如图所示,用F=20 N的水平拉力使物体A沿拉力F的方向做匀速直线运动,20s 内物体运动了5m,则在这一过程中,求
(1)物体受到的阻力;
(2)拉力F所做的功;
(3)拉力F的功率。
请阅读《物理实验中的图像法》回答问题
物理实验中的图像法
物理实验中的图像法是一种整理、分析数据的有效方法,图像中的图线可以直观、简洁地显示出因变量随着自变量变化的趋势或规律。如果想要将物理实验数据绘制成图像,可以按照下面的步骤来进行。
第一步,建立坐标轴、标注物理量和设定分度。首先建立坐标轴,通常用横轴代表自变量,纵轴代表因变量,在坐标轴上分别标注自变量和因变量的名称及单位;然后,设定坐标分度值。为了使绘制的图线比较均匀地分布在整幅坐标纸上,而不要偏在一角或一边,坐标分度值可以不从零开始。在一组数据中,自变量与因变量均有最低值和最高值,分度时,可用低于最低值的某一整数值作起点,高于最高值的某一整数值作终点。
第二步,根据数据描点。描点时根据数据在坐标纸上力求精准地画出对应的点。
第三步,绘制图线。绘制图线时不要把数据点逐点连接成折线,而应依据数据点的整体分布趋势,描绘出一条直线或光滑曲线,让尽可能多的点在图线上,或让数据点比较均匀地分布在图线两旁,这样绘制出的图线比图上的任何一个数据点更适合作为进行分析预测的依据。
例如,小宇记录了自己沿直线步行过程中的时间及所对应的路程,图26中的黑点是他根据记录的数据在坐标纸上描出的数据点,利用这些数据点绘制出了图中的直线。利用这条直线可以清楚地看出小宇步行的过程近似为匀速运动,还可以利用图线上的点计算出小宇步行过程中的速度,进而用速度预测出他在某一段时间内步行的路程。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)根据图所示的图像,预测小宇步行10s的路程为_________ m。
(2)下表是某同学记录的物体温度随时间变化的实验数据。
时间/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 |
温度/℃ | 80 | 72 | 64 | 59 | 55 | 51 | 47 | 46 | 45 |
①若要绘制上述物体的温度随时间变化的图像,应选择图下中______图更合理。(选填“甲”或“乙”)
②请在你选择的图中描出第20min时的温度数据点,并绘制出本次实验中物体温度随时间变化的图线。
(______)
实验台上有组装好的实验装置,如图所示,其中弹簧测力计的量程为0~5N。另外还有质量均为100g的钩码若干(图中未画出)。小刚利用上述实验装置和钩码设计一个物理实验,探究“用动滑轮提升重物时,如果动滑轮的机械效率不变,有用功跟总功的关系”(实验时不计绳的质量和滑轮与轴的摩擦)。小刚的实验步骤如下,请帮他填写完整。
(1)在动滑轮挂钩上挂2个钩码,用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端移动一段距离。他把2个钩码的总质量用m表示,绳子自由端所受拉力用F表示,绳子自由端移动的距离用s表示,钩码上升的高度用h表示;并将测量数据记录在表格中;
(2)保持动滑轮所挂钩码个数不变,依次改变绳子自由端移动的距离s,仿照步骤(1)又做了5次实验,并把各次的测量数据记录在表格中;
(3)利用__________计算出各次的总功,用_________计算出各次的有用功,并将各次的总功、有用功记录在表格中;
(4)利用上述实验装置,在测量中,若要提高此装置的机械效率,则应该_______________。
小凡同学在4块相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的水,进行如图所示的实验探究。
(1)通过A、B两图的对比,可以得出水蒸发快慢与水的___________有关;
(2)通过A、C两图的对比,可以得出水蒸发快慢与水的________有关;
(3)小凡同学猜想水蒸发快慢还可能与水的质量有关,于是继续进行了如下探究:在相同环境下的两块相同的玻璃板上分别滴上一滴和两滴水(如图)。结果发现甲图中水先蒸发完,于是他得出结论:水蒸发快慢与水的质量有关,水的质量越小蒸发越快,从实验设计环节看,他没有控制水的____________(质量/表面积)相同;从得出结论环节看,“根据谁先蒸发完,判断谁蒸发快”是否正确? __________(正确/不正确),请你帮助小凡设计一个实验,说明水蒸发快慢与水的质量无关(可画图辅助说明)_________。
在探究物体的重力势能与其质量是否有关时,实验台上有大小相同、质量不同的实心铁块和实心木块各一个,小桌,装有细沙的玻璃仪器、记号笔各一个,小敏利用上述器材,画出了自己的实设计方案,如图甲、乙所示:
(1)本实验方案中通过____________反映物体重力势能的大小,这是物理实验中常用到的“转换法”,即物理量不能直接测量时,把它们转换成其他可测量的物理量,从而进行研究比较。下列实验中也利用了转换法的是____;(选填选项前的字母)
A.用海绵下陷的深度来表示压力产生效果的强弱
B.测量出100张纸的厚度后除以张数得出一张纸的厚度
(2)小敏所画的实验设计方案存在的问题是_____________________;
(3)请写出改进措施_____________________。( 请用文字叙述)
如图甲所示为某高速公路的限速标志,对此小明提出了问题:为什么高速公路要对汽车限速呢?他搜集的资料如下:汽车遇到意外情况时,司机从看到情况到反应刹车需要的时间叫反应时间,在反应时间内汽车原速前进的距离,叫反应距离,从刹车到车停下来,汽车前进的距离叫制动距离。相关数据如下表所示。
次数 | 刹车前汽车速度/km/h | 反应距离/m | 制动距离/m |
1 | 60 | 11 | 20 |
2 | 80 | 15 | 34 |
3 | 100 | 19 | 54 |
(1)分析表中数据可知,影响汽车制动距离的主要因素是_________________;
(2)为什么同样的道路上,对不同车型设定不一样的最高行驶速度? 小明在实验室里进行研究,他用长木板搭成一个斜面做了如图乙、丙所示的实验,分别让两个体积相同的实心铝球和铁球从斜面顶端自由滚下,通过观察木块滑动的距离可以得出结论____________,由此明白了大型汽车高速行驶时的__________较大,它的危险性就较大,所以对不同车型要设计不一样的最高行驶速度。