小明参加科技节“掷飞机”比赛,该项目的规则是:纸飞机掷出后在空中滞留的时间越长成绩越好。查阅资料得知:纸飞机在空中滞留的时间与其形状、质量、出手速度和出手角度有关。小明认为还可能与纸飞机表面的粗糙程度有关。为了验证自己的猜想,小明准备了以下器材进行实验研究:
发射器(如图);秒表;剪刀;面积、质量大小和表面粗糙程度不同的两种纸 、 各若干张(同种纸正反面粗糙程度相同)。
(1)发射器的弹簧压缩得越短,释放后纸飞机获得的速度越大,其原因是 。
(2)写出本实验的主要步骤。
用钢球、木块和带有斜槽的长木板。探究物体的动能跟哪些因素有关。
(1)如图甲,让钢球从斜槽上的某一高度由 开始运动,撞击水平面上的木块。钢球撞击木块时具有的动能大小可通过木块移动的距离来反映。
(2)如图乙,将钢球置于斜槽上更高的位置重复上述实验。实验表明,钢球质量一定时,从斜槽越高的位置开始运动,撞击木块的速度越大钢球的动能越 。
(3)探究动能跟质量的关系时,应选择让质量 的钢球从斜槽高度 的位置开始运动。(选填“相同”或“不同”
在探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验中,小阳用同一实验装置,让从斜面上滚下的小钢球钻入水平面上的硬纸盒,完成以下实验。
(1)通过比较甲、乙两次实验中硬纸盒被推的远近,可以得出结论:质量相同时物体
的 越大,动能越大。对比甲、乙两次实验还可以得出:质量相同时,物体位置越高,重力势能 。在甲、乙两次实验中,硬纸盒所受滑动摩擦力 (选填“相同”或“不同”)
(2)如果做乙图实验时,硬纸盒被撞后滑出木板掉落,为防止因此造成硬纸盒损坏需改进乙图实验,再与甲图实验对比。在不改变木板长度的情况下,应采用以下 方法(填写正确选项前的字母)。
A.换用质量更小的钢球
B.给水平木板铺上毛巾
C.适当降低钢球的高度
D.换用一个较重的硬纸盒
(3)若要探究影响动能大小的另一因素,具体的操作方法是:选择两个 不同的钢球,从同一斜面相同高度由静止滑下。
(4)小阳在原硬纸盒的上表面粘上砝码,设计了如图丙所示实验,探究影响滑动摩擦力大小的因素,通过比较甲、丙两次实验可得出:滑动摩擦力与 有关。
在“探究影响动能大小因素”的实验中,如图所示,让小球从同一光滑斜面上由静止滚下,小球撞击放在水平面上的木块,使木块滑动,虚线位置为木块滑动一段距离后静止的位置。(已知h1<h2<h3)
(1)球从斜面上滚下的过程中,小球的 能转化为小球的 能。
(2)本实验是通过 比较小球动能的大小。
(3)分析图中的三次实验可以得出的结论是:物体的 一定时, 越大,它的动能越大;通过实验结论可知,开车时要注意不能 (“超载”或“超速”)。
“探究小球动能大小与哪些因素有关”的实验,如图所示。
(1)实验通过木块被小球推动 的大小,可比较出小球对木块 的多少,从而判断小球动能的大小,这种研究问题的方法叫 。
(2)要研究小球动能大小与质量的关系,应让不同质量的小球从斜面相同 由静止滚下,其目的是使小球运动到水平面时 相同。
图甲是探究“影响动能大小因素”的实验装置。
(1)本实验中小球A的动能大小通过木块B在水平桌面上 来体现。若不用木块B,在桌面上铺一条毛巾, (填“可以”或“不可以”)用小球A在毛巾表面滚动的距离来体现。
(2)将小球A放在同一斜面上 (填“相同”或“不同”)高度处由静止释放,目的是使小球在撞击木块B时速度不同,通过实验现象可以得出结论:质量相同的物体, ,动能越大。
(3)善于动脑的小明设计了如图乙所示的方案:用同一个钢球两次将同一弹簧压到不同程度,两次实验弹簧具有的弹性势能 (填“相同”或“不同”),放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块时的速度也不同,从而验证了动能与速度的关系。接着让质量不同的两个钢球两次将同一弹簧压缩到相同程度,放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块,这样做 (填“能”或“不能”)验证动能与质量的关系。
斜面是在生活和生产中常见的简单机械,也是物理实验中常用的实验器材。
(1)使用斜面提升物体可以省力。如图甲,将重力为50N的木块放在长1m、高0.2m的斜面上,沿斜面向上匀速拉动弹簧测力计,记下测力计的示数为16N,则该斜面的机械效率η= %,木块在斜面上运动时受到的滑动摩擦力为 N.继续探究,可以得出斜面越陡,省力越 (选填“多”或“少”),机械效率越 (选填“高”或“低”)
(2)用斜面“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验,如图乙,使一个小球从斜面上不同高度由静止开始滚下,撞击水平面上的小木块,通过观察 比较小球动能的大小,可以探究物体的动能跟 这一因素的关系。
实验小组用长方体木块(各表面粗糙程度相同)、弹簧测力计、长木板、斜面、两个质量不同的钢球,进行了如图所示的两组实验。
(1)如图甲所示,把木块平放在水平长木板上,用弹簧测力计水平拉木块做 运动,读出弹簧测力计示数:再把木块立放在长木板上,重复上述实验,读出弹簧测力计的示数。
①比较两次读数,可得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小 (选填“有关”或“无关”);
②实验中被控制的变量是接触面的粗糙程度和 。
(2)如图乙所示,在探究动能大小与质量的关系时,用质量不同的钢球在同一斜面的同一高度由静止滚下、去撞击水平面上的木块,观察木块被撞击的距离。
①该实验研究的是 (选填“钢球”或“木块”) 动能的大小与质量的关系;
②比较图乙两次实验可得出结论,速度一定时,质量越大,物体的动能越 。 由此联想到高速公路限速牌上标明“120”和“100”字样, (选填“大客车”或“小轿车”) 的限速应该是100km/h。
为探究物体动能的大小与哪些因素有关,某实验小组利用斜面、质量不同的小钢球、木块等器材进行了如图所示的实验。
(1)实验中小钢球的动能的大小是通过 来判断的。
(2)实验中通过 两图来探究动能大小与质量的关系,两次实验,让小钢球从同一高度自由滚下,目的是使小钢球滚到斜面低端时具有相同的 。
(3)实验中通过甲、乙两图可以得出结论:在质量一定时,物体的 越大,动能越大。
(4)若在进行甲、丙两图实验时,丙图中木块被撞后滑出木板,为了使木块不滑出木板,需要重新进行丙图的实验,下列方法可行的是
A.换用表面更粗糙的木板 B.换用一个质量较大的木板
C.换用质量较小的钢球 D.降低钢球滚下时的高度。
小明在“测量滑轮组的机械效率”实验中,测得的相关实验数据如下表(装置中每个滑轮的质量均相同)
次数 |
物体的重力 G/N |
提升的高度 h/m |
拉力N/N |
绳端移动的距离 s/m |
机械效率η |
1 |
2 |
0.1 |
0.9 |
0.3 |
74% |
2 |
4 |
0.1 |
1.6 |
0.3 |
83% |
3 |
2 |
0.1 |
0.5 |
(1)实验过程中,应使弹簧测力计竖直向上 拉动。在第3次实验中弹簧测力计的示数如图乙所示,其示数为 N,第3次实验中滑轮组的机械效率为 。
(2)比较1、2两次的实验数据可知:相同的滑轮组, ,滑轮组的机械效率越高。
(3)测量结束后,小明想到甲图中的滑轮组还有另一种安装方法,既可以省力,也可以改变力的方向,请在丙图中画出绳子绕法。
为探究“动能大小的影响因素”,科学小组开展了如图所示的探究活动。
(1)由甲图可知, (填“A”或“B”)小球从斜面上滚下后到达水平面上的速度大;由乙图可知, (填“C”或“D”)小球对纸盒做功多。
(2)由乙图得出结论:当质量相同时,物体 越大,它具有的动能就越大。
斜面是物理学常用的实验器材,利用它可以完成许多实验,例如:
(1)如图甲所示,将棉布铺在水平木板上,让小球在斜面上由静止滚下,观察小球运动的距离;去掉木板上的棉布,把小球放在斜面 由静止滚下,观察到小球运动的距离更远。推理得出:运动物体不受力时将 。
(2)在木板上放一个木块。如图乙所示,让小球从斜面上不同高度由静止滚下,观察木块被撞击后在木板上移动的 ,可以得出:其他条件一定,运动物体的 越大,动能越大。木块在两次被撞击移动过程中受到的摩擦力大小 (选填“相同”或“不同”)。若还想探究影响动能大小的另一个因素,就需要两个 不同的小球,才能顺利完成实验。
如图是智慧小组"测滑轮组的机械效率"的实验装置。测得的实验数据如表。
实验次数 |
物重G/N |
物体上升高度h/m |
拉力F/N |
绳端移动距离s/m |
机械效率η |
1 |
1 |
0.1 |
0.6 |
0.3 |
55.6% |
2 |
2 |
0.1 |
1.0 |
0.3 |
66.7% |
3 |
4 |
0.1 |
1.8 |
0.3 |
|
(1)实验过程中,应竖直向上 拉动弹簧测力计。
(2)第三次实验中滑轮组的机械效率是 。
(3)分析表中实验数据可知,同一滑轮组,物重 ,滑轮组的机械效率越高。
(4)若在第三次实验中,物体上升的速度为0.1m/s,则拉力F的功率为 W
(5)创新小组也利用重为1N、2N、4N的物体进行了三次实验,每次测得的机械效率均大于智慧小组的测量值,则创新小组测量值偏大的原因可能是 。(填字母)
A. |
测拉力时,弹簧测力计未调零,指针指在零刻度线下方 |
B. |
弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升 |
C. |
所使用的动滑轮的重力小于智慧小组 |
如图,某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,让小球从同一斜面某处由静止释放,撞击同一水平面上的同一木块,木块移动一段距离后停止。
(1)小球滚下斜面的过程中,它的 能转化为动能,其动能大小是通过木块移动的距离来反映的。
(2)分析比较 两次实验,可探究出的结论是:质量相同的物体,速度越大,动能越大。
(3)甲实验中若木块的重力为1N,水平移动的距离是30cm,则重力对木块做功 J。
(4)如果水平面光滑,则 (选填“能”或“不能”)完成本实验。