某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中,实验装置如图所示,不计绳重及摩擦。
(1)经过多次实验得到数据如下表所示:
实验次数 | 实验装置 | 钩码重G/N | 钩码上升的高度h/m | 绳端拉力F/N | 绳端移动的距离s/m | 机械效率η |
1 | 甲 | 4 | 0.1 | 2.7 | 0.2 | 74% |
2 | 乙 | 4 | 0.1 | 1.8 | 0.3 | 74% |
3 | 丙 | 8 | 0.1 | 3.2 | 0.3 | 83% |
4 | 丁 | 8 | 0.1 | 2.5 | 0.4 | 80% |
①比较______两次实验数据可得出结论: 使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关。(填实验次数的序号)
②通过比较______两次实验数据可得出结论:使用同一滑轮组提升重物时,物重越重,滑轮组机械效率越高。(填实验次数的序号)
③通过比较3、4两次实验数据可得出结论:______。
④若不考虑摩擦力,第1次实验中使用的动滑轮的重力为______N。
⑤第3次实验过程中,钩码上升0.1 m所用的时间为2 s,则拉力做功的功率为______W。
(2)小明发现实验过程中弹簧测力计的示数不稳定,于是他建议在弹簧测力计静止时读数,你认为他的想法______(选填“正确”或“错误”),原因是:______。
某实验小组的同学在“探究液体内部压强与哪些因素有关”的实验中,将两端开口的玻璃管一端扎上橡皮膜,竖直插入水或盐水的不同深度处,观察到橡皮膜分别向上凸起,实验现象如图1的a、b、c所示。
(1)根据实验现象,实验小组的同学提出以下猜想。
①根据图1中b和c,小组同学一致认为:液体内部压强可能与______有关。
②根据图1中a和b,小组同学产生了不同的观点:小红认为液体内部某点压强可能与距离液面的高度h有关,小李则认为液体内部某点的压强可能与距离容器底部的高度d有关。
(2)为了验证猜想,小组同学接着将一端扎有橡皮膜的玻璃管分别竖直插入甲、乙两种不同液体中(ρ甲<ρ乙),并设法改变h和d,通过在玻璃管中加入适量的水,使橡皮膜在液体的不同位置处都能保持平整,如图2所示。然后通过测量玻璃管中所加水的质量和玻璃管的底面积,求得橡皮膜所受的液体压强p,并将实验有关数据分别记录在表一、表二中。
表一 液体甲 | 表二 液体乙 | ||||||||
实验序号 | h/cm | d/cm | p/×103 Pa | 实验序号 | h/cm | d/cm | p/×103 Pa |
| |
1 | 5 | 15 | 0.4 | 6 | 5 | 15 | 0.6 |
| |
2 | 10 | 10 | 0.8 | 7 | 10 | 10 | 1.2 |
| |
3 | 15 | 5 | 1.2 | 8 | 15 | 5 | 1.8 |
| |
4 | 20 | 5 | 1.6 | 9 | 20 | 5 | 2.4 |
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5 | 30 | 5 | 2.4 | 10 | 30 | 5 | 3.6 |
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①分析比较实验序号1与6(或2与7,或3与8,或4与9,或5与10)的数据及相关条件,得出的初步结论是:当距离液面的高度h相同,距离容器底部的高度d相同时,______。
②小红分析实验序号3、4、5(或8、9、10)的数据及相关条件,得到的初步结论是:同种液体内部,当距离容器底部的高度d相同时,______;小李同学分析实验序号1、2、3(或6、7、8)的数据及相关条件。得到的初步结论是:同种液体内部压强p与距离容器底部的高度d成反比。对于小红和小李的结论,你认为结论错误的是______的(选填“小红”或“小李”),理由是______。
(拓展)由表中数据可知液体乙的密度ρ乙=______kg/m3。
在“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验中,某同学进行了如下猜想:
猜想一:液体内部压强大小可能与液体深度有关
猜想二:液体内部压强大小可能与容器形状有关
猜想三:液体内部压强大小可能与液体密度有关
猜想四:液体内部压强大小可能与方向有关
该同学利用压强计和相关器材进行探究,实验中利用压强计U形管两侧液面高度差Δh反映液体压强的大小,相关数据和现象如下表所示。
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
液体种类 | 水 | 水 | 水 | 盐水 |
深度h/cm | 5 | 10 | 15 | 10 |
探头方向 | 向上 | 向上 | 向上 | 向上 |
U形管两侧液面高度差Δh/cm | 2.5 | 5 | 7.5 | 6.5 |
(1)比较第1、2、3三次实验,液体种类______,探头方向______,深度______(前3空均选填“相同”或“不同”),所以验证的是猜想______;分析数据可知当深度增大为原来的2倍时,U形管两侧液面高度差Δh也增大为原来的2倍,由此得出的结论是:在其他条件相同时,液体内部的压强______。
(2)要验证猜想三,应控制其他物理量不变,只改变______,观察U形管两侧液面高度差Δh,所以可以通过第______两次实验探究。
(3)在进行完第2次实验后,若要验证猜想四,应控制______不变,改变______,观察U形管两侧液面高度差Δh。
(4)实验中所用盐水的密度为______kg/m3。
物理兴趣小组在“探究阻力对物体运动的影响”实验中,让小车分别从不同高度由静止开始沿光滑斜面下滑,最终静止在平铺在水平面上的毛巾、棉布、木板表面,如图所示。用刻度尺测量每次开始下滑时的高度h和在水平板面上滑行的距离s,记录如下表:
实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
接触面 | 木板 | 木板 | 木板 | 棉布 | 棉布 | 棉布 | 毛巾 | 毛巾 | 毛巾 |
高度h/m | 0.15 | 0.10 | 0.05 | 0.15 | 0.10 | 0.05 | 0.15 | 0.10 | 0.05 |
水平距离s/m | 1.20 | 0.80 | 0.40 | 0.90 | 0.60 | 0.30 | 0.60 | 0.40 | 0.20 |
(1)要研究小车在水平板面上滑行的距离与阻力的关系,应选择实验______进行比较。
(2)实验中是通过改变______来改变小车所受阻力大小的;小车在不同水平面上运动时,受到了______个力的作用。
(3)实验中发现:当小车从同一高度下滑时,在毛巾表面上滑行的距离最短,在木板上滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越______(选填“快”或“慢”)。
(4)由实验现象我们可以进一步推断:本实验中,如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,它将做______。
(拓展)小车在毛巾表面滑行时,受到的阻力f=______。(已知小车的重力为G)
(补充设问)(5)小车在水平面上运动时,在竖直方向上受到的力有______,其合力为______。
(6)通过本实验推理可知______(选填“A”或“B”)观点是正确的;在我们已学的物理知识中,也有用到这种“实验——推理”的研究方法,如______(列举一例)。
A.力是维持物体运动的原因
B.物体的运动不需要力来维持
小明利用如图所示装置探究阻力对物体运动的影响,实验中让小车均从斜面同一高度自由下滑。
(1)小车从斜面滑下后会沿水平面继续向前运动是因为小车具有______。
(2)实验中小车在水平面上三次滑行过程中消耗的机械能大小______(选填“相等”或“不相等”)。
(3)假设小车在三个水平面上克服阻力做的功分别为W1、W2、W3,则W1______W2______W3(选填“>”“<”或“=”)。假设水平面绝对光滑,则小车克服阻力做的功为______J。
如图所示是同学们探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的三次实验过程。
(1)部分实验数据如表所示,第①次实验中木块所受摩擦力如图①所示为______N。
序号 | 接触面 | 压力/N | 滑动摩擦力/N |
① | 木块与木板 | 12.0 |
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② | 木块与木板 | 15.0 | 3.0 |
③ | 木块与砂纸 | 12.0 | 3.6 |
(2)分析______(填序号)两次实验数据可以得出滑动摩擦力与接触面粗糙程度有关。
(3)由①、②两次实验数据分析得出的结论是:当接触面粗糙程度一定时,滑动摩擦力大小与压力大小成______比。
(4)在第③次实验中若用4.5 N的力水平拉动木块,则木块受到的滑动摩擦力为______N,你判断的依据是______。
(拓展)将砝码和木块放在砂纸上进行第四次实验时,滑动摩擦力的大小为______N。
(补充设问)(5)小明又提出滑动摩擦力的大小可能与物体运动的速度大小有关的猜想,请你帮他设计实验验证他的猜想是否正确。
①实验步骤:______;
②实验结论:______。
(6)小明在实验时还发现:在木块没有被拉动时,弹簧测力计也有示数,且示数会变化。他请教老师,知道可用F-t图像表示拉力随时间的变化情况。若某次实验开始拉动木块直到木块匀速滑动的F-t图像如图乙所示,其中0~4 s木块处于静止状态,分析图像可知:要使木块由静止开始运动,至少要用______ N的水平拉力拉木块;如果实验时木块所受的拉力是2.2 N,则木块所处的运动状态是______。