小宇用如图甲所示的装置“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其做匀速直线运动,小华记录的部分实验数据如下表:
序号 | 木块放置情况 | 接触面情况 | 接触面所受压力F压/N | 弹簧测力计示数F拉/N |
1 | 平放 | 木板 | 4 | 1.2 |
2 | 平放 | 木板 | 6 | 1.8 |
3 | 平放 | 木板 | 8 | 2.4 |
4 | 平放 | 棉布 | 6 | 2.4 |
5 | 平放 | 毛巾 | 6 | 2.8 |
(1)在实验操作中,用弹簧测力计沿平方向拉动木块,使其做匀速直线运动,这样做的目的是_____;
(2)分析序号为1、2、3的三组实验数据可得:滑动摩擦力f的大小与接触面所受压力F压大小的关系式是_____;
(3)通过分析序号为_____的三组实验数据可得:滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关;
(4)某次实验中拉动木块由静止到匀速直线运动的过程中,弹簧测力计对木块的拉力F随时间t的变化图象如图乙所示,其中0﹣3s木块处于静止状态,分析图象可知:要使木块由静止开始运动,至少要用_____N的水平拉力拉木块;如果实验时木块受的拉力是1.8N,下列对木块所处状态的判断,正确的是_____;
A.始终静止 B.始终做匀速直线运动
C.静止或匀速直线运动 D.条件不足,无法判断
(5)实验过程中,弹簧测力计的示数不容易稳定,可能的原因是_____。
小明想知道酱油的密度,于是他和小华用天平和量筒做了如下实验:
(1)将天平放在水平台上,把游码放在________________处,发现指针指在分度盘的右侧,要使横梁平衡,应将平衡螺母向________(选填“右”或“左”)调节;
(2)用天平测出空烧杯的质量为16 g,在烧杯中倒入适量的酱油,测出烧杯和酱油的总质量如图甲所示,将烧杯中的酱油全部倒入量筒中,酱油的体积如图乙所示,则烧杯中酱油的质量为________g,酱油的密度为________kg/m3;
(3)小明用这种方法测出的酱油密度会________(选填“偏大”或“偏小”);
(4)小华不小心将量筒打碎了,老师说只用天平也能测量出酱油的密度。于是小华添加两个完全相同的烧杯和适量的水,设计了如下实验,请你将实验步骤补充完整;
①调节天平平衡后,用天平测出空烧杯的质量为m0;
②将一个烧杯________,用天平测出烧杯和水的总质量为m1;
③用另一个烧杯装满酱油,用天平测出烧杯和酱油的总质量为m2;
④则酱油的密度表达式ρ=________(已知水的密度为ρ水);
(5)小明针对(4)中小华的实验设计进行评估后,认为小华的操作过程有不妥之处,你认为该不妥之处是__________________。
山西老陈醋以色、香、醇、浓、酸五大特征著称于世,是中国四大名醋之一,它生产至今已有3 000余年的历史。老师特意让同学们用天平和量筒测量山西陈醋的密度,实验如下:
(1)把天平放在水平桌面上,游码移到标尺左端的零刻度线处,发现指针静止在如图甲所示的位置,此时应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使天平平衡;
(2)天平调节平衡后,测出空烧杯的质量为17 g,在烧杯中倒入适量的陈醋,测出烧杯和陈醋的总质量如图乙所示,将烧杯中的陈醋全部倒入量筒中,陈醋的体积如图丙所示,则烧杯中老陈醋的质量为________g,老陈醋的密度为________ kg/m3;
(3)同学们用这种方法测出的老陈醋密度与真实值相比______(选填“偏大”或“偏小”);
(4)为了减小测量误差,同学们交流讨论的过程中发现:不用量筒也能测出陈醋的密度,且测量值比较准确,操作如下:
①用天平测出半瓶纯净水的总质量为m1,并用笔在瓶身水面位置标记为A;
②把瓶中的水全部用来浇花,然后吹干瓶子,用天平测出空瓶子的质量为m2;
③把陈醋慢慢倒入空瓶子中,直至陈醋面与______________相平,再用天平测出瓶子和陈醋的总质量为m3;
④陈醋的密度表达式ρ=________(用已知量和测量量表示,已知水的密度为ρ水)。
小晴在沙滩上捡到一小块鹅卵石,想用学过的浮力知识测量它的密度。于是把它拿到了实验室。
(1)她设计了用弹簧测力计、烧杯、水、细线测量的方案如下:
a. 用细线将鹅卵石系在弹簧测力计下,测出鹅卵石的重力,记为G;
b. 在烧杯内装入适量水,并用弹簧测力计提着鹅卵石,使它浸没在水中,记下弹簧测力计的示数F;
c. 鹅卵石密度的表达式为ρ石=________(用G、F和ρ水表示);
(2)在用弹簧测力计测量鹅卵石的重力时,出现了如图甲所示的现象,使得她放弃了这个方案,她放弃的理由是______________________________________;
(3)她在老师指导下重新设计了用天平、烧杯、水、细线测量鹅卵石密度的方案,并进行了测量;
a. 将天平放在水平台上,把游码放到标尺________________处,当指针静止时如图乙所示,此时应将平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节,直到横梁平衡;
b. 用天平测量鹅卵石的质量,天平平衡时,砝码质量和游码位置如图丙所示,则鹅卵石的质量为________g;
c. 在烧杯内装入适量的水,用天平测量烧杯和水的总质量为60 g;
d. 如图丁所示,使烧杯仍在天平左盘,用细线系着鹅卵石,并使其悬在烧杯里的水中,当天平平衡时,天平的示数为66.8 g。则鹅卵石的体积为________cm3,鹅卵石的密度为________g/cm3。(结果保留一位小数,ρ水=1.0×103 kg/m3)
小明利用烧杯、天平和水(密度记为ρ水),测出了一块不规则小石块的密度。其主要测量过程如下:
(1)使用的天平已经调节平衡,测量小石块的质量时,指针偏向分度盘中央刻度线的右侧,此时应__________;
(2)用天平测量小石块的质量,天平平衡时,右盘中的砝码和标尺上的游码如图乙所示,则小石块的质量m=________g;
(3)用排水法测量小石块体积的过程如图丙所示;
A. 往烧杯中加入适量的水,将小石块浸没,在水面位置做上标记;
B. 取出小石块,测得烧杯和水的总质量为m1;
C. 往烧杯中加水,直到水面与标记处相平,再测出此时烧杯和水的总质量为m2;
用本题中使用的物理量符号表示小石块的体积,其表达式为V=________;小石块密度的表达式为ρ石=________(用m、m1、m2和ρ水表示);
(4)用此方法测得的小石块密度值将________(选填“偏大”或“偏小”)。
小明携带质量为10 kg的行李箱从太原到运城,选择了尾气零排放的动车组D2503次列车出行。经查询,D2503次列车时刻表如下。若该动车组列车全程匀速行驶在平直的轨道上,牵引力恒为2.8×105 N,供电电路输入动车组列车的电功率恒为2×107 W。请你根据以上信息,解决下列问题:
站次 | 站名 | 到达时间 | 开车时间 | 运行里程 |
1 | 太原南 | — | 8:25 | 0 |
2 | 运城北 | 10:10 | 10:12 | 360 km |
3 | 西安北 | 11:22 | — | 556 km |
(1)若小明的行李箱底部与列车行李架的接触面积为0.2 m2,求此行李箱对水平行李架的压强;(g=10 N/kg)
(2)求该动车组列车从太原南站至运城北站牵引力所做的功;
(3)求该动车组列车从太原南站至运城北站将电能转化为机械能的效率;
(4)若大型客运燃油汽车运行中做的功与该动车组列车从太原南站至运城北站牵引力所做的功相等,客车热机的效率为30%,该客车从太原南到运城北消耗多少kg燃油?(燃油热值为4×107 J/kg)