如图所示,在水平桌面上放置一个体积为20cm3、重为1.8N的小球,小球处于静止状态。旁边的桌面上放置一个平底薄塑料杯(重力忽略不计),高为0.1m,杯中装满水,水重为3N。(g=10N/kg)求:
(1)画出小球静止在水平桌面时的受力示意图;
(2)小球对水平桌面的压力;
(3)杯中水对杯底的压强;
(4)把小球缓慢的放入水中,当小球再次静止时,杯子对桌面的压力增加了多少牛?
小军寒假乘飞机从北京到上海旅游,全程1200km,飞机起飞时间为上午11:00,飞机当天下午到达上海机场的时间如图所示,求小军乘坐飞机行驶的平均速度是多少km/h?
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从传声筒到移动通信
我们每天都离不开电话,你知道科学家们发明它是受什么启发吗?是传声筒。让我们去参观中国科技馆二层探索与发现主题展B厅——声音之韵展,观察、研究一下传声筒,直观地去体验传声筒传递声音的过程吧。
装置简介:两个非常粗的传输声音的金属管在空中盘成螺旋状,布置在展区的两个不同位置,相距大约十几米长,如图1左上角就是其螺旋状的管路之一。两个传输声音的金属管分别为听筒管路和话筒管路,两个传输声音的金属管端口分别是听筒和话筒,如图2所示。就像人打电话一样,用话筒说话,用听筒听声音,如图3所示。
声音是由物体振动所产生。在振动介质(空气、液体或固体)中某一质点在平衡位置附近来回发生振动,并带动周围的质点也发生振动,逐渐向各方向扩展,这就是声波。声波前进的过程是相邻空气粒子之间的接力赛,它们把波动形式向前传递,它们自己仍旧在原地振荡,也就是说空气粒子并不跟着声波前进!如图4所示,连续振动的音叉,使周围的空气分子形成疏密相间的连续波形。
声波是一种振动的机械波,它的基本参数是频率 f 、波长λ和波速v。通过示波器可观测到可视化波形如图5所示。频率是声源(或某一质点)1秒内来回振动的次数(单位为赫兹Hz),而声源完成一次全振动经过的时间为一个周期T,其单位为秒。显然,f=。频率与人耳主观感觉声音的音调有关。频率越高,音调也越高。振幅与声音的强度有关。波长是声波在一个周期内传播的距离,也是波形图中相邻波峰(或波谷)的距离。这三者的关系是v = λf。
人耳能感觉到的声波频率范围在20~20000Hz,称为音频波。在这个频率范围以外的振动波,就其物理特性而言与声波相似,但对人类不引起声音感觉。声速亦称音速,是声波通过介质传播的速度,它和介质的性质与状态(如温度)等因素有关。当温度为22℃时,空气中声速为334.8m/s,水中声速为1440m/s,钢铁中声速为5000m/s。
现实世界中充斥着各种各样的声波,但因为声波的能量随扩展的距离逐渐消耗,最后声音消失,一旦声源远离接受者就无法准确获得信息。早在十八世纪欧洲已有“电话”一词,用来指用线串成的话筒(以线串起杯子)。电话的出现要归功于贝尔,早期电话机的原理为:说话声音为空气里的复合振动,可传输到固体上,通过电脉冲于导电金属上传递。
随着现代移动通信技术的快速发展,声音信号的传递借助电磁波传送。电磁波能够在真空中传播,不但传播速度快,而且频率范围广,但它在水中会被吸收而急剧衰减。和我们关系最密切的就是手机这种移动通信工具,它兼具发射和接收两种功能,在同步地球卫星的协助下能使通信范围几乎覆盖地球上的每个角落。
请根据上述材料和你学过的物理知识,回答下列问题:
(1)“传声筒”的展示项目,形象地向观众展示了:当一名观众在管路一侧发声,管路中的__________振荡,另一侧的观众能够听到传输的声音,两人可进行对话。
(2)以下的应用或工具利用“传声筒”原理的是(______)
A. 医生给病人看病用的听诊器 B. 水杯琴
C. 天坛回音壁 D. 超声波医学检查
(3)下列说法中正确的是(______)
A. 一切发声的物体都在振动
B. 声音的传播速度一定是340m/s
C. 声波和电磁波都能传递信息,且都可以在真空中传播
D. 潜入水中的潜艇通信使用电磁波
(4)一列声波从空气中传入水中,以下说法正确的是(______)
A. 频率增大,波速变大 B. 频率不变,波速变小
C. 频率不变,波长变长 D. 波速变小,波长变长
地铁已成为北京的主要绿色交通工具之一,乘坐地铁需要进行安全检查,如图是安检时传送带运行的示意图。某乘客把一行李箱放在水平传送带上。在行李箱随传送带一起匀速运动的过程中,行李箱_____(选填“受到”或“不受”)摩擦力的作用,你判断的理由是__________。
小云在探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关时,提出了以下猜想。
猜想一:滑动摩擦力的大小与压力大小有关;
猜想二:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;
猜想三:滑动摩擦力的大小与物体的面积有关。
据此她设计了下面的实验验证上述猜想。如图所示,A、B是材料和各面粗糙程度均相同,但体积大小不同的长方体。
(1)她用弹簧测力计拉动物体A,应使物体A沿水平方向做___________直线运动;根据_____的知识可知此时物体A所受摩擦力大小等于弹簧测力计示数。
(2)由图甲、乙可知,小云验证的是猜想___________。(选填“一”、“二”或“三”)
(3)实验中小云发现,提升弹簧测力计时很难保持匀速,弹簧测力计示数始终不稳定,为了能得到相对准确的数据,你有什么改进意见吗_______?(可以适当增加或改进器材)
实验桌上有符合要求的弹簧测力计一个,质量已知的新钩码一盒(10个),铁架台。小英同学想利用以上器材,设计一个实验来探究物体的重力与物体质量的关系。请你帮助小英完成实验。
(1)该实验中的自变量是:______;小英可以通过改变______来改变该自变量。
(2)小英设计并完成实验,根据测得的实验数据,绘制了如图所示的G-m图像。小华同学发现该图像并没有经过坐标原点。他们对实验数据进行复核,发现测量和记录均正确无误。经过一番讨论交流后,形成了以下四种观点,其中不符合实际的是______。(多选,填写选项前字母)
A. 物体的质量变化不均匀所致 B. 可能因为测量工具不够精确所致
C. 弹簧测力计没有调零所致 D. 坐标单位选的不合适所致