小春发现高速公路常有如图1所示的限速警告标志,他问爸爸:为什么在相同的道路上行驶的汽车却会有不同的最高时速限制呢?爸爸告诉他:大车质量大,惯性大,如果速度太快的话,遇紧急情况时不能及时停下来,极易造成交通事故.小春想:这就是说在相同情况下大车要停下来所用的距离比小车要长?为此,他设计了如图2所示的装置及以下探究方案:
①让一辆小车从光滑斜面上某位置由静止滑下,测出它在水平面运动的距离s1;
②给小车车厢里添加适当的钩码,并使小车从同一高度由静止滑下,测出它在水平面运动的距离s2;
③再继续增加钩码数量,重复步骤②;
④比较各次水平运动距离s的大小,归纳出结论.
对于上述探究方案,请你作答:
(1)给小车添加钩码的目的是:
(2)让小车从同一高度下滑的目的是:
(3)小车在水平面上运动的过程中机械能转化成了 能.
(4)假设各次小车在水平面上运动时所受的摩擦力均相同,则s2_____________ s1(选填:“>”、“=”或“<”),原因是: .
(5)小春的探究方案合理吗? .为什么? .
小明和小华在“测滑轮组机械效率”的实验中,一起组装好如图所示的实验装置,他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置。
(1)小红应该_____________拉动弹簧测力计,使钩码升高,并由弹簧测力计读出拉力为2N,同时小华用刻度尺测出钩码提升的高度为0.1m,以上测量准确无误,其他被测物理量和计算的数据如下表:
钩码重(N) |
弹簧测力计提升的高度(m) |
有用功(J) |
总功(J) |
机械效率 |
4 |
0.2 |
0.4 |
0.4 |
100% |
(2)小明和小红测得滑轮组的机械效率为100%,他们意识到出现了错误,请你帮助找出原因 。
(3)该滑轮组的机械效率实际为__________________
(4)若提升的钩码重增加到6N,则该滑轮组的机械效率将______(选填“变大”、“变小”或“不变”),要提高改滑轮组的机械效率还可以_____________________________
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 判断钢球动能的大小
(2)要研究物体的动能跟质量的关系,就要控制 不变,具体做法是改变物体的质量,并让它们 由静止滑下
(3)质量和速度谁对动能的影响较大呢?某物理兴趣小组借助速度传感器和其他仪器进一步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) |
|
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 |
序号 |
钢球撞击速度v/cm.s-1 |
木块滑行距离S/cm |
1 |
100 |
10 |
1 |
8 |
10 |
2 |
200 |
20 |
2 |
16 |
40 |
3 |
300 |
30 |
3 |
24 |
90 |
分析这两组数据可得 对物体的动能影响较大。由影响动能大小的因素可知高速公路上大客车的限速比小轿车_______。(大/小)
李明等几位同学准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。同学们猜想:弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量和弹簧粗细有关。他们设计的实验装置如图,弹簧左端固定在墙上,放在水平面上,水平面A点左侧光滑,右侧粗糙。物体P压缩弹簧到B点后从静止释放,运动到C点弹簧恢复到原长与物体脱离,物体运动到D点停止。请补充完成他们的探究过程:
(1)对同一根弹簧,物体P压缩弹簧至B点,从静止释放,运动到D点。测量____之间的距离和____之间的距离,并改变____之间的距离,测多组数据,分析数据得到:弹簧长度变化量越大,弹性势能越大。
(2)对原长相同、只有粗细不同的两根弹簧,物体P分别压缩弹簧至同一位置B点,从静止释放,运动到D点。分别测量____之间的距离。改变压缩量,重复试验,分析数据得到:弹性势能与弹簧粗细有关。
某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时,提出了一些猜想,小组将对猜想进行验证.
(1)如果影响机械效率的因素有多个,要研究机械效率与某个因素的关系,需要先控制其他几个因素不变,这种方法在科学探究中被称作____.
(2)下列A、B是同学提出的两个猜想:猜想A:两个相同滑轮组成的滑轮组,其机械效率与滑轮组细线的绕法有关;猜想B:两个相同滑轮组成滑轮组,其机械效率与滑轮组提升的物重有关;
(3)为了验证上述猜想是否正确,将分别按图1、图2、图3和图4滑轮组进行实验.
(a) 按图____滑轮组准备做的两个实验是用来验证猜想A的,若实验测得两滑轮组的机械效率大小____(相等/不相等),则可初步判断猜想A是错误的;
(b) 按图____滑轮组准备做的两个实验是用来验证猜想B的,若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等,则可初步判断猜想B是____(正确/错误)的;
如图所示,是某研究小组进行“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置示意图.实验中采用的器材有:斜面、金属球、木块、刻度尺等.
(1)实验中是通过观察 来比较金属球对木块做功的多少,从而判断金属球动能的大小.要进一步研究物体的动能跟质量的关系,就要改变物体的质量,同时控制速度不变.具体办法是:换用 ,并让它们从 沿斜面静止滑下。
(2)某同学利用上述实验装置探究“物体的动能大小与质量”的关系,它将不同质量的小球从斜面上由静止自由滑下,实验记录数据如下:
钢球的质量m/g |
0.1 |
0.15 |
0.20 |
0.25 |
0.30 |
0.35 |
0.40 |
木块滑行距离s/m |
0.12 |
0.10 |
0.12 |
0.12 |
0.11 |
0.13 |
0.12 |
根据以上实验数据,该同学得出“物体的动能大小与质量无关”,你认为实验结论与物理事实是否相符?
(选填:“相符”、“不相符”)。
(3)质量和速度对物体动能的影响谁较大呢?某兴趣小组进一步借助速度传感器和其他仪器得出了以下两组数据:
表一(钢球撞击时速度为v=8cm/s) |
|
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 |
|
序号 |
钢球撞击速度 v/cm.s-1 |
木块滑行距离s/cm |
1 |
100 |
10 |
|
1 |
8 |
10 |
2 |
200 |
20 |
|
2 |
16 |
40 |
3 |
300 |
30 |
|
3 |
24 |
90 |
分析以上数据,可以确定 对物体的动能影响较大,判断依据是 。
某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时,提出了一些猜想,小组将对猜想进行验证.
(1)如果影响机械效率的因素有多个,要研究机械效率与某个因素的关系,需要先控制其他几个因素不变,这种方法在科学探究中被称作 .
(2)下列A、B是同学提出的两个猜想:
猜想A:两个相同滑轮组成的滑轮组,其机械效率与滑轮组细线的绕法有关;
猜想B:两个相同滑轮组成的滑轮组,其机械效率与滑轮组提升的物重有关.
(3)为了验证上述猜想是否正确,同学们准备分别按图1、图2、图3和图4的滑轮组进行实验.
(a)按图 滑轮组准备做的两个实验是用来验证猜想A的,若实验测得两滑轮组的机械效率大小 (相等/不相等),则可初步判断猜想A是错误的;
(b)按图 滑轮组准备做的两个实验是用来验证猜想B的,若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等,则可初步判断猜想B是 (正确/错误)的.
(4)接着,小组进行了实验验证.
如图,在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中,将A、B、C三小球先后从同一斜面的hA、hB、hC高处滚下(mA=mB<mC,hA=hC>hB),推动纸盒运动一段距离后静止.
(1)若要研究物体动能与质量的关系,我们应选择___________两图来进行比较.
(2)从图中可以看出,A、B、C三个小球刚到达水平面时,_______球的动能最大.
(3)纸盒被撞得越远,说明钢球做的功越________,所具有的__________越大.
(4)综合整个实验可知,物体的质量越大,__________越大,物体的动能越大.
探究物体的重力势能(甲、乙、丙三物体的质量关系为:m甲=m乙<m丙,木桩起始位置高度相同)
(1)比较图中A、B两木桩扎入沙坑的深度,可以得出的结论是:质量一定时,物体的高度越大,具有的重力势能就 .
(2)如果在图中所示B、C两木桩扎入沙坑的深度相同, (选填“能”、“不能”)说明乙、丙的重力势能相同,你的理由是 .
利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”.将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置,然后都由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,将与静止在水平面上的木块C发生碰撞,木块都会在水平面上滑行一定距离后停止.图中的摆长L都相同,θ1<θ2,球A、B的质量分别为mA、mB(mA<mB).
(1)如图甲、乙所示,同时释放A、B,观察到它们并排摆动且始终相对静止,同时到达竖直位置.说明两小球在摆动过程中的速度大小与小球的 无关.
(2)如图甲、乙所示,观察到B球能将木块C撞得更远,可得出结论: .
(3)如图乙、丙所示,是为了探究: 与 的关系.
某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时,提出了一些猜想,小组将对猜想进行验证.
(1)如果影响机械效率的因素有多个,要研究机械效率与某个因素的关系,需要先控制其他几个因素不变,这种方法在科学探究中被称作 .
(2)下列A、B是同学提出的两个猜想:
猜想A:两个相同滑轮组成的滑轮组,其机械效率与滑轮组细线的绕法有关;
猜想B:两个相同滑轮组成的滑轮组,其机械效率与滑轮组提升的物重有关;
(3)为了验证上述猜想是否正确,同学们将分别按图1、图2、图3和图4的滑轮组进行实验.
(a)按图 滑轮组准备做的两个实验是用来验证猜想A的,若实验测得两滑轮组的机械效率大小 (相等/不相等),则可初步判断猜想A是错误的;
(b)按图 滑轮组准备做的两个实验是用来验证猜想B的,若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等,则可初步判断猜想B是 (正确/错误)的;
(4)接着小组进行了实验验证.
小明在探究“斜面的机械效率”的实验中,用长度S=0.50m的木板搭成一个斜面,用弹簧测力计将重力G=5.0N的物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端.
(1)小明在实验中,调整斜面的高度为h=0.22m,将物块从斜面底端匀速拉至顶端的过程中,弹簧测力计的示数F=4.0N,则有用功为 J,机械效率为 .
(2)小明利用上述器材进一步研究发现,木板搭成倾角不同的斜面时,将物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端的过程中,额外功W额外与斜面的水平长度L(木板在水平面上的正投影长度)有如下关系:
L(m) |
0.45 |
0.40 |
0.35 |
0.30 |
W额外(J) |
0.90 |
0.80 |
0.70 |
0.60 |
通过数据分析,小明得出初步结论:W额外与L成 比,小明查阅资料后证实此结论是正确的.根据此结论,当斜面的水平长度L=0.40m时,斜面的机械效率为 ;当木板平放在水平桌面上,水平匀速拉动木板上的物块时,弹簧测力计的示数为 N.
用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率.实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升.
(1)实验中,将杠杆拉至图中虚线位置,测力计的示数F为 N,钩码总重G为1.0N,钩码上升高度h为0.1m,测力计移动距离s为0.3m,则杠杆的机械效率为 %.请写出使用该杠杆做额外功的一个原因: .
(2)为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,一位同学用该实验装置,先后将钩码挂在A、B两点,测量并计算得到下表所示的两组数据:
次数 |
钩码 悬挂点 |
钩码总重 G/N |
钩码移动距离 h/m |
拉力 F/N |
测力计移动距离 s/m |
机械效率 η/% |
1 |
A点 |
1.5 |
0.10 |
0.7 |
0.30 |
71.4 |
2 |
B点 |
2.0 |
0.15 |
1.2 |
0.30 |
83.3 |
根据表中数据,能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关,钩码越重其效率越高”的结论?答: ;
请简要说明两条理由:
① ;
② .
在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,小丽同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验.让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动,然后与放在水平面上的纸盒相碰,铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止.
(1)要探究动能大小与物体质量的关系应选用 两图;实验中应保证 相同,为了达到这一目的所采取的具体操作方法是 .
(2)选用甲、丙两次实验可以得出的结论是 .
(3)该实验是通过观察 来比较铁球动能的大小,从而得出结论的.下面的四个实例中也采用这种研究方法的是 .
A.认识电压时,我们可以用水压来类比 |
B.用磁感线来描述磁场 |
C.探究电功大小与哪些因素有关,通过重物提升的高度来判断电流做功的多少 |
D.保持电阻不变,改变电阻两端电压,探究电流与电压关系 |
(4)若水平面绝对光滑,铁球将做 运动.
在“探究滑轮组的机械效率”时,小明利用两组滑轮组进行了5次测量,用一个动滑轮和一个定滑轮测定前4组数据,用二个动滑轮和二个定滑轮得第5组数据,测得数据如表:
实验次数 |
动滑轮重G动/N |
物重G/N |
钩码上升高度h/m |
动力F/N |
动力作用点移动距离s/m |
滑轮组的机械效率η/% |
1 |
0.5 |
1 |
0.1 |
0.7 |
0.3 |
47.6 |
2 |
0.5 |
1 |
0.2 |
0.7 |
0.6 |
47.6 |
3 |
0.5 |
2 |
0.1 |
1.1 |
0.3 |
60.6 |
4 |
0.5 |
4 |
0.1 |
2 |
0.3 |
① |
5 |
1 |
4 |
0.1 |
② |
0.5 |
|
(1)请根据前四组数据,在图甲中画出实验中滑轮组的绕绳方法.
(2)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计.
(3)表格中变化①处数据应为 ;根据图乙中弹簧测力计可知编号②数据应为 N.
(4)由表中第1、2组数据可知,同一滑轮组的机械效率与 无关.
(5)由表中第3、4组数据可知,同一滑轮组的机械效率与摩擦和 有关.
(6)有的同学认为:“机械越省力,它的机械效率越高”.你认为这句话是 的(填“正确”或“错误”).你是用小明收集的数据中 两组数据对比分析来判断的.