斜拉索桥比梁式桥具有更大的跨越能力,是现代大跨径桥梁的重要结构形式,桥的斜拉悬索主要承受拉力。某校研究性学习小组的同学们很想知道斜拉索桥的悬索能承受的最大拉力,但由于悬索很长,抗断拉力又很大,直接测量很困难,同学们则取来了同种材料制成的样品进行实验探究。由胡克定律可知,在弹性限度内,弹簧的弹力F与形变量x成正比,其比例系数与弹簧的长度、横截面积及材料有关。因而同学们猜想,悬索可能也遵循类似的规律。
① 同学们准备象《探究弹簧弹力与弹簧伸长量之间关系》的实验一样将样品竖直悬挂,再在其下端挂上不同重量的重物,来完成本实验。但有同学说悬索的重力是不可忽略的,为了避免悬索所受重力对实验的影响,你认为可行的措施应该是: 。
②经过同学们充分的讨论,不断完善实验方案后进行实验。最后实验取得数据如下:
分析样品C的数据可知,其所受拉力F(单位N)与伸长量x(单位m)之间遵循的函数关系式是F= ;对比各样品的实验数据可知,悬索受到的拉力与悬索的伸长量成正比,其比例系数与悬索长度 成正比、与悬索的横截面积 成正比。
如图a是研究小球在斜面上平抛运动的实验装置;每次将小球从弧型轨道同一位置静止释放,并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角,获得不同的射程,最后做出如图b所示的图像。
(1)由图b可知,小球在斜面顶端水平抛出时的初速度。
(2)实验中发现超过后,小球将不会掉落在斜面上,则斜面的长度为。
(3)若最后得到的图像如图c所示,则可能的原因是(写出一个)。
将一单摆装置竖直悬于某一深度为h(未知)且开口向下的固定小筒中(单摆的下部分露出筒外),如图甲所示。将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放,设单摆摆动过程中悬线不会碰到筒壁。如果本实验的长度测量工具只能测量出筒下端口到摆球球心之间的距离l,并通过改变l而测出对应的摆动周期T,再以T2为纵轴、l为横轴,作出T2-l图像,则可以由此图像得出小筒的深度h和当地的重力加速度g。
(1)如果实验中所得到的T2-l图像如图乙所示,那么对应的图像应该是a、b、c中的_____________。
(2)由图像可知,小筒的深度h=________m;当地重力加速度g=_________m/s2。
在用“油膜法粗测分子直径”的实验中,已知实验室中使用的酒精油酸溶液的体积浓度为A,又用滴管测得每N滴这种酒精油酸的总体积为V,将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上,在玻璃板上描出油膜的边界线,再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上(如右图)测得油膜占有的小正方形个数为X.
①用以上字母表示油酸分子的大小d=____________。
②从图中数得油膜占有的小正方形个数为X =_______。
风能是一种环保型能源。目前我国风力发电总装机容量已达。据勘测我国的风力资源至少有,因此风力发电是很有前途的一种能源。风力发电是将风的动能转化为电能。设空气的密度为,水平风速为,某风力发电机每个叶片长为。设通过叶片旋转所围成的圆面内的所有风能转化为电能的效率为,那么该风力发电机发出的电功率的数学表达式为;若某地平均风速为,所用风力发电机的叶片长,空气密度,效率为;每天平均发电小时,则获得的电能为(保留两位有效数字)。
从地面以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的球,设球在运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比关系,它运动的速率随时间变化的规律如图所示,在t1时刻到达最高点,再落回地面,落地时速率为v1,且落地前球已做匀速运动。则球受到的空气阻力与其速率之比k=___________,球上升的最大高度H=_________________。