【题目】小明帮妈妈在厨房做菜的时候经常遇到玻璃瓶螺旋瓶盖拧不开的问题。他通过各种途径了解到三种开瓶的技巧:(1)将瓶子到过来,一手紧握瓶子,另一手用力拍打瓶底几下,然后可拧开瓶盖。(2)如图所示,用麻绳(或布条)在瓶盖上绕一圈,设法固定一头(如系在某固定物上),另一头让人拉紧,瓶子与绳垂直。用手紧握瓶子沿绳的方向使力使其平移,则可将瓶盖拧开。(3)将瓶子倒过来置于碗中,倒少许开水使瓶盖淹没,稍待片刻,即可拧开瓶盖。
(1)请分别简要说明三种方法的物理原理;
(2)图中握瓶子的手应是用力向左推还是用力向右边拉?
【答案】(1)第一种是利用惯性, 第二种是利用摩擦和力矩,第三种是利用物质的热胀冷缩性质 (2)用力向左边推
【解析】
(1)第一种是利用惯性;
第二种是利用摩擦和力矩;通常拧开瓶盖的方法中拧瓶的手需要两方面使力,一是切向的力产生力矩,二是为了使手与瓶盖之间不滑动,需要紧握产生对其的压力从而能有足够的摩擦力。图答1的方法中拉绳的力F1产生绳对瓶盖的压力,容易产生足够大的摩擦力;F2产生开瓶需要的力矩。一般F2比手直接拧瓶盖时的摩擦力矩大。(只要指出了利用了绳的摩擦及推力产生力矩即给满分,没有图不扣分)
图答1
第三种是利用物质的热胀冷缩性质,不同物质的热胀冷缩效应的差别。
(2)用力向左边推。
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【题目】如图甲所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成30°角,两导轨的间距l=0.50 m,一端接有阻值R=1.0 Ω的电阻.质量m=0.10 kg的金属棒ab置于导轨上,与导轨垂直,电阻r=0.25 Ω.整个装置处于磁感应强度B=1. 0 T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下.t=0时刻,对金属棒施加一平行于导轨向上的外力F,使之由静止开始运动,运动过程中电路中的电流随时间t变化的关系如图乙所示.电路中其他部分电阻忽略不计,g取10 m/s2.求:
(1)4.0 s末金属棒ab瞬时速度的大小;
(2)3.0 s末力F的瞬时功率;
(3)已知0~4.0 s时间内电阻R上产生的热量为0.64 J,试计算F对金属棒所做的功.
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【题目】卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态,物体对支持面几乎没有压力,所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量.假设某同学在这种环境设计了如图所示的装置(图中O为光滑小孔)来间接测量物体的质量:给待测物体一个初速度,使它在桌面上做匀速圆周运动.
设航天器中还有刻度尺、秒表等基本测量工具.
(1)物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计,原因是______________.
(2)在物体运动周期T已知的情况下,实验还需要测量的物理量是________.
(3)待测质量的表达式为m=________.
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【题目】沙河抽水蓄能电站自2003年投入运行以来,在缓解用电高峰电力紧张方面,取得了良好的社会效益和经济效益.抽水蓄能电站的工作原理是,在用电低谷时(如深夜),电站利用电网多余电能把水抽到高处蓄水池中,到用电高峰时,再利用蓄水池中的水发电.如图所示,蓄水池(上游水库)可视为长方体,有效总库容量(可用于发电)为V,蓄水后水位高出下游水面H,发电过程中上游水库水位最大落差为d.统计资料表明,该电站年抽水用电为2.4×108 kW·h,年发电量为1.8×108 kW·h.则下列计算结果正确的是(水的密度为ρ,重力加速度为g,涉及重力势能的计算均以下游水面为零势能面)
A.能用于发电的水的最大重力势能Ep=ρVgH
B.能用于发电的水的最大重力势能Ep=ρVg(H-)
C.电站的总效率达75%
D.该电站平均每天所发电能可供给一个大城市居民用电(电功率以105 kW计)约10 h
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【题目】某兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率,进行了如下实验:
①用天平测出电动小车的质量为0.4kg;
②将电动小车、纸带和打点计时器按如图1所示安装;
③接通打点计时器(其打点周期为0.02s);
④使电动小车以额定功率加速运动,达到最大速度一段时间后关闭小车电源.待小车静止时再关闭打点计时器(设在整个过程中小车所受的阻力恒定).在上述过程中,打点计时器在纸带上所打的点迹如图2甲、乙所示,图中O点是打点计时器打的第一个点.
请你分析纸带数据,回答下列问题:
(1)该电动小车运动的最大速度为_____m/s;
(2)该电动小车运动过程中所受的阻力大小为_____N;
(3)该电动小车的额定功率为_____W.
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【题目】如图所示,是用落体法“验证机械能守恒定律”的实验装置,请回答下列问题:
(1)从下列器材中选出实验所必需的,其编号为__________.
A.打点计时器(含纸带);B.重锤;C.天平;D.毫米刻度尺;E.秒表.
(2)实验中产生系统误差的主要原因是纸带通过打点计时器的摩擦阻力,使重锤获得的动能往_______它所减小的重力势能(填“大于”、“小于”或“等于”).
(3)如果以为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出-h图线是一条通过坐标原点的倾斜直线,该直线的斜率所代表的含义为__________.
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【题目】验证牛顿第二定律(本小题计算均保留两位有效数字)
(1)如图所示是甲同学在校园实验室按照图甲实验时得到的一条纸带(实验中交流电源的频率为50Hz),依照打点的先后顺序取计数点为1、2、3、4、5、6、7,相邻两计数点间还有4个点未画出,测得:S1=1.42cm ,S2=1.91cm ,S3=2.40cm ,S4=2.91cm ,S5=3.43cm ,S6=3.92cm.
填空:打第2个计数点时纸带的速度大小v2=_______ m/s;.物体的加速度大小a=_______m/s2.
(2)乙同学在做保持小车质量不变,验证小车的加速度与其合外力成正比的实验时,根据测得的数据作出如图乙所示的a-F图线,所得的图线既不过原点,又不是直线,原因可能是________.(选填选项前的字母)
A.木板右端所垫物体较低,使得木板的倾角偏小
B.木板右端所垫物体较高,使得木板的倾角偏大
C.小车质量远大于砂和砂桶的质量
D.砂和砂桶的质量不满足远小于小车质量
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【题目】地球同步卫星绕地球做匀速圆周运动,轨道半径为r,周期为T,引力常量为G.根据题目提供的已知条件,可以估算出的物理量有
A.地球的质量B.同步卫星的质量
C.地球的平均密度D.同步卫星离地面的高度
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【题目】足够长光滑固定斜面BC倾角,小物块与水平面间的动摩擦因数为0.5,水平面与斜面之间B点有一小段弧形连接(未画出),一质量m=2 kg的小物块静止于A点.现在AB段对小物块施加与水平方向成的恒力F作用,如图甲所示.小物块在AB段运动的速度-时间图象如图乙所示,到达B点迅速撤去恒力F(已知sin53°=0.8,cos53°=0.6,g取10 m/s2).求:
(1)小物块所受到的恒力F的大小;
(2)小物块最终离A点的距离.
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