题目内容

18．某学习小组利用如图1体验“模拟引力”之后，进一步思考：绳子的拉力大小与什么因素有关？并提出了如下猜想：

猜想A：与小球的质量大小有关；
猜想B：与小球运动的快慢有关；
猜想C：与绳子的长度有关．
为了验证猜想，学习小组于是进行实验探究：用一根细绳子的一端拴住一个小球，用手抓住绳子的另一端，抡动细绳，让小球在光滑水平面上做圆周运动，如图2所示．实验中，用手感受绳子的拉力大小．做几次实验后，得到实验数据如表：
实验
次数		小球质量（g）运动的
快慢		绳子的长度（cm）绳子的
拉力
115慢10很小
220慢10小
320快10大
420快15很大
（l）实验中，小球在竖直方向上受到的重力和支持力是一对平衡力（不计空气阻力）．
（2）实验中，小球的运动方向是变化的，说明其运动状态一定（选填“一定”或“不一定”）改变．若绳子断了，小球继续运动，那是因为小球具有惯性．
（3）分析对比实验次数1、2的数据，可以初步验证猜想A；分析对比实验次数2、3的数据，可以初步验证猜想B．
（4）本实验采用的研究方法有转换法和控制变量法．

分析 （1）对小球进行受力分析，在竖直方向上受重力和支持力作用，这两个力相互平衡；
（2）物体运动快慢及方向的变化都属于运动状态的变化；
掌握惯性的意义：物体保持原来运动状态不变的性质；
（3）根据1、2组数据的相同的量和不同的量，得出影响绳子拉力的因素；
要验证拉力大小与物体运动快慢的关系，需改变运动快慢，但其他条件相同；
（4）掌握转换法和控制变量法的应用：
转换法：绳子的拉力通过手感受知道；
控制变量法：拉力大小与多个因素有关，要探究拉力与其中一个量的关系，其它量需保持不变．

解答 解：
（1）由题意知，小球在竖直方向上受重力和支持力的作用，这两个力相互平衡；
（2）小球的运动方向变，则说明其运动状态变；绳子断了后，由于惯性，小球继续向前运动；
（3）1、2的数据，运动快慢和绳子的长度相同，小球的质量不同，感受到绳子的拉力不同，说明绳子的拉力大小与小球的质量大小有关，则可以验证猜想A；
由2、3两组数据，小球的质量和绳子的长度相同，小球的运动快慢不同，感受到绳子的拉力不同，说明绳子的拉力大小与小球运动的快慢有关，则可验证猜想B；
（4）通过（3）的分析，实验中用到了控制变量法．
故答案为：（1）重；支持；（2）一定；惯性；（3）A；2、3；（4）控制变量法．

点评 此题是绳子的拉力大小与什么因素有关的实验，主要考查了控制变量法和转换法在实验中的应用，还考查了有关物体的受力分析及惯性的知识．

练习册系列答案
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8．如图所示，G=200N，滑轮重G′=40N，要使物体能匀速上升2m，则下列说法正确的是（不计摩擦及绳重）（　　）
A．F=440N，并向上移动4mB．F=440N，并向上移动1m
C．F=240N，并向上移动4mD．F=240N，并向上移动1m
9．如图所示，O为杠杆MN的支点，OM：ON=1：3，物块A和B分别挂在M、N两端，杠杆恰好平衡，已知物块A、B的体积之比为2：1，则A、B两物体物质的密度之比是（　　）
A．3：2B．6：1C．2：3D．1：6
6．在测定“小灯泡电功率”的实验中，小明所在的实验小组用的电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω．可供选用的滑动变阻器R1和R2的最大阻值分别为10Ω、50Ω．他们所设计的实验电路如图1所示．
（1）在连接电路时，开关应断开，电流表的量程应选0～0.6A．应该选用的滑动变阻器是R2（选填“R1”或“R2”）．
（2）请你用笔画线代替导线，将实验电路补充完整．（导线不能交叉）

（3）闭合开关前，图1中滑动变阻器滑片P应位于左（选填“左”或“右”）端，在此实验中，使用滑动变阻器的目的一是限制电流保护电路，二是调节小灯泡两端电压．
（4）小刚同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图2所示）为2V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图中滑片P向右（选填“左”或“右”）端移动，使电压表的示数为2.5V．
（5）小丽同学移动滑片P，记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图3所示的I-U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.5W．
（6）如果在家里做测白炽灯功率的实验，因家里一般没有电压表和电流表，所以可以利用家庭中都有的钟表和电能表测量更方便．
13．现在正在大力推行太阳能路灯，如图所示，该路灯系统同时安装了风力发电机和太阳能电池板，有风时通过风力发电机发电，有阳光时通过太阳能电池板发电，并将电能储存至蓄电池中．为了节能该路灯采用LED灯照明．如表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数，其中光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率，蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积，最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率．
太阳能电池板风力发电机蓄电池LED灯
电池板的总面积0.5m2最大限制风速12.0m/s电池容量150Ah额定电压24V
光电转化效率20%最大输出功率400W额定电压12V额定功率60W
（1）蓄电池充足一次电可储存的能量是多少J？
（2）当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为1000W时，太阳能电池板的输出功率为多少？
（3）校园内10盏该型号风光互补路灯，每天正常工作10h，一个月消耗的电能相当于完全燃烧煤炭多少kg？（煤炭热值q煤=3×107J，一个月按30天算）
1．在探究“电流与电阻的关系”实验中，小新将实物连接成如图1电路．

（1）将电路连接正确后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，使定值电阻R两端电压为2V，电流表示数如图2，为0.4A，则R的阻值为5Ω．
（2）换上10Ω的电阻后，闭合开关，电压表示数将变大（选填“变大”或“变小”），此时应将滑片P向A（选填“A“或“B”）端移动，使电阻两端电压为2V．
（3）小芳同学正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现电流表无示数，电压表有示数，其原因可能是定值电阻断路．
8．小明想利用实验探究电流跟电压的关系，除了电源（3V）、开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器外，还有可供选择的（A）定值电阻，（B）小灯泡．
（1）为了完成研究还应选择的器材（填序号）A；理由是：小灯泡的电阻随温度而改变，不能控制电阻不变．
（2）用笔划线完成图中的实物电路连接（你所选的器材在图中用接线板代替），并使滑动变阻器接入电路的阻值最大．
（3）写出实验步骤．
（4）画出实验数据记录表．
5．下面是小枫和小红同学在实验室探究“杠杆的平衡条件”的实验（实验中使用的每个钩码重0.5N）：

（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，发现杠杆在如图甲所示的位置，此时杠杆是（选填“是”或“否”）处于平衡状态．小枫将左端的平衡螺母向右调，小红认为也可以将右端的平衡螺母向右调（选填“右”或“左”），使杠杆在水平位置平衡．
（2）如图乙所示，若在B点处施加一个竖直向下的拉力F=3N时，杠杆仍在水平位置平衡．当拉力F向右倾斜时，仍要保持杠杆水平平衡，拉力F的大小将变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（3）在探究过程中，在杠杆左端某一固定位置挂总重G=2.5N的钩码，在杠杆右端不同位置处施加不同的竖直向下的力F，保证杠杆处于水平位置平衡状态．根据多次测量的力和力臂F、L数据，画出F和$\frac{1}{L}$的图线如图丙，由图丙可得出杠杆平衡条件是：F与L成反比．根据杠杆平衡条件，可求出其重力G的力臂是0.2m．
（4）在探究过程中，如图丁，在杠杆的右端挂重物G，在力臂为L的力F的作用下静止在图丁所示位置，请在图中做出力F的示意图．
6．在探究浮力大小的实验中，同学们使用了弹簧测力计、金属块、两个相同的烧杯（分别装有等体积的水和煤油），对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究．

（1）分析图B、C、D、E，说明浮力大小与排开液体的体积有关，与浸没深度无关．
（2）分析图D、F（或A、D、F）说明浮力大小还与液体密度有关．
（3）在B图中，金属块受到的浮力是1N，此时，排开水的重力是G排=ρ水gV排．进一步分析图与计算的数据比较，发现F浮=G排．

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