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轮轴是一种简单机械。轮轴由具有共同转动轴O的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮,小轮叫轴。图甲所示是一些轮轴的实例。轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆。轮半径R和轴半径r分别就是作用在轮和轴上的两个力F1和F2的力臂,如图乙所示。
根据杠杆的平衡条件,可得F1﹒R=F2﹒r。使用轮轴时,如果动力作用在轮上能省力,且轮半径是轴半径的几倍,作用在轮上的动力就是阻力的几分之一。如果动力作用在轴上就费力,但可以省距离。
(1)轮轴的实质是变形的________。
(2)若螺丝刀的轮半径是1.5cm,轴半径是0.3cm,则正常使用螺丝刀是________(选填省力/费力)的,且动力是阻力的________。
(3)请你再举出一个生活中轮轴的实例___________。
现有托盘天平(带砝码)一架,刻度尺、三角板各一把,小平底玻璃管1支,足量的沙子,烧杯内装有适量的水,小勺一把。小新利用上述实验器材证明:“液体的压强和深度有关”。小新的主要实验过程如下:
①用刻度尺和三角板测量出玻璃管底面直径D,并把数据记录在表格中;
②向玻璃管内装入适量的沙子,使玻璃管能竖直地漂浮在水中(如甲图所示),用刻度尺测出玻璃管下表面到容器底的距离h1,并将数据记录在表格中;
③从水中取出试管,擦干后用调节好的天平称出玻璃管和沙子的总质量 m,并将数据记录在表格中;
④再向玻璃管内添加沙子,使玻璃管仍能竖直地漂浮在水中(如乙图所示),用刻度尺测出玻璃管下表面到容器底的距离 h2;从水中取出试管,擦干后用调节好的天平称出玻璃管和沙子的总质量 m,并将数据记录在表格中;
⑤根据公式 和测量数据,计算出压强 p,并将数据记录在表格中。
请根据以上叙述回答下列问题:
(1)找出小新实验过程中存在的问题并加以改正:______。
(2)请写出步骤⑤中压强P的推导过程,并用实验中的测量数据的字母表示出来__________。
(3)请根据你改进后的实验过程设计一个记录数据的表格_________。
小文利用如图所示的装置在水平木板上,分别匀速拉动两个同种材料制成的体积不同、粗糙程度相同的正方体 A 和B,发现“匀速拉动物体 A 时,所用的拉力大”。于是他认为“物体与木板接触面积越大,所受的摩擦力就越大”,小佳认为小文的观点是错误的。小佳利用这些实验器材,设计了一个实验来证明小文的观点是错误的,请你将实验补充完整。
(1)将木块 A 放在带滑轮的木板上,木块 B 放在木块 A 上,细线的一端系在木块 A 的挂钩上,另一端绕过滑轮系在弹簧测力计的挂钩上,竖直向上匀速拉动测力计,使木块 A 和 B 在水平力作用下沿水平木板做匀速直线运动,读出测力计的示数为 F1 并记录;
(2)_____,仿照步骤(1)的操作,读出测力计的示数为 F2 并记录;
(3)比较 F2 与 F1,发现 F2 等于 F1,说明物体所受滑动摩擦力的大小跟物体与木板的接触面的大小无关,因此小文的观点是错误的。
小刚同学在研究杠杆的平衡条件过程中,发现:在阻力和动力臂保持不变的条件下,当杠杆平衡时,动力跟阻力臂之间有一定的关系。为研究此关系,他进行了一系列的实验,并记录了如下表所示的实验数据。对表格中的数据进行分析可以看出,在阻力和动力臂保持不变的条件下,当杠杆平衡时,动力与阻力臂之间的比例关系式是 __________。
阻力 F2/N | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
动力臂 L1/cm | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
阻力臂 L2/cm | 12 | 6 | 4 | 3 | 2 | 1.5 |
动力 F1/N | 6 | 3 | 2 | 1.5 | 1 | 0.75 |
如图甲所示是小明在初一科学实践课上制作的两件作品。请你利用所学的物理知识,将下面有关作品的简单解释进行补充。
(1)图乙所示是“听话的笑脸”的内部结构的示意图。它的内部是由固定在一起的物体 A 和圆环 B 组成。绳子从圆环 B 上的两个小孔穿过时,必须从物体 A 的一侧绕过去,使绳子不能沿直线穿过“笑脸”。用力绷紧绳子时,增大了绳子与物体 A 之间的 ____力,从而使 绳子与物体 A 之间的____力增大,“笑脸”会很“听话”地停在绳子的某一个位置。绳子松弛时,“笑脸”会沿着绳子下滑。
(2)在“孔明灯”的底部燃烧燃料,使“灯”内空气的温度升高,体积膨胀,“灯”所受的浮力 _____(选填“变大”、“变小”、“不变”);同时因为“灯”内气体的密度减小,并且有部分气体从“灯”的底部溢出,导致“孔明灯”整体的重力减小;当重力 _____(选 填“大于”、“小于”、“等于”)浮力时,“孔明灯”开始上升。
(1)如图甲所示,用一个弹簧测力计在弹簧的上端点施加一个力 F1,可将弹簧上端点从位置 O 拉伸到位置 A,说明力的作用效果之一是使物体发生______。用另一个弹簧测力计在同一根弹簧的上端点施加一个较大的力 F2,可将弹簧上端点从位置 O 拉伸到位置 B。请你根据两次拉伸弹簧的效果,提出一个可探究的科学问题:_________。
(2)如图乙所示,先用一个弹簧测力计和一个钩码在弹簧的上端点沿同一直线分别施加两个方向相反的力 F3、F4,将弹簧上端点从位置 O 拉伸到位置 C,然后将两个力撤掉,再用一个弹簧测力计在弹簧的上端点施加一个力 F,仍将弹簧上端点从位置 O 拉伸到位置 C。由此可知,力 F与力 F3、F4 的关系式为:________(用 F、F3、F4表示)。