题目内容
【题目】学习了同一直线的二力的合成知识后,小林想如果作用在物体上的二力不在同一直线上,而是互成一定的夹角,那么合力F的大小与两个分力F1、F2的大小,是否还有F等于F1+F2的关系呢?于是他应用教材中学过的方法,对此进行了探究.
(1)如图所示,橡皮筋原长为AB,通过两个弹簧测力计对橡皮筋施加互成一定夹角的两个力F1和F2,使橡皮筋伸长到C,记录此时F1、F2的大小.撤去力F1和F2后,用一个弹簧测力计对橡皮筋施加一个力F的作用,为了使这个力F的作用效果与那两个力F1、F2的作用效果 ,应使橡皮筋 ,记录此时F的大小.
(2)先后两次改变F1和F2的夹角,重复步骤(1),得到三次实验数据如表所示:
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分析实验数据可知,当两个力不在一条直线上时,其合力大小F F1+F2,且在F1、F2大小不变的情况下,合力F的大小随着F1与F2夹角的增大而 .
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【答案】(1)相同,仍然伸长到C;(2)不等于,减小.
【解析】解:(1)因为探究合力F与分力F1、F2的大小,需要使合力F与分力F1、F2的作用效果相同,因此当两个互成角度的力作用在橡皮筋上时,橡皮筋伸长到C;当撤去这两个力后,用一个力作用在弹簧测力计时,橡皮筋仍然要伸长到C处,即合力F与分力F1、F2的作用效果相同.
(2)通过表中数据计算出F1、F2二力之和,即三次实验中F1和F2后的合力均为9N,而合力F随角度的增大合力为8.7N、8.3N和7.8N,显然F≠F1+F2,并且合力F的大小随着F1与F2夹角的增大而减小.
故答案为:(1)相同,仍然伸长到C;(2)不等于,减小.
【题目】物理科代表和班长就放学后是否关教室里的饮水机的问题发生争执,班长认为不应关机,因为第二天重新开机给冷水加热既费时又会消耗更多的电能;物理科代表认为应该关机,理由是饮水机在放学后从17:00到第二天08:00共15h期间会间歇性加热,白白消耗电能,反复加热的水也不利于身体健康. 次日早晨,他俩先观察到饮水机有加热和保温两个档位,铭牌数据如表.然后启动饮水机,将热水箱中的30℃的冷水加热到90℃,用时10min.他俩继续观察,发现保温28min后加热器会重新加热,2min后又回到保温状态.(饮水机始终在额定电压下工作)
水桶容量 | 20L |
热水箱水量 | 1kg |
额定电压 | 220V |
加热功率 | 500W |
保温功率 | 50W |
(1)饮水机保温时电路的总电阻是多少?
(2)将热水箱中30℃的冷水加热到90℃消耗的电能是多少?
(3)通过计算比较谁的做法更节能.(假设放学时饮水机刚好进入保温状态,工作过程中间歇加热的规律不变;如果放学时关闭饮水机,班长会在第二天早上7:50打开.)