某物理学习小组在“探究二力平衡的条件”实验时。自制了一套如图所示的试验装置,将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角的细线,分别跨过左右支架上的定滑轮。
(1)本实验中的研究对象是 ,定滑轮的作用是 。
(2)在细线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向 (选填“相同”或者“相反” ) ,并通过调整钩码的数量来改变两端拉力的 。
(3)当两端所挂钩码数量相同时,把小卡片转至如图所示位置,松手时小卡片将 (选填“转动”或“静止” ) ,说明不在同一直线上的两个力 (选填“能”或“不能” ) 平衡。
如图所示,电源电压可调,灯泡 L 规格为“ 15 V 45 W ”,且灯丝电阻不随温度变化。电流表量程为“ 0 ~ 0 . 6 A ”和“ 0 ~ 3 A “,滑动变阻器的规格分别为“ 25 Ω 2 A ’和“ 10 Ω 3 A ”。
(1)将电源电压调到 18 V ,闭合开关,移动 P ,可使灯泡正常发光。求灯泡正常发光时的电阻和灯泡消耗的最小功率。
(2)将电源电压调到 15 V ,用定值电阻 R 0 替换灯泡, P 置于中点 A ,闭合开关,电流表指针指到满偏刻度的三分之二位置(可能重新选择了电流表量程和变阻器 R ) 。然后将 P 从 A 移到最左端 B ,两表示数的 I - U 关系如图所示。通过计算判断所用变阻器的规格。
如图所示,某建筑工地用电动机、定滑轮和斜面组成的装置,将重为 1600 N 的建材由斜面底端匀速拉到顶端。已知斜面倾角为 30 ° ,斜面高为 4 . 5 m ,建材移动的速度为 0 . 4 m / s ,电动机的输出功率为 400 W ,斜面的效率与整个装置的效率之比 η 1 : η 2 = 10 : 9 .(忽略定滑轮处摩擦及绳重)求:
(1)对建材做的有用功。
(2)斜面的效率。
(3)电动机消耗的电能。
小明利用如图1所示的电路“探究串、并联电路中电流的关系“。
(1)探究串联电路中电流的关系。
①用笔画线代替导线将开关 S 3 连入电路中。(要求:只闭合开关 S 3 后, R 1 、 R 2 以及电流表串联;导线不许交叉)
②小明将 S 3 闭合后,发现电流表均无示数。于是他用一只电压表对电路故障(电路中只有一处故障)进行了检测,将电压表接在 R 1 两端时,电压表与电流表均无示数;接在 R 2 两端时,电压表有示数,电流表无示数。电路中的故障是 。小明排除故障后继续实验,读出了电路中各电流表的示数,得到了串联电路中电流的关系是:串联电路中各处电流相等。
(2)完成上述实验后,小明继续探究并联电路中电流的关系。
①各开关的连接情况是 (填写各开关断开或闭合)。
②分析实验中各电流表的读数(如图2所示),可知并联电路中电流的关系是: 。
③电阻 R 1 : R 2 = 。
(3)为了验证结论的普遍性,你可以采用的方法是: 。
【拓展】在电源电压不变的情况下,小明两次实验中电路消耗的最大功率与最小功率之比 P 最大 : P 最小 = 。
探究水对容器底的压强。将一由 A 和 B 构成、两端开口的玻璃制品的底部扎上薄橡皮膜,做成容器。 A 、 B 的横截面积分别为 S A 和 S B ,且 S A = 2 S B = 40 c m 2 .(容器壁的厚度忽略不计, ρ 水 = 1 . 0 × 10 3 kg / m 3 , g 取 10 N / kg ) 。实验过程如下:
①将容器固定在放有电子秤的铁架台上,使橡皮膜刚好与电子秤完全接触,且电子秤的示数为零,如图所示。
②往容器内分三次缓慢倒入适量的水,将收集的数据填入下表中。
③继续往容器内缓慢倒入 60 g 水后,水进入了容器中 B 部分,且在 B 内的高度为 1 cm 。然后在容器内再分三次缓慢倒入适量的水,再将收集的数据填入下表中。
④计算水对容器底的压强
次数
1
2
3
4
5
6
容器内水的质量 / g
60
100
160
240
300
360
电子称的读数 / g
280
400
容器内水的深度 / cm
1.5
2.5
7
10
13
水对容器的压强 / Pa
150
250
700
1000
1300
回答下列问题:
(1)将表格中的空白处补充完整。
(2)分析表中数据可知:水对容器底的压强与水的深度 。若在一底面积为 40 c m 2 的圆柱形容器中装入 300 g 水,水对容器底的压强为 Pa ,与表格中第5组数据对比可知,水对容器底的压强与水受到的重力大小 (选填“有关”或“无关” ) 。
(3)容器 A 部分的高度为 cm 。
【拓展】完成实验后,小明将一小合金块浸没在容器中, B 内水面上升了 1 cm ,电子秤的读数增加了 80 g ,则合金块的密度为 g / c m 3 。
用直角三角尺、重垂线来判断桌面是否水平。
操作方法:(也可以用图描述操作方法)
实验现象:①若桌面水平: 。
②若桌面不水平: 。
实验中利用的物理知识:重力的方向总是 。