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演绎式探究——探索太阳的引力系数: (1)宇宙中任何两个物体之间都存在万有引力,...

演绎式探究——探索太阳的引力系数:

(1)宇宙中任何两个物体之间都存在万有引力,万有引力的大小,其中m1、m2分别为两个物体的质量,r为两个物体间的距离,万有引力常数G=6.67×10-11N·m2/kg2。物体间引力和距离一定时, 两个物体质量 m1、m2的关系可以用右图中图线       来表示。

(2)行星绕恒星的运动可以近似地看作是匀速圆周运动。行星受到一个恒定的指向恒星的向心力,向心力的大小,其中m为行星质量,r为两星之间的距离,ω为行星做圆周运动的角速度,其大小等于单位时间内行星与恒星连线转过的角度。行星绕恒星运动一周所用的时间用周期T表示,角速度ω与转动周期T的关系为:。行星所受向心力F的大小等于恒星对行星的引力F的大小。每个星球对在它表面附近的物体都存在引力,引力与物体质量的比值叫作引力系数,用g表示。我们学过地球的引力系数g =10N/kg。对每个星球来讲,下列公式成立:R2g=GM,其中R为星球半径,g为星球的引力系数,M为星球质量,万有引力常数G=6.67×10-11N·m2/kg2。已知地球质量为m,地球到太阳的距离为L,太阳半径为R,地球的公转周期为T。请你推导出太阳的引力系数

 

(1)b;(2). 【解析】 试题分析:(1)万有引力的大小,其中m1、m2分别为两个物体间的距离,万有引力常数:G=6.67×10-11N•m2/kg2.由上式可知:物体间引力和距离一定时,两个物体质量m1、m2分之积为定值,为反比例函数的关系,故可以用如图中图线b来表示. (2)地球为太阳的行星,根据万有引力公式,-----①, 它们之间的向心力:-----②; 因地球所受向心力F向的大小等于太阳对地球的引力F引的大小.由①②得:, 即------③; 又对于每个星球来讲,R2g日=GM, -----④,将③代入④得: 太阳的引力系数. 故答案为:(1)b;(2). 考点:控制变量法与探究性实验方案.  
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考点分析:
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归纳式探究——研究带电粒子在电场中的运动:

给两块等大、正对、靠近的平行金属板加上电压,两板之间就有了电场。带电粒子在电 场中受到力的作用,速度的大小和方向都可能发生变化。

(1)甲图中两板间电压为U,若一个质量为m,电荷量为q的负粒子,在力的作用下由静止开始从负极板向正极板运动,忽略重力的影响,到达正极板时的速度v与质量m、电荷量q和电压U的关系数据如表一。则带电粒子到达正极板时速度的平方v2=k1    

(2)在其他条件一定时,若第二次实验中的带电粒子以不同的速度沿着乙图中的两板中线方向入射到电场中,带电粒子就会发生偏转,离开电场时偏移距离y与入射初速度v的关系数据如表二。则偏移距离y=k2      。将数据的表格形式变成公式形式,运用了       法。

(3)将甲、乙两装置组合,如图丙所示。甲装置两板间电压为2V,质量为4×10-30kg, 带1.6×10-19C电荷量的负粒子,自甲装置负极板由静止开始运动,则其最终离开乙装置时 偏移距离y=        m。

 

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小雨用滑轮组提升重物。每个滑轮等重,不计绳重、摩擦和水的阻力。请画出与解题过程相应的受力分析示意图。

(1)物体A的质量为50kg,求物体A的重力是多少?

(2)如图甲所示,小雨对绳子自由端的拉力为150N时,地面对物体A的支持力是100N。为了提起物体A,他增加了滑轮个数,组装了如图乙所示的滑轮组,并利用它将物体A在空气 中匀速提升了2m,求小雨做的功是多少?

(3)小雨用图乙所示的滑轮组,将另一密度为1.5×103kg/m3的物体B从某液体中匀速向上拉至空气中,拉力F随时间t变化的图象如图丙所示。已知F2与F1之差为50N,在空气中提升B时滑轮组的机械效率为 75%。求液体密度是多少?

 

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在如图所示电路中,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,电阻R2的阻值为20Ω,灯泡R1的阻值和同一电源的电压均保持不变。请画出该题的各个等效电路图。

(1)只闭合开关S2、S3时,电流表示数为0.2A,求电源电压是多少?

(2)只闭合开关S1、S2、S3时,R1正常发光,电路总功率为2.4W,求R1的阻值是多少?

(3)只闭合开关S1,滑动变阻器R3的滑片调至最右端,R3两端的 电压为U3;再将电源更换,保持滑片位置不变,R3两端的电压变为U3',电流表示数为0.15A。已知U3∶U3'=2∶3。求更换电源后,只闭合开关S1、S4时,在不损坏电流表、电压表和灯泡的情况下,R3的阻值变化范围是多少?

 

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综合作图——光学黑箱:已知黑箱内有一只凹透镜和一只平面镜。请在黑箱内画出完整的光路,填上光学仪器,并标明凹透镜焦点F的位置。

 

 

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综合实验(可以配图说明):

小雨要探究“物体重力势能的大小与材料的关系”,请完成实验设计方案。

器材

木楔、细沙、        (请从下列器材中选取2项,填写字母序号)

A.质量相同的铜块、铁块和铝块;B.体积相同的铜块、铝块和木块;C.刻度尺。

实验

步骤

 

 

分析数据,得出结论。

数据

记录

表格

 

 

 

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