人教版物理八年级下册 期末实验计算题压轴试卷检测题(WORD版含答案)(35)
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人教版物理八年级下册期末实验计算题压轴试卷检测题(WORD版含答案)(14)
一、实验题计算题压轴题等
1.工人师傅经常使用一种称为“大力钳”的工具夹紧或切断金属材料,如图所示为用于切断
金属所常用的一种小型大力钳,其各部分尺寸已在图中标明(单位为cm)。
若工人师傅的
单手最大握力为900 N,他使用该大力钳时,在被钳材料处能够产生的最大压力为多大?
2.体重为800N的工人师傅在维修汽车发动机时,用如图所示的滑轮组把汽车里的发动机
提起来,当工人师傅用F=600N的拉力,使发动机在10s内匀速上升1m的过程中,滑轮组
的机械效率为80%。
不计绳重和绳与滑轮之间的摩擦。
求:
(1)工人师傅做功的功率;
(2)若绳能承受的最大拉力为850N,求这位工人师傅通过此滑轮组能拉起物体的最大重力。
3.人类从鸟类飞行得到启示发明了飞机,从鱼类游泳得到启示发明了潜艇。
某大学两位研
究生从蚂蚁身上得到启示,设计出“都市蚂蚁”概念车(如图所示)质量是360kg。
这款概念
车小巧实用,有利于缓解城市交通拥堵。
(g取10N/kg)
(1)该车乘载两个总质量为140kg的人静止在水平地面上,轮胎与地面的接触面积总共
8.0×10-2m2。
该车对地面的压强多大?
(2)这款概念车乘载两个总质量为140kg的人在水平地面上匀速行驶18km所用的时间为
0.5h,且在匀速行驶过程中受到的阻力是总重的0.4倍,则该车的速度是多少?此时车受
到多大的牵引力?
(3)航模社的同学想将此概念车改进成“水陆两栖车”。
若上述乘载两人的概念车要在水面
漂浮,且至少有三分之一的体积露出水面,则它的总体积至少为多大(假设车内不进水)?
4.如图甲所示,放在水平桌面上的圆柱形容器内装有 12cm 深的水,现有一轻质弹簧,下端固定着一个正方体 A,正方体A的边长为10cm、质量为0.2kg,其下表面正好与水面相平,此时弹簧伸长了1cm.弹簧受到的弹力F跟弹簧的变化量△L的关系如图乙所示.
(1)求正方体 A 的重力:
(2)向容器内缓慢加水,直至正方体 A 刚好完全浸没在水中(水未溢出),立即停止加水,求此时正方体 A 受到的浮力;
(3)求正方体 A 刚好完全浸没在水中时,弹簧对正方体 A 的作用力(弹簧只能沿竖直方向移动);
(4)求正方体 A 刚好完全浸没在水中时,水对容器底部压强的变化量.
5.如图所示,水平地面上有一个底面积为 200cm2的圆柱形容器,容器中水深40cm,一个边长为10cm的正方体物块通过一根细线与容器底部相连,细线受到的拉力为5N.(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)画出此时正方体物块的受力示意图:
(2)计算此时容器底受到水的压力
(3)计算物块的重力;
(4)细线剪断后,计算物块静止时浸入水中的体积
6.用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示。
由此处匀速下放物块,直至浸没于水中并继续匀速下放(物块始终未与容器接触)。
物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示。
求:
(1)物块完全浸没在水中受到的浮力; (2)物块的密度;
(3)从物块刚好浸没水中到h =10cm 过程中,水对物块下表面的压强变化了多少P a ? 7.如图甲所示是位于宜宾市高庄桥的国内首座“公路在下、铁路在上”的金沙江公铁两用大桥的施工现场照片,如图乙所示,是某次施工中使用的升降与移动的塔吊和滑轮组,为了保证塔吊起重物不会翻倒,在塔吊左边配有一个重物P ,已知OA =12m ,OB =4m ,动滑轮的质量为40kg ,一块重为8×104N 、体积为1m 3的正方体物块D ,(忽略江水流动对物块的影响,不计绳、塔吊横梁及定滑轮的自重和摩擦,江水密度取3
3
1.010kg/m ρ=⨯水,g =10N/kg);
(1)若物块D 从平台上匀速升降,为了保证铁塔不至翻倒,使其横梁始终保持水平,求塔吊左边的配重物P 的质量为多少千克?
(2)若将物块D 完全浸没水中后以0.4m/s 的速度匀速下沉到江底,则拉力F 的功率是多少?
(3)若将物体D 从江底匀速打捞出水面,假如绳子自由端的最大拉力为2.5×104N ,那么物体D 露出体积为多少时,绳子刚好被拉断?
8.如图所示是某汽车起重机打捞货箱示意图,货箱的升降使用的是滑轮组,滑轮组钢丝绳的收放是由卷扬机来完成的。
该起重机将沉没于水下深处的一只密封货箱匀速打捞出水面,已知该货箱体积为50m 3,质量是200t 。
(不考虑风浪、水流以及滑轮间摩擦和绳子的重力等因素的影响)
(1)货箱完全浸没在水中时受到的浮力是多少?
(2)货箱完全出水后,此时钢丝绳拉力F =1×106N ,求动滑轮的重力;
(3)求货箱出水前,滑轮组的机械效率。
(小数点后面保留一位小数)
9.四川省凉山州木里县在3月30日发生一起森林火灾,森林消防队员和地方干部群众进行陆地扑火,同时还派出直升机进行扑火。
如下图所示,在扑火现场,直升机正将一桶桶水吊装到100m的高空中,其中起重臂下的钢绳是绕在一个动滑轮上的,若每桶水均重12000N,高度为100m。
如果直升机沿竖直方向匀速提升一桶水时,动滑轮上每段钢绳的拉力为7500N,在忽略钢绳重、桶重和摩擦的情况下。
(1)直升机提升一桶水时,对一桶水做的有用功是多少?
(2)动滑轮在提升这桶水时的机械效率是多大?
(3)在安全操作的前提下,为了尽快扑灭火灾,减少损失,直升机同时将两桶水以0.lm/s的速度匀速提升到施工台。
求这种情况下,动滑轮上钢绳自由端拉力的功率为多大?
10.如图所示为一吊运设备的简化模型图,图中虚线框里是滑轮组(未画出).滑轮组绳子自由端由电动机拉动,现用该设备先后搬运水平地面上的物体A和B,已知物体重力
G A=1.75G B,当对A以竖直向上的拉力T A=1500N时,物体A静止,受到地面持力是N A,当对B 以竖直向上的拉力T B=1000N时,物体B也静止,受到地面支持力是N B;且N A=2N B求:
(1)物体A的重力G A,和地面支持力N A大小;
(2)当电动机对滑轮组绳子的自由端施以F=625N的拉力时,物体B恰以速度v被匀速提升,已知此时拉力F功率为500W,滑轮组机械效率为80%,不计各种摩擦和绳子质量,物体B的速度v为多少.
11.如图所示是探究物体的动能大小与物体的质量、速度关系的示意图.
(1)本实验研究的是________(选填“木块”、“钢球”或“斜面”)的动能与它的质量、速度的关系.实验中通过观察____________________来比较动能的大小.
(2)在探究动能与速度的关系时,要保持小球的_______不变,让小球从_______(选填“相同”或“不同”)的高度滚下,以不同的速度推动木块移动.该实验得出的结论是:_____________ .
(3)在探究动能与物体质量的关系时,要选择两个质量______(选填“相同”或“不同”)的小球,并让它们分别从同一斜面_______ 的(选填“相同”或“不同”)高度滚下.
12.如图所示,是“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。
(1)实验中通过观察______的大小,来判断小球动能的大小。
(2)实验中为了研究动能大小与质量的关系。
需要控制小球撞击时的速度不变,具体的控制方法是______。
(3)质量和速度谁对动能的影响较大呢?小文所在的物理兴趣小组借助速度传感器(一种可以直接测出速度的仪器)和其他仪器得出了两组数据如表一和表二所示。
表一(钢球撞击时的速度为v=8cm/s)
序号l钢球撞击速度v/cm.s-1木块滑行距离s/cm
1810
21640
32490
表二(钢球质量为m:100g)
序号钢球质量m/g木块滑行距离s/cm
110010
220020
330030
分析这两组数据可以得出:______对物体的动能影响较大。
依据是______.
13.小明和小华利用如图所示的实验器材,探究物体的浮沉条件,他们探究活动的过程如下:
(一)探究蜡块的上浮条件
()测量蜡块的重力
小明设计的方案:用弹簧测力计测出蜡块的重力.
小华设计的方案:用天平测出蜡块的质量,求出重力.
你支持__________(小明/小华)的方案,理由是
________________________________________.
()测量蜡块受到的浮力.
小明在量筒中放入适量的水,把蜡块放在水中浮在水面时,测出蜡块排开水的体积,用阿基米德原理求出浮力.你认为上述操作用存在的问题是____________________
()通过比较蜡块的重力和受到的浮力,可知物体上浮的条件.
(二)探究蜡块下沉的条件
()测量石块的重力;
用弹簧测力计测出石块的重力.
()测量石块受到的浮力;
小明利用量筒测出石块浸没水中排开水的体积,用阿基米德原理求出浮力.
小华依据另一种原理,采用不同的方法也测出了石块受到的浮力,其方法是:
____________________.
()通过比较石块重力和受到的浮力,可知物体下沉的条件____________________.14.在探究“杠杆平衡条件”实验中:
(1)将杠杆的中点O挂在支架上,调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡,目的是
________.
(2)杠杆平衡后,小英同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上
________个钩码,使杠杆在水平位置平衡.
(3)取下B位置的钩码,改用弹簧测力计拉杠杆的C点,使杠杆在水平位置保持平衡.当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡(如图乙),测力计示数将________.
(4)完成实验后,小英利用杠杆的平衡条件来测量杠杆的质量
①将杠杆的B位置挂在支架上,在B的右侧挂质量为m的钩码,前后移动钩码的位置,使杠杆在水平位置平衡(如图丙).
②用刻度尺测出此时钩码悬挂位置E到B的距离L1和________的距离L2.
③根据杠杆的平衡条件,可以计算出杠杆的质量m杆= ________(用题目中所给物理量表示)
15.电动平衡车(如图)因其体积小,操作新颖方便,越来越受到年轻人的喜爱,下表是某双轮电动平衡车的部分技术参数。
(g取10N/kg)。
(1)该平衡车静止时对水平地面的压强是多大_____?
(2)体重为600N的小明在体育广场骑行该平衡车,并以平衡车的最大速度匀速直线行驶
2min,行驶中平衡车所受阻力是人和车总重的0.1倍.小明在这段骑行过程中,平衡车动力的功率是多少_______?
【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除
一、实验题计算题压轴题等
1.62×104N
【详解】
大力钳工作时,相当于杠杆组合,其中ABC 、CDE 以及对应的下半部分分别为杠杆,假设力的方向沿竖直方向,则杠杆CDE 可模型化为图2的情况,其中D 为支点。
根据杠杆平衡条件,可得
F 1L 1=F 2L 2
由题意可知,F 1=900N ,L 1=12cm ,L 2=2cm ,代入上式解得
F 2=5.4×103N
同理,杠杆ABC 可模型化为图3的情况,其中B 为支点,根据杠杆平衡条件,可得
F 3L 3=F 4L 4
由题意可知,F 3= F 2=5.4×103N ,L 3=4.5cm ,L 4=1.5cm ,代入上式解得
F 4=1.62×104N
2.(1)180W ;(2)2040N 【详解】
(1)工人拉力移动距离
=31m 3m s nt =⨯=
工人师傅做功
600N 3m 1800J W Fs ==⨯=
工人师傅做功的功率
1800J 180W 10s
W P t =
== (2)由
=
W Gh Gh G W Fs Fnh Fn
η===有总 可得,发动机的重力
80%600N 31440N G Fn η==⨯⨯=
不计绳重和绳与滑轮之间的摩擦,由()1
F G G n
=
+轮得动滑轮的重力 =3600N 1440N 360N G nF G -=⨯-=轮
力的作用是相互的,则绳上的拉力不能超过工人师傅体重,工人通过此滑轮组能拉起最重
物体时,绳上的最大拉力
F 大=
G 人=800N
由()1
F G G n
=
+轮可得,物体的最大重力 ==3800N-360N=2040N G nF G -⨯大轮
答:(1)工人师傅做功的功率为180W 。
(2)这位工人师傅通过此滑轮组能拉起物体的最大重力为2040N 。
3.(1)6.25×104Pa ;(2)10m/s ,2×103N ;(3)0.75m 3 【详解】
(1)该车在水平地面上静止时对地面的压力
F =
G 总=m 总g =(360kg+140kg)×10N/kg=5×103N
对地面的压强
3422
510N 6.2510Pa 8.010m
F p S -⨯⨯==⨯= (2)该车的速度:
18km 36km/h 10m/s 0.5h
s v t =
=== 因“都市蚂蚁”车匀速行驶时受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以,发动机的牵引力
330.40.4510N 210N F f G '===⨯⨯=⨯总
(3)因车在水面上漂浮,所以,受到的浮力
F 浮=
G 总=5×103N
由F 浮=ρ水gV 排得,排开水的体积
3333
kg/510N 0.5m 11m 10N/kg
0F V g ρ⨯===⨯⨯浮排水 因车至少有三分之一的体积露出水面,所以有
3110.5m 3V V ⎛⎫
=-= ⎪⎝⎭
排
解得:V =0.75m 3
答:(1)该车对地面的压强是6.25×104Pa ;
(2)该车的速度是10m/s ,车受到的牵引力为2×103N ; (3)它的总体积至少为0.75m 3。
4.(1)2N (2)10N (3)8N (4)1500pa 【详解】
(1).正方体 A 的重力为:
=0.2kg 10N/kg=2N G mg =⨯;
(2).正方体 A 刚好完全浸没在水中时,排开水的体积等于正方体的体积,即:
3
-33==10cm =110m V V ⨯排正方体()
此时正方体 A 受到的浮力为:
33-33==110kg/m 10N/kg 110m =10N F gV ρ⨯⨯⨯⨯浮水排;
(3).A 受到的浮力为10N ,方向竖直向上;A 受到的重力为2N ,方向竖直向下; 所以弹簧对正方体 A 的作用力为:
10N-2N=8N A F F G =-=浮;
方向竖直向上.
(4).当向容器内缓慢加水时,弹簧会由伸长1cm 到恢复原长,此时弹簧的压缩量为:
1cm L =;
由图乙可知,F =8N 时,弹簧的压缩量4cm L '=, 所以正方体A 刚好完全浸没在水中时,水上升的高度为:
10cm+1cm+4cm=15cm h L L L =++'=正方体;
水对容器底部压强的变化量为:
333=110kg/m 10N/kg 0.15m=1.510pa p g h ρ∆=∆⨯⨯⨯⨯水
5.(1)
; (2)80N ;(3)5N ;(4)5×10-4m 3
【解析】 【详解】
(1).正方体物块受竖直向上的浮力,竖直向下的重力和拉力,如图所示:
(2).水对容器底的压强为:
331.010kg/m 10N/kg 0.4m=4000Pa p gh ρ⨯==⨯⨯
根据F
p S
=
可知水对容器底的压力为: 424000Pa 20010m =80N F pS ==⨯⨯—;
(3).物块的体积V =10cm ×10cm ×10cm=1.0×10-3m 3; 物块浸没在水中时受到的浮力:
33331.010kg/m 10N/kg 110m =10N F gV ρ⨯==⨯⨯⨯—浮水排
物块受到三个力的作用:竖直向下的重力和拉力、竖直向上的浮力,则物块的重力为:
10N-5N=5N G F F =-=浮拉
(4).因为物块浸没在水中时的浮力大于木块的重力,所以剪断细线后,物块会上浮直至漂浮在水面上,由于漂浮,所以
5F G N
'==浮;
由F gV ρ=浮水排得,静止时物块水中的体积为:
-43
33
5N =
==510m 1.010kg/m 10N/kg
F V g ρ''⨯⨯⨯浮排水 6.(1)4(2)23
3
k 10g /m ⨯(3)600 【解析】 【详解】
(1)由图像可知,弹簧测力计的最大示数F 最大=15N ,此时的物块没有浸入水中,则物块重力G=F 最大=8N ;物块全部浸入时弹簧测力计的示数F 示=4N ,受到的浮力:
F G F =-示浮=8N-4N=4N ;
(2)由F gV ρ=浮水排得物块的体积:
43
334N 410m 1.010kg /m 10N /kg
F V V g ρ-==
==⨯⨯⨯浮排水,物块的质量:8N 0.8kg 10N /kg G m g =
==,33
430.8kg 210kg /m 410m
m V ρ-===⨯⨯; (3)由图乙可知,h 1=4cm 时物块刚好浸没水中,从物块刚好浸没水中到h 2=10cm 过程中,物块的下表面变化的深度△h=h 2-h 1=10cm-4cm=6cm=0.06m ,水对物块的下表面的压强变化:p g h 水ρ==1×103kg/m 3×10N/kg×0.06m=600Pa 。
7.(1)24120kg ;(2)28160W ;(3)0.46m 3 【详解】
(1)由G mg =得,重物的质量是
4810N
8000kg 10N/kg
G m g ⨯===物物
由杠杆平衡条件可得
OA m g OB m g ⨯=⨯配总
即
OA m m g OB m g ⨯+=⨯配物动()
解得
()12m 40kg 8000kg 24120k )g (4m
OA m m g m OB g ⨯+⨯+=
==⨯物动配
(2)由题可知,不计摩擦和绳重,由图可知,绳子的有效股数n =3,物块D 完全浸没水中所受的浮力是
334==1.010kg 10N/kg 1m 110N F gV ρ⨯⨯⨯=⨯浮液排
水对滑轮的拉力是
4'810N 10000N 70000N F G F =-=⨯-=浮物
拉力是
'70000N 1170400340k 33
g 10N/kg N F F G =+=+⨯=动()()
绳子自由端的移动速度
'330.4m/s 1.2m/s v v ==⨯=物
拉力F 的功率
'N 70400
3
1.2m/s 28160W P Fv ==
⨯= (3)当绳子自由端的最大拉力为4
2.510N F =⨯大时,由1
3
F F
G =+大拉动()可知物体拉滑轮的力F 拉为
433 2.510N 40kg 10N/kg 74600N F F G =-=⨯⨯-⨯=拉大动
此时物体所受的浮力
4'810N 74600N 5400N F G F =-=⨯-=浮物拉
浸在水中的体积
'
3
335400N 0.54m 110kg/m 10N/kg
F V g ρ'===⨯⨯浮排水
物体露出水面的体积
'3331m 0.54m 0.46m V V V =-=-=露排
答:(1)若物块D 从平台上匀速升降,为了保证铁塔不至翻倒,使其横梁始终保持水平,塔吊左边的配重物P 的质量为24120kg ;
(2)若将物块D 完全浸没水中后以0.4m/s 的速度匀速下沉到江底,则拉力F 的功率是28160W ;
(3)若将物体D 从江底匀速打捞出水面,假如绳子自由端的最大拉力为2.5×104N ,那么物体D 露出体积为0.46m 3时,绳子刚好被拉断。
8.(1)5×105N ;(2)2×106N ;(3)42.9% 【详解】
(1)根据阿基米德浮力公式,货箱完全浸没在水中时受到的浮力是
333510kg/m 10N/kg 50m 510N F gV ρ==⨯⨯=⨯浮
(2)不考虑风浪、水流以及滑轮间摩擦和绳子的重力等因素的影响,滑轮组中n =4,则货箱完全出水后
nF G G =+物动
则动滑轮的重力为
6634200110N 10kg 10N/kg 210N G nF m g ⨯⨯⨯⨯=-=⨯-=动物
(3)货箱出水前,货箱所受拉力为
3651010N/kg 200kg 510N 1.510N T m g F =-=-⨯⨯⨯⨯=物浮
此时钢丝绳拉力为
5661.510N 210N 8.7514
0N T G F n ++=⨯'⨯⨯==动
滑轮组的机械效率为
6661.510N 42.9%1.510N 210N
100%W T T W nF T G η⨯=
⨯==='+⨯⨯+有用总动
答:(1)货箱完全浸没在水中时受到的浮力是5×105N ; (2)货箱完全出水后,动滑轮的重力为2×106N ; (3)货箱出水前,滑轮组的机械效率为42.9%。
9.(1)1.2×l06J(2)80%(3)2700W 【详解】
(1)由题知,每桶水均重12000N ,提升的高度为100m , 则对一桶水做的有用功:
W 有用=Gh =12000N ×100m=1.2×106J ;
(2)使用动滑轮,拉力端移动距离:
s =2h =2×100m=200m ,
拉力做的总功:
W 总=Fs =7500N ×200m=1.5×106J ,
动滑轮的机械效率:
η=
W W 有用总
=661.210J
1.510J
⨯⨯×100%=80%; (3)在忽略钢绳重、桶重和摩擦的情况下,提升一桶水时,拉力F =1
2
(G +G 动),则动滑轮的重力:
G 动=2F−G =2×7500N−12000N=3000N ,
提升两桶水时的拉力:
F ′=
12 (G ′+G 动)=1
2
(12000N ×2+3000N)=13500N , 拉力端移动速度:
v =2v 物=2×0.1m/s=0.2m/s ,
因为P =
W t =Fs
t
=Fv ,所以动滑轮上钢绳自由端拉力的功率: P ′=F ′v =13500N ×0.2m/s=2700W 。
答:(1)直升机提升一桶水时,对一桶水做的有用功是1.2×106J ; (2)动滑轮在提升这桶水时的机械效率是80%;
(3)这种情况下,动滑轮上钢绳自由端拉力的功率为2700W。
10.(1)3500N; 2000N;(2)0.2m/s
【详解】
(1)F A=1500N,受到地面支持力是N A;物体A静止,受力平衡,由力的平衡条件可得:F A+N A=G A,即:1500N+N A=G A ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,已知两物体重G A=1.75G B,且
N A=2N B,即:1500N+2N B=1.75G B﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②, F B=1000N时,受到地面支持力是N B;物体B静止,受力平衡,由力的平衡条件可得:F B+N B=G B,即:
1000N+N B=G B﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③,②﹣③得,
500N+N B=0.75G B﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④,③﹣④得,500N=0.25G B,解得G B=2000N,代入解得:N B=1000N,G A=3500N;N A=2000N;(2)已知绳子自由端的拉力
F=625N,η=80%,物体B重为2000N,设承担物重的绳子段数为n,则
η=
Gh2000N
Fs625N
W G
W nF n⨯
有
总
====80%,解得:n=4.又因为拉力F做功的功率
P=500W,由P=Fv得,绳子自由端运动的速度为:v绳=
500W
625N
P
F
==0.8m/s,则物体B
匀速上升的速度为:v=1
4
v绳=
1
4
×0.8m/s=0.2m/s.
【点评】
(1)对A、B进行受力分析,F A+N A=G A,F B+N B=G B,已知两物体重G A=1.75G B,且N A=2N B,列式可解;(2)知道提升重物B时滑轮组的机械效率和绳子自由端的拉力,可
利用公式η=
Gh
Fs
W G
W nF
有
总
==计算出吊着物体的绳子的段数.知道拉力F的大小和拉力F
做功的功率,可利用公式P=Fv计算出绳子自由端运动的速度,从而可以计算出物体B匀速上升的速度v.
11.钢球木块移动的距离质量不同物体的质量一定时,速度越大,动能越大不同相同
【解析】
【详解】
[1]探究动能与速度大小的关系,要求两球的质量相同,高度不同,所以到达底端的速度不同;高度越高的小球运动到底端时速度越大,把木块撞击的更远,因此说明其动能越大;由此可以得出的结论是:物体质量一定时,运动速度越大,动能越大;探究动能与质量大小的关系,要求两球的高度相同,这样到达底端的速度相同,但它们的质量不同;质量越大的小球把平面上的木块撞击的更远,说明小球的动能越大,由此可以得出的结论是:在运动速度一定时,物体质量越大,动能越大;故本实验研究的是钢球的动能与它的质量、速度的关系.
[2]实验中是通过观察木块被推动移动的距离的远近,比较钢球对木块做功的多少,从而判断钢球动能的大小,这是转换法的运用.
[3][4]若要探究动能的大小与速度的关系,需控制小球的质量相同,速度不同,所以使用同一个小球,在斜面的不同高度滚下来,来改变小球到达水平面时的速度大小;
[5]实验结论是物体的质量一定时,速度越大,动能越大;
[6][7]若要探究动能的大小与质量的关系,需控制小球的速度相同,质量不同,所以应选质量不同的两个小球,使两球从斜面的相同高度滚下来,这样控制速度相同.
12.木块滑行的距离让小球从同一高度自由滚下速度速度质量增加一倍,动能增加为原来的两倍。
速度增加一倍,动能增加为原来的四倍或质量和速度增加相同的倍数,速度对动能大小的变化影响较大
【解析】
【详解】
第一空.在该实验中,是将小球动能的大小转化为其对木块做功的多少来比较,即利用转换法通过小球推动木块滑行的距离,反映木块具有的动能,小球推动木块越远,其对木块所做的功就越多,具有的动能就越大;
第二空.研究动能大小与质量的关系,需要控制小球撞击时的速度不变,而质量发生变化,具体的控制方法是:将不同质量的小球从同一高度释放,比较其推动木块所移动的距离大小即可。
第三空.由表一知道,小球的速度相同,质量增大为原来的几倍,木块被撞击后滑行的距离也为原来的几倍;由表二知道,小球的质量相同,小球的速度增大为原来的几倍,木块被撞击后滑行的距离便为原来的几的平方倍,由此可知,速度对动能的影响更大;
第四空.根据表格数据知道,速度质量增加一倍,动能增加为原来的两倍。
速度增加一倍,动能增加为原来的四倍或质量和速度增加相同的倍数,速度对动能大小的变化影响较大。
13.小华蜡块的重力小于弹簧测力计的分度值,无法直接精确测量蜡块没有浸没在水中将石块浸没在水中时读出弹簧测力计的示数,利用计算石块受到的浮力大小见解析所示
【解析】
(一)探究蜡块的上浮条件
()如图测力计的分度值为0.2N,而蜡块的重力为:
即:蜡块的重力小于弹簧测力计的分度值,无法直接精确测量,所以,支持小华的方案;(2)该方法测出的是蜡块漂浮时的浮力,而实验最后要利用浸没时的浮力与重力比较得出物体上的条件,所以问题是蜡块没有浸没在水中;
(二)探究蜡块下沉的条件
(1)还可以利用称重法测量石块受到的浮力:将石块浸没在水中时读出弹簧测力计的示数F示,利用计算石块受到的浮力大小;
(2)通过比较石块重力和受到的浮力,可得物体下沉的条件为:物体浸没时受到的浮力小于自身重力.
点睛:重点是浮沉条件、阿基米德原理的应用,难点是测量蜡块的浮力时存在的问题,从从实验目的考虑,题文中的方法虽然计算出了浮力,但此浮力不是实验研究要用的浮力,实验要用的是浸没时的浮力.
14.便于测量力臂大小 3 先变小后变大 O到B 见解析所示
【详解】
(1)调节两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,方便测出力臂大小.(2)设杠杆的一个小格为L ,一个钩码重为G ,因为,F 1l 1=F 2l 2,所以,2G×3L =nG×2L ,所以,n =3,所以在A 处挂3个钩码.(3)由图可知,OC 为最长力臂,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,动力臂先变长后变短,而杠杆在水平位置始终保持平衡,根据杠杆平衡条件可知,测力计示数将先变小后变大.(4)已知钩码的质量m ,用刻度尺测出此时钩码悬挂位置E 到B 的距离,即L 1,欲求杠杆的质量m 杆,则应量出O 到B 的距离,即L 2,然
后根据杠杆平衡条件F 1L 1=F 2L 2可得,mL 1=m 杆L 2,则m 杆=1
2
mL L . 15.5×104Pa 400W 【详解】
(1)[1]由表格数据可知,该平衡车静止时的质量为20kg ,车与地面的接触面积为0.004m 2, 平衡车静止时对水平地面的压强是
4
3220kg 10N/kg =510Pa 410m
F G mg p S S S -⨯=
===⨯⨯ (2)[2]体重为600N 的小明在体育广场骑行该平衡车,并以平衡车的最大速度匀速直线行驶2min ,行驶中平衡车所受阻力是人和车总重的0.1倍.小明在这段骑行过程中,平衡车动力的功率是
0.1=0.1(+)=0.1(600N+200N)5m/s=400W G s
W Fs fs P G G v t t t t
=
===⨯⨯总人车 答:(1)该平衡车静止时对水平地面的压强是5×104Pa ;
体重为600N 的小明在体育广场骑行该平衡车,并以平衡车的最大速度匀速直线行驶2min ,行驶中平衡车所受阻力是人和车总重的0.1倍.小明在这段骑行过程中,平衡车动力的功率是400W 。