某物理兴趣小组的同学,利用如图所示的装置,探究杠杆的平衡条件。
(1)如图甲所示,A点挂有2个质量均为50 g的钩码,为了让杠杆在水平位置平衡,应在B点挂______个质量均为50 g的钩码;杠杆平衡后,小王便得出了杠杆的平衡条件为:F1L1=F2L2,同组同学小勇认为他这样得出的结论不合理,这是因为______。
(2)在小勇的建议下接着完成了3次实验,每次实验均用同样的测量器材,测量方法和读数均无误,记录的数据如表所示。通过实验数据总结出杠杆平衡条件是______(用字母表达)
实验次数 | F1/N | 动力臂L1/cm | 阻力F2/N | 阻力臂L2/cm |
1 | 1.5 | 6 | 1.0 | 9 |
2 | 2.0 | 6 | 1.5 | 8 |
3 | 2.5 | 3 | 1.5 | 5 |
(3)分析实验数据时,小勇认为:只要满足“动力×动力作用点到支点的距离=阻力×阻力作用点到支点的距离”,杠杆就能平衡。为了验证这个说法的正误,该同学设计了图乙的装置,具体做法是:保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变,______,利用相关数据代入上式进行验证。
(拓展)小勇又利用身边的塑料直尺和若干硬币来验证杠杆平衡的条件,如图丙所示,当杠杆在水平位置平衡时,他测出从支点O到硬币边缘的距离作为力臂L1和 L2的大小,他测力臂的方法是______(选填正确/错误)的。如果将两边的硬币以相同的速度同时匀速向支点移动,则杠杆______(选填 仍平衡/左端下沉/右端下沉)。
某物理兴趣小组的同学,利用如图所示的装置,来探究杠杆的平衡条件。
(1)实验前杠杆如图甲所示,此时杠杆处于______(选填平衡/非平衡)状态,调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡。
(2)某次实验如图乙所示,若在B、D处同时增加一个钩码,杠杆将______(选填仍保持静止/顺时针转动/逆时针转动)。
(3)若在图乙中,小亮保持B点处钩码数量不变,去掉D处的钩码,若在A点或C点使用弹簧测力计拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,为使弹簧测力计的示数最小,应将弹簧测力计挂在______点,且拉力的方向为______。
(4)某同学在探究后分析得到F1+L1=F2+L2的错误结论,请你想出一个快速证明该结论错误的操作方法______。
(拓展)小组的小柳同学用如图丙所示的方式悬挂钩码,杠杆也能在水平位置平衡(杠杆上每格等距),但老师却提醒他不要采用这种方式,原因是______。
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按压式瓶盖
在日常生活中,装有洗手液或洗发液的瓶子,其瓶盖都是按压式的,如图甲所示,内部结构如图乙所示,其中进液阀门和出液阀门是塑料小球,进液阀门位于弹簧下端,出液阀门位于活塞上端。使用的时候,通过手向下按压,活塞向下移动,弹簧被压缩使得进液阀门关闭,出液阀门打开,储液筒里的液体从出液管流出瓶外;当手松开时,弹簧恢复原来的自然状态,使得活塞向上移动,出液阀门关闭,进液阀门打开,液体从导液管通过进液阀门进入到储液筒。这样活塞在圆筒中上下往复运动,不断地把液体“吸”出瓶外。
(1)洗手液能被“吸”上来是利用了______,按压式瓶盖的工作原理和______原理相同。
A. 活塞式抽水机 B. 马桶 C. 微小压强计 D. 汽油机
(2)向下按压后松手时,液体从导液管通过进液阀门进入到储液筒,是因为瓶中气压______储液筒中气压。(选填大于/小于/等于)
(3)如果宇航员在太空舱中按压这种瓶装洗手液瓶盖,______挤出洗手液。(选填能/不能)
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避险车道是与公路主干道相连的一条距离很短的分岔专用车道,供速度失控车辆驶离正线安全减速。避险车道一般设置在长陡坡下坡的拐弯处,保证驾驶员能看到,这种车道很特别,一般长度在 50~100 m,有一定的坡度,路面上铺着疏松的碎石、沙土层,两侧及顶部用废旧轮胎或防撞桶围起来,如图所示。避险车道很大程度上解决了汽车刹车失灵时的安全隐患,失控的车辆可以冲进避险车道,通过上坡及与碎石的巨大摩擦消耗掉能量而停下来。
(1)避险车道设置在下坡拐弯处,是利用光的______,便于司机看到,有充足的反应时间,做出合理判断。
(2)避险车道有一定坡度是为了车辆上坡时能将部分动能转化为______能,使车减速。避险车道两侧及顶部用废旧轮胎和防撞桶围起来,是为了起到缓冲的作用,使车的动能转化为______能,使车减速。
(3)避险车道上铺上疏松的碎石、沙土层,是为了增大汽车与路面之间的______,使车减速。
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爆米花是一种很受欢迎的食品,它通常是由玉米粒加工而成。那么玉米粒是如何变成爆米花的呢?传统的爆米花机实际上是一个带有密封盖的铁罐子,加工爆米花时,用煤炉给装有玉米粒的爆米花机加热,密封在罐里的玉米粒温度不断升高,其中的水分逐渐变成水蒸气,玉米粒内部压强不断增大,部分水蒸气从玉米粒中跑出,进入铁罐内,而铁罐内气体的温度也在不断升高,压强也越来越大。玉米粒像吹足气的小气球,但由于受到罐内气压的约束,它们不能爆开。加热到一定程度时,打开爆米花机的密封盖,罐内气体压强迅速减小,高温高压的玉米粒突然进入气压较低的环境中,便迅速爆开,变成了爆米花,同时也有大量“白气”冲出。
(1)加工爆米花的过程中,是通过______的方式使玉米粒的内能增加。罐内玉米粒中的水,发生了______ (填物态变化名称)。
(2)高温高压的玉米粒突然进入气压较低的环境中, 便迅速爆开,释放的水蒸气遇冷______ (填物态变化名称)形成______,所以有大量“白气”冲出。
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重力灯
重力灯靠重力发电,它的亮度相当于一个12瓦的日光灯,使用寿命可以达到200年。将其挂于大约2米高的位置,通过拉几下珠绳把重物吊起,松开后,重物因重力的关系会慢慢下降,以一系列的齿轮带动一个直流发电机发电。“重力LED灯”采用了全新的保护机制,可以确保超重的物体安全地着陆地面。当沙包落到地面时,只要将沙包再提高至原来位置,又可以继续发电。重力LED灯的照明时间取决于安装的高度,正常情况下,安置于2米的高度,可以维持约20分钟的照明,当安装的高度越高,维持照明时间越长。
(1)重力灯的主要构件是直流发电机,它的工作原理是______。
(2)重力灯工作过程中主要的能量转化形式是:将______能转化成______能再转化成光能。
(3)重力灯是绿色、无污染的清洁照明工具,使用“零”成本。但它也有不足之处,请说出使用重力灯的一点不足:______。