则说明该压强计的气密性 (选填“好”或“差”).若使用调好的压强计,探究水内部压强特点的情景如图A、B、C所示。
(1)比较A图、B图和C图,可以得到的结论是: ;
(2)在B图中把金属盒慢慢下移,可以观察到U型管两边液面的高度差会逐渐增大,从而得到的结论是: ;
(3)如图D、E所示,有两只相同的烧杯,分别盛有体积相同的水和酒精(没有标签).小唐采用压强计进行探究:小唐把金属盒分别浸入到这两种液体中,发现图D中U形管两边的液柱高度差较小,小唐则认为图D烧杯中盛的是密度较小的酒精.他的结论是否可靠? 理由是: 。
(3分)摩擦现象广泛存在于人们的生活和生产中。小梦对此很感兴趣,围绕生活中的摩擦现象进行了探究。
(1)小梦对放在水平面上的物体处于静止状态和匀速运动状态下,受水平力F和摩擦力f情况进行了研究,并绘制了图像,如图所示。请比较图像中A、B两点物体所受作用力的大小(填“>”、“<”、“=”或“不能确定”):①FA fA; ②FB fB。
(2)摩擦知识在生活中的应用非常广泛,并不断地进行改进。火柴的擦燃就是一例,如图所示。火柴盒侧面已由以前的图(a)替换成图(b)的式样,这样设计的现实意义是 。
(5分)小华、小明两位同学通过实验探究杠杆平衡的条件,所用实验器材有杠杆、弹簧测力计、钩码和支架等他们分别在已调水平平衡的杠杆上施加动力F1、阻力F2并使杠杆在水平位置平衡,记录动力臂l1及阻力臂l2,小华、小明的操作情况分别如图(a)、(b)所示,表一、表二为他们记录的实验数据
(1)分析比较实验序号1、2与3的数据及相关条件,小华得出结论:杠杆平衡的条件是F1+l1=F2+l2,请判断:小华的结论是________的(选填“正确”或“错误”),依据是:_______________________
(2)进一步综合分析比较表一和表二中的数据及相关条件,可归纳得出结论:杠杆平衡的条件是_________________________
(3)得出上述杠杆平衡的条件后,小华也欲用弹簧测力计和钩码进行实验,但跟小明的操作不同的是,他准备将弹簧测力计沿竖直方向作用在杠杆上的A点,而钩码的位置不变,如图(c)所示
请判断:他_________使杠杆在水平位置平衡(选填“能”或“不能”),如果杠杆能平衡,写出需满足的条件;如果杠杆不能平衡,写出判断的理由
_____________________________________________________________________________
(8分)按要求作图:
(1)如图甲是某同学向斜上方抛出重为20N的实心球,请在图中画出球在空中飞行时
的受力示意图(不计其空气阻力);
(2)请画出图乙中潜艇上浮时所受重力和浮力的示意图;(小黑点O表示潜水艇的重心)
(3)请在丙图中画出压缩的弹簧对拇指的弹力的示意图。
(4)在图中,画出杠杆AB在图示位置静止时作用在A点的最小力F的方向及其力臂l.