力学实验(较难)

力学实验(较难)

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1．学习了同一直线的二力的合成知识后，小林想如果作用在物体上的二力不在同一直线上，而是互成一定的夹角，那么合力F 的大小与两个分力F 1、F 2的大小，是否还有F 等于F 1＋F 2的关系呢？于是他应用教材中学过的方法，对此进行了探究.

（1）如左图所示，橡皮筋原长为AB ，通过两个弹簧测力计对橡皮筋施加互成一定夹角的两个力F 1和F 2，使橡皮筋伸长到C ，记录此时F 1、F 2的大小。撤去力F 1和F 2后，用一个弹簧测力计对橡皮筋施加一个力F 的作用，为了使这个力F 的作用效果与那两个力F 1、F 2的作用效果 ，应使橡皮筋 ，记录此时F 的大小.

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分析实验数据可知，当两个力不在一条直线上时，其合力大小F F 1—F 2，且在F 1、F 2大小不变的情况下，合力F 的大小随着F 1与F 2夹角的增大而 .

2．小敏、小颖和小青在玩荡秋千时，感到秋千往返摆动时间有规律。于是对“哪些因素决定秋千往返摆动的时间”提出下列猜想，小敏猜想：可能由秋千的绳长决定；小颖猜想：可能由人与秋千坐垫的总质量决定；小青猜想：可能由秋千摆动幅度(摆动中人离开中心的最大距离)决定。于是进行了如图实验，一细绳一端拴一小球，一端固定，让小球自由往返摆动，并记录数据如下表。

请回答下列问题：

(1)要完成上述实验，除如图器材外，还必需的实验器材是：天平、_____________； (2)从本次实验可以得到的结论是：小球往返摆动一次的时间由__________决定；

(3)实验发现，小球只能摆动一段时间。你认为造成小球停下来的原因可能是__________；

(4)摆钟是利用本实验的原理制成的。某一摆钟变慢了，要调准它，应将摆钟的摆长调__________ (选填“长”或“短”)。

3．小明要测量某矿石的密度．器材有：矿石块、天平（含砝码）、烧杯、适量的水、细线．测量过程如下：

（1）调节天平平衡时，发现指针偏向分度盘的右侧，如图甲所示，此时应将平衡螺母向________________ 调．（2）天平平衡后，小明开始测量矿石块的质量．请指出图乙中小明的错误操作________________ ．正确操作后，

平时放在盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图丙所示，则矿石块的质量为________________ g．

（3）接着小明在烧杯中倒入适量的水，称出烧杯和水的总质量m1；如图丁所示，手提细线使矿石块浸没在水中并保持静止（水无溢出且矿石块不接触烧杯）．天平平衡后，砝码与游码的总示数为m2；则矿石密度的表达式：ρ=_____ （用m0、m1、m2、ρ水来表示）．

4．联合国定义每年3月22日为国际水资源日（world water day），为了配合节约用水活动的开展，某学校课外兴趣小组对我市的供水系统和供水水质的物理参数进行了如下实验测量．

（一）测自来水的密度

（1）某同学将天平放在水平台面上，横梁静止时，通过调节平衡螺母使指针指在分度盘中央刻度线处，该同学使用天平时操作的错误之处是 ________________．

（2）在老师的指导下，该同学重新正确调节至天平平衡，将盛有适量自来水的杯子放在调节好的天平左盘内，测出总质量为122.6g，再将杯子中的一部分自来水倒入量筒中，如图甲所示，则量筒中自来水的体积为________________ cm3．再将盛有剩余自来水的杯子放在天平盘内，改变砝码的个数和游码的位置使天平横梁再次在水平位置平衡，此时右盘中砝码质量和游码在标尺上的位置如图乙所示，则杯子及杯内剩余自来水的质量为________________ g．

（3）根据上述实验数据，计算自来水的密度为________________ kg/m3．

（二）测量水龙头打开后的出水速度

（1）首先老师告诉同学们流量是表示单位时间内通过某一横截面的流体的体积，若水流在粗细均匀的水平管道内向右匀速流动，设水流速度为v，管内通道的横截面积为S．如图丙所示，取一段管道AB，水从B端流到A端所用时间为t，则AB间水柱的长度l=________________ ，根据流量的定义，Q=________________ ．（以上两空要求用S、v、t中的字母表示）．

（2）某同学根据流量的导出公式设计了如下测量水龙头出水速度的实验方案：

①测出水龙头出水口的内壁直径d

②打开水龙头使水以适当的速度匀速流出，用容器接水并同时开始计时，测出经过一段时间t后容器内水的体积V．

③由流量的导出公式算出自来水龙头出水速度表达式为________________ ．（用d、t、π、V表示）

5．某科学实验小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值，实验步骤如下：

力学实验(较难)

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（1）把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔，这样做的目的是 。 （2）如图，用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚被拉动时，记下弹簧测力计的示数为29.9 N 。 （3）如图，用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为 cm 。 （4）计算得到大气压强的数值为 Pa 。

（5）小组中有的同学测量值偏大，有的同学测量值偏小，分析实验过程中导致误差的因素： ①小宇实验数据总比真实值小原因可能是 ； ② 小华实验数据总比真实值大原因可能是 。 6．小明所在的研究性学习小组利用自行车进行探究活动。

（1）小组成员分别用不同的方法测量出了自行车后轮的周长为180cm 。请你说出其中的一种测量方法： 。

（2）小明骑车在学校操场百米跑道上沿直线匀速前进，小亮测出自行车后轮转50圈用时30s 。小明骑车的速度是多大? 7．（2009•株洲）流量表示单位时间内通过某一横截面的流体的体积，用字母Q 表示．流量在生产和生活中有广泛的应用，如每到汛期，监测湘江的流量是抗洪防汛的重要工作．

（1）如图所示，水流在粗细均匀的水平管道内向右匀速流动，设水流速度为v ，管内通道的横截面积为S ．取一段管道AB ，水从B 端流到A 端所用时间为t ，则AB 间水柱的长度l= ，体积V= （要求用S 、v 、t 表示）．根据流量的定义Q=V/t 可得Q=vS ，它表示流量等于流速与横截面积的乘积．

（2）打开水龙头，自来水通过导管流过如图所示的玻璃管．待水流稳定后，比较图中1、2两处的流速， 处的流速较大；比较C 、D 玻璃管中的水面高度， 管中的水面较高．

（3）打开水龙头后，只要水流不散开，就可以观察到水柱越来越细，如图所示．请你指出产生这种现象的原因： ．（提示：流量不变）