题目内容

13.小强同学在探究“物体所受重力大小与物体质量的关系”的实验记录如表:
(1)在实验过程中,需要的测量工具有弹簧测力计和天平;
(2)在下表空白处填出比值G/m的平均值;
(3)根据表中实验数据,在图中作出G-m的图象;
物体物体质量
M/(kg)
重力
G(N)
比值G/m
(N/kg)
比值G/m的平均值(N/kg)
物体10.11.0109.8
物体20.21.99.5
物体30.32.99.7
物体40.44.010
(4)分析表中实验数据和图象,得出结论是:物体的重力与质量成正比.小刚为了探究“物体的重力大小是否与形状有关?”他找来了一些橡皮泥,用小刀刻成不同的形状,分别测出重力,从而得出结论,请问他的探究方法不可行(可行/不可行)理由质量发生变化.

分析 (1)实验中探究重力与质量的关系,因此需要测量重力和质量;
(2)对表中的数据进行分析与计算,可得出其平均值,及重力与质量的关系;
(3)根据表格这数据描点连线可得图象;
(4)分析表中数据,得出重力与质量的关系;根据控制变量思想分析小刚的探究过程.

解答 解:
(1)探究“重力的大小跟什么因素有关”实验中,需要测量物体的重力和质量,因此需要的测量工具是弹簧测力计和天平;
(2)表中重力与质量比值的平均值为:$\frac{10N/kg+9.5N/kg+9.7N/kg+10N/kg}{4}$=9.8N/kg;
(3)根据表格这数据描点,用平滑的曲线连接,如图:

(4)从表中数据知:物体的质量增大几倍,物体所受的重力大小也增大几倍,重力大小与质量的比值相等,所以得到结论:物体所受的重力跟它的质量成正比比;
探究物体所受重力与形状的关系应控制物体的质量不变,所以小刚用小刀把橡皮泥刻成不同的形状,橡皮泥的质量不同,做法不可行.
故答案为:(1)弹簧测力计;天平;(2)9.8;(3)见上图;(4)正;不可行;质量发生变化.

点评 本题考查了探究重力与物体质量间的关系实验,知道实验需要测量的量是确定实验器材的关键;同时考查了学生对实验数据分析处理的能力,学生做完实验后会得到一些数据,能否分析出数据反映出的物理问题是我们能否达到实验目的关键.

练习册系列答案
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1.某小组同学研究金属球在水中受到浮力的大小时,提出不同的猜想.猜想Ⅰ:金属球在水中所受的浮力F跟金属球的密度有关;猜想Ⅱ:金属球在水中所受的浮力F跟金属球浸入水中的深度有关.于是他们将半径均为5厘米但密度不同的金属球甲、乙分别挂在测力计下,将其逐步浸入水中进行实验.他们通过测出球心到水面的距离h来表示金属球浸入水中的深度、并读出相应的测力计示数F且计算得出F,实验数据如表一、二所示.
表一  金属球甲   ρ=3.0×103千克/米3
实验序号123456
球心到水面的距离h(厘米)520258
测力计示数F(牛)15.714.613.111.610.510.5
金属球所受的浮力F(牛)01.12.64.15.25.2
表二  金属球乙   ρ=6.0×103千克/米3
实验序号789101112
球心到水面的距离h(厘米)520256
测力计示数F(牛)31.430.328.827..326.226.2
金属球所受的浮力F(牛)01.12.64.15.25.2
①该小组所进行的序号为1、7实验的示意图是图中的a.(选填“a”或“b”)
②分析比较实验序号2~5或8~11的实验数据及相关条件,可初步得出的结论是:同一金属球浸入水中的深度增加时,所受水的浮力增大.
③分析比较实验序号2和8、3和9、4和10或5和11的实验数据及相关条件,可初步得出的结论是:浸入水中深度相等时,半径相同、密度不同的金属球所受浮力的大小相等,由此可知,金属球在水中所受的浮力F跟金属球的密度无关.
④该小组同学分析实验序号6和12的实验数据及相关条件后发现实验数据与第②小题的结论矛盾,通过仔细分析他们发现实验序号2~5或8~11中金属球浸入水中深度增加的同时排开水的体积也在增加,而实验序号6和12中金属球在水中深度增加但排开水的体积不变,所以他们猜想浮力F跟物体排开液体体积有关而与物体浸没的深度无关.
⑤为验证第④小题的猜想,他们最需要添加的实验器材是:与甲(或乙)半径不同的金属球.(选填“半径”、“密度”或“质量”)
3.阅读《神奇的干簧管》,回答题.
神奇的干簧管
干簧管是一种利用磁场信号来控制线路的开关器件,也叫磁控开关.常用的干簧管有单触点和双触点两种.
如图甲为单触点干簧管的结构示意图.其外壳是一根密封的玻璃管,管中装有两个磁性材料制成的弹性簧片电极(简称“磁簧片”),管内还充有惰性气体,平时,玻璃管中的两个磁簧片触点部位是分开的.当有磁性物质靠近玻璃管时,在合适的磁场作用下,管内的两个磁簧片的触点部位被磁化成异名磁极互相吸引而接触,簧片吸合在一起,使触点所接的电路连通(如图乙).外磁力消失后,两个簧片由于本身的弹性而分开,线路就断开.
干簧管中的磁性材料是指铁、钴、镍等能被磁铁吸引的材料,它分为软磁性材料和硬磁性材料两种.软磁性材料是指既容易被磁化而获得磁性后又很容易失去磁性的物质.硬磁性材料是指容易被磁化而获得磁性,但一旦获得磁性又不容易失去的物质.
双触点干簧管类似于单刀双掷开关,它的工作原理是:没有磁场时,簧片1与簧片2接通(如图丙),当有外界磁力时,簧片1与簧片2断开,簧片1与簧片3触点部位接通(如图丁),其中簧片1是公共端,簧片2是常闭触点,簧片3是常开触点.簧片中有一片是用只导电但不能被磁化的材料做成.
干簧管外绕上能产生磁场的线圈就成了干簧继电器,当线圈通电后,管中磁性材料制成的簧片的自由端分别被磁化成N极和S极而相互吸引,因而接通被控电路.线圈断电后,干簧片在本身的弹力作用下分开,将线路切断.
干簧继电器的优点:(1)体积小,质量轻;(2)簧片轻而短,有固有频率,可提高触点的通断速度,通断的时间仅为1~3ms,比一般的电磁继电器快5~10倍;(3)触点与大气隔绝,管内充入惰性气体,可减少触点的氧化和碳化,并且由于密封,可防止外界有机蒸气和尘埃杂质对触点的侵蚀.
请根据上述材料,回答下列问题:

(1)单触点干簧管中的磁簧片是用软(选填“软”或“硬”)磁性材料制成的.
(2)如图24丙所示双触点干簧管中簧片“2”是由B材料做成.
A.不导电又不能被磁化的          B.只导电但不能被磁化的
C.不导电但能被磁化的       D.导电又能被磁化的
(3)如图为一运用干簧继电器的电路,当开关S闭合后,线圈中有电流时,线圈的左端是N极 (选填“N”或“S”).
(4)如图1电路,当开关S闭合后,这个电路的工作特点是C.

A.绿灯长亮,红灯亮、灭交替
B.红灯长亮,绿灯亮、灭交替
C.红灯、绿灯交替发光
D.红灯绿灯都长亮.

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