如图甲所示装置为某学生在科技创新大赛时发明的可以直接测量液体密度的“密度天平”。 其制作过程和原理如下:选择一根长1 m的杠杆,O为中点,调节两边平衡螺母使杠杆在水平位置平衡。 在杠杆左侧离O点10 cm的A位置用细线固定一个质量为150 g、容积为80 mL的容器。 右侧用细线悬挂一质量为50 g的钩码(细线的质量忽略不计)。 测量时往容器中加满待测液体,移动钩码使杠杆在水平位置平衡,在钩码悬挂位置直接读出液体的密度。
(1)在调节平衡螺母使该“密度天平”平衡时,若左端下沉,应该将右侧平衡螺母向______调节,直到杠杆平衡。
(2)“ 密度天平”的“零刻度”应标在杠杆右端距支点______cm处。
(3)该“密度天平”的最大称量密度值为______kg/m3。
(4)若将钩码的质量适当增大,该“密度天平”的量程将______(选填增大/减小/不变)。
(拓展)该同学还想利用此装置测量一小石块的密度,测量步骤如下:
①如图乙所示,用细线将小石块和钩码拴好,分别挂于杠杆支点两侧,并改变二者位置,使杠杆在水平位置平衡;
②分别测出小石块和钩码到支点的距离L1 和L2;
③在容器中盛适量的水,将小石块浸没于水中,向______(选填左/右)移动钩码,使杠杆在水平位置再次平衡,测出钩码到支点的距离L2′;
④小石块的密度ρ石=______。(用测量的物理量表示,水的密度为ρ水)
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。