题目内容
【题目】如图所示,一轻质刚性薄板(可视为杠杆)的B端,挂一质量为2 kg的物体,A端拴一细绳由一人站在地上用力拉,使其在水平位置平衡。绳与杆的夹角为30°,OA长为2 m,OB长为0.5 m,在支点O处放一质量为0.5 kg的玩具汽车(可视为一点),用1.0 N的水平牵引力使小车向左匀速运动。(g取10 N/kg)
(1)小车在O点时,为使杠杆在水平位置平衡,求出该拉力F的大小;
(2)小车从O点向左匀速运动,牵引力对小车做多少功时人对绳的拉力减小到零?
【答案】(1)10 N;(2)2 J。
【解析】
(1)A端细绳的拉力方向沿绳子向下,从支点O作绳子拉力作用线的垂线段,即为拉力的力臂l1,如下图所示;
l1=OA×sin 30°=2m×0.5=1m,
物体的重力:
G=mg=2kg×10 N/kg=20N,
根据杠杆平衡条件得:
Fl1=G×OB,
拉力
F==10 N;
(2)设小车从O点向左匀速运动的距离为s时,人对细绳的拉力减小到零,根据杠杆平衡条件得:
G车s=G·OB,
s==2m,
小车从O点向左匀速运动,牵引力对小车做的功:
W=F牵s=1.0 N×2 m=2 J。
答:(1)拉力F的大小是10N;
(2)小车从O点向左匀速运动,牵引力对小车做2 J的功时人对绳的拉力减小到零。
【题目】实验小组的同学用如图所示的装置探究“物体动能大小与质量的关系”。
(设计实验与进行实验)
将钢球从某一高度由静止释放,钢球摆到竖直位置时,撞击水平木板上的木块,将木块撞了出一段距离。
(1)本实验使钢球获得动能的操作方法是__________,钢球动能的大小是通过观察___________来判断的;
(2)从表中数据可以看出,他们让质量不同的钢球从相同高度摆下,使钢球到达竖直位置的__________相同,从而探究动能与质量关系;
实验次数 | 钢球质量/g | 钢球下摆高度/cm | 木块滑行距离/cm |
1 | 20 | 20 | 30 |
2 | 40 | 20 | 58 |
3 | 60 | 20 |
(3)在第3次实验中,木块被撞后滑出木板,需要重做第3次实验,甲同学建议换一个较大的木块,乙同学建议换用同样较长的木板,丙同学建议降低钢球下摆的高度。你认为应当采用__________的建议;
(4)这里用到的科学实验方法是________________;
(实验结论)
由上述实验数据和现象可得出结论:________;
(实验拓展)
若要继续探究物体动能大小与速度的关系,该怎样设计实验:_______________。
【题目】同学们利用如图所示装置,探究不同物质的吸热能力。
(1)实验中通过比较_____来比较两种物质的吸热多少。
能说明被加热的物体内能增加了的现象是_____。
(2)此实验有两种探究方案:
方案一:取质量相同的物质,用酒精灯给两种物质加热相同的时间,看它们的温度变化,就能比较它们的吸热能力。
方案二:取质量相同的物质,用酒精灯给两种物质加热,_____。
(3)同学们分别组装了三个相同的实验装置(如图所示),取相同质量的水、酒精和沙子,分别装入试管中。实验时收集到数据如下表所示:请你判断三种物质吸热能力强弱。写出具体的分析过程_____。
物质 | 次数 | 质量m/kg | 升高的温度Δt/℃ | 加热时间T/s |
水 | 1 | 0.1 | 10 | 120 |
酒精 | 2 | 0.1 | 18 | 120 |
沙子 | 3 | 0.1 | 18 | 65 |