【题目】探究滑动摩擦力影响因素实验
在“探究摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,同学们提出了一下几种猜想:
A、与物体接触面的压力大小有关 B、与物体运动的速度大小有关
C、与物体间的接触面积大小有关 D、与物体间接触面的粗糙程度有关
实验室有一个较长且光滑程度一致的木板,一个带钩的长方体木块和一只弹簧测力计可供使用.小娟同学用弹簧测力计拉动木块在水平放置的木板上进行三次实验,如图甲。实验数据如表所示:
(1)在用弹簧测力计拉动木块时要 __________拉动,这样做的原因是_________________
(2)表中数据可以验证猜想_____(填序号).结论是 _______________________________
(3)只利用现有器材且保持木板水平,还可以验证猜想 _______(填序号).
(4)将此木块沿竖直方向切成相等的两块A和B,并把B叠放在A上,用弹簧测力计水平向右拉动A,使A和B一起做匀速直线运动,则弹簧测力计示数将________ (选填“变大”、“变小”或“不变”),你判断的依据是___________________________________。
(5)在上表第一次实验中,若用2N的拉力拉动木块,木块所受摩擦力为_________。
(6)小明在实验中还发现:在木块还没有被拉动的情况下,弹簧测力计仍然有示数,且示数逐渐增大,直到拉动木块为止.该现象表明:物体在静止时也可能受到 ______力的作用,且该力的大小与______________的大小有关.
(7)在探究实验过程中,采用如图甲所示的实验装置测量木块与长木板之间的摩擦力时,发现弹簧测力计示数不稳定,很难读数,为解决上述问题,小娟对实验装置进行了改进,用图乙所示的装置进行实验,你认为方案乙有什么优点 __________________________________。
【答案】 水平匀速 根据二力平衡可知拉力等于摩擦力 B 摩擦力大小与速度无关 C 不变 压力和接触面粗糙程度都没变 1.2N 摩擦 拉力 不必匀速拉动木块且测力计示数稳定,便于操作
【解析】(1)本实验利用了二力平衡的原理,所以在用弹簧测力计拉动木块时要水平匀速拉动,这样做的原因是根据二力平衡可知拉力等于摩擦力。
(2)表中数据可知,实验中压力、接触面粗糙程度、接触面积都是相等的,而速度不同,最终摩擦力是相同的,所以可以验证猜想B.结论是摩擦力大小与速度无关,
(3)只利用现有器材且保持木板水平,还可以验证猜想C,即在压力、接触面的粗糙程度、速度都相等的情况下,将木块侧放,研究摩擦力与接触面积的关系。
(4)将此木块沿竖直方向切成相等的两块A和B,并把B叠放在A上,用弹簧测力计水平向右拉动A,使A和B一起做匀速直线运动,根据影响摩擦力大小的因素判断,即压力不变,接触面的粗糙程度也不变,所以弹簧测力计示数将不变。
(5)在第一次实验中,若用2N的拉力拉动木块,木块所受摩擦力仍为1.2N,同样是因为压力和接触面的粗糙程度都不变,所以摩擦力不变。
(6)在拉动木块以前,拉力与摩擦力始终为平衡力,即摩擦力等于拉力,所以摩擦力随拉力的增大而增大。
所以该现象表明:物体在静止时也可能受到摩擦力的作用,且该力的大小与拉力的大小有关,
(7)乙方案的优点:
因为摩擦力与速度无关,所以乙方案不必做匀速直线运动,操作更容易;
再者,测力计不随木块移动,方便读数。
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【题目】为探究物体不受力时怎样运动,我们做了如图所示的斜面小车实验。
(1)三次实验时必需使小车从斜面的同一高度滑下,这是为了使小车在三种平面上开始运动时的_______相同,这一操作体现出的科学探究方法是____________法。实验发现小车受到的阻力越小,它前进的距离就________(选填“越长”或“越短”),速度减小_______(选填“越快”或“越慢”)。
(2)由此我们可以推断:假如小车受到的阻力为零,它将做_________________运动。
(3)爱因斯坦曾经说过:伽科略斜面实验的卓越之处不是实验本身,而是实验所使用的独特方法——结论在实验的基础上又通过______抽象概括出来,它标志着物理学的真正开端——这种研究方法称为_________法,以前学过探究______________实验时也运用到此方法。
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【题目】小琳想测量一小石块的密度,老师向她提供了如下器材:一根硬棒、两个质量不等的吊盘、一个足够大的短粗状量杯、足量的细沙及水(已知水的密度为ρ水),另外还有滴管、药匙、细绳和铁架台。经过认真思考后,小琳想用替代法解决此问题,于是用细绳将硬棒悬挂在铁架台上,井把吊盘分别挂在细棒的两端;然后将量杯放入一侧吊盘中,移动细线的悬吊位置使硬棒在水平位置平衡(情形如图23所示),请你顺着以上思路与操作,解答如下问题
(1)写出接下来的主要实验步骤及所需测量的物理量
(2)写出石块密度的数学表达式(用已知量和测量表示)
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【题目】如图所示,水平放置的轻质圆柱形容器底面积为2×10﹣2米2,内装有重为10N的水,现将体积为2×10﹣4米3、重为5N实心金属球A用细线栓着浸没在水中。
①求金属块A受到的浮力F浮
②求水对容器底部的压力F水
③现将绳子剪断,求绳子剪断后容器对水平地面压强变化了△P
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【题目】阅读《静电喷涂》回答下题。
静电喷涂
传统液体喷涂一般采用人工手喷的作业方式,存在油漆浪费量大、环境污染严重、清理困难、生产效率低、产品有色差、质量不稳定及损害工作人员健康等问题。而静电喷漆就能解决这些问题。它的原理与静电除尘相同,是利用高压所形成的静电场来进行喷漆的新技术。它不单能节俭涂料,与人工喷漆相比有利于工人健康,能提高环境的净化水平,而且能够使喷涂工艺机械化、连续化、减少喷涂的不良率。获得的漆膜质量高,附着力好,漆膜均匀、光洁。静电喷漆技术结合自动化生产,是近年来在国内外迅速发展起来的新型技术,大型工厂的喷涂车间往往见不到工人,只需少量人员设置喷涂参数,系统就精确地按照轨迹近乎完美地进行喷涂。如图1所示就是某国产品牌自动喷涂车间。
喷涂前,被喷涂的工件被送至喷涂车间,接正极并与大地相连接。工作时,静电喷涂的喷枪或喷盘喷杯,涂料微粒部分接负极,在高压电源的高电压作用下,喷枪(或喷盘、喷杯)的端部与工件之间就形成一个静电场。涂料微粒所受到的电场力(F)与静电场的电压(U)和涂料微粒的带电量(Q)成正比,而与喷枪和工件间的距离(R)成反比。雾化的涂料微粒在直流高压(60~120 kV)电场中,经喷嘴雾化后喷出,被雾化的涂料微粒通过枪口的极针或喷盘、喷杯的边缘时因接触而带电带负电荷,在静电场作用下,向带正电荷的工件表面运动,当经过电晕放电所产生的气体电离区时,将再一次增加其表面电荷密度。这些带负电荷的涂料微粒互相排斥均匀散开,扑向工件,最终牢牢的沉积在工件表面上形成均匀的涂膜,见如图2。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)喷出的涂料之所以能精准地飞向被涂工件,它的根本原因是利用了_____的性质。
(2)从喷枪喷出的涂料,之所以会均匀散开,这是因为_____。
(3)关于涂料微粒受到的电场力F与静电场的电压U、涂料微粒的带电量Q、喷枪和工件间的距离R之间的关系,有可能正确的是_____,k为某常数。
A.F=k B.F=kQUR C.F=k D.F=k
(4)在静电喷涂工艺的诸多优点中,说出你最看重的某个优点,并说明你为什么看重这个优点。_____
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【题目】“五一”假期,小明一家驱车外出旅游。当汽车以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时,汽车受到的阻力是整车重的0.08倍,效率为40%。已知汽车整车质量为1375kg,油箱容积为50L。(汽油热值q=3.3×107J/L,g=10N/kg)
(1)这时汽车牵引力做功的功率是多少?
(2)该车加一满箱汽油,按照以上速度最多可以匀速直线行驶多远的路程?
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【题目】俯卧撑运动对发展力量素质,提高人体生理机能,发展平衡和支撑能力起着重要作用。可以改善中枢神经系统,有利于骨的坚实,关节的灵活,韧带的牢固,肌肉的粗壮及弹性,同时能加速血液循环,增大肺活量。如图所示,某同学做俯卧撑运动,可将他视为一个杠杆。
(1)此杠杆的支点为_______(选填 “O”、“ A”或 “B”)点。
(2)若该同学质量为50kg,那么他将身体撑起,每只手的支持力至少为________N;若他在1min内做了30个俯卧撑,每次肩部上升的距离均为0.4m,则他的功率至少为________W。(g=10N/kg)
(3)做俯卧撑运动时,该同学消耗的化学能_________(选填“大于”、“等于”或“小于”)克服自身重所需的能量。
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【题目】阅读短文并回答下列问题:
滑雪
如图所示,当滑雪者从雪山顶峰风驰电掣般下滑时,你是否想到为什么白雪轻飘飘、软绵绵的,却可以承托高速奔驰的滑雪者呢?
白雪内有很多小孔,小孔内充满空气。踏着滑雪板的人把重都压在滑雪板上时,雪内的空气就会被逼出;因此,滑雪板不是与雪地直接接触,而是在一层气垫上滑行。这层气垫不但对滑雪板施加一个向上的托力,并且减小了雪地与滑雪板之间的摩擦。然而,这层气垫只能维持一段很短的时间。如果滑雪者在雪地上停留超过一秒,就会沉下去。
(1)踏着滑雪板时,不容易陷入雪地里,这是因为滑雪板能够_____从而使雪地受到的压强_____。
(2)滑雪板可以轻易再雪地上滑行,是由于:_____。
(3)若滑雪板的长1.5m、宽12cm,滑雪者的速度最小为_____m/s,他才能不会在雪地上下沉。
(4)若滑雪者与滑雪板总重为720N,当其站立再水平雪地上时,滑雪板对雪地的压强为_____Pa。
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【题目】工人师傅用图5所示的滑轮组,将重为800N的重物缓慢匀速竖直提升3m,人对绳的拉力F为500N,不计绳重和滑轮转轴处的摩擦,则( )
A.绳子自由端移动的距离为9m B.动滑轮的重力为200N
C.人通过滑轮组做的有用功为1500J D.滑轮组的机械效率为53.3%
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