题目内容
17.(1)观察图1中小猴和小兔分 胡萝卜时的漫画可知:小猴分得的胡萝卜质量大一些.(2)小明利用了铁架台、刻度尺、质量为m0的钩码一个、细棉线若干,测出了整个胡萝卜的质量(忽略胡萝卜形状的变化).
请你补充他的实验步骤:
①用细线系住胡萝卜某处悬挂在铁架台上,移动所系处,使之平衡,用刻度尺测出所系处到胡萝卜细端之间的距离L1;
②在胡萝卜的细端用细线挂上质量为m0的钩码,移动所系处,使胡萝卜重新平衡.用刻度尺测出所系处到胡萝卜细段的距离L2;
③胡萝卜质量的表达式m=$\frac{{m}_{0}{L}_{2}}{{L}_{1}-{L}_{2}}$.
(3)小明还用下列方法测出了胡萝卜的密度,如图2.
①在烧杯中装适量的水,让轻质小盘漂浮在水面上.
②将胡萝卜切下一块,放入盘中使其漂浮,在烧杯液而处记下标记如图2甲所示.
③将盘中的胡萝卜取出后,用盛有50mL水的最简向烧杯中加水至标记处,量简中剩余水的体积28mL.
④将取出的胡萝卜放入量筒中,如图2乙所示,胡萝卜的体积为20cm3,胡萝卜的密度为1.1g/cm3.
⑤实验完成后,小明发现在向烧杯中加水的过程中,不小心将一部分水倒入小盘中,则他测出的胡萝卜密度与其真实密度相比不变(填“偏大”、“偏小”或“不变”).
分析 (1)由图可知,萝卜被支起,处于平衡状态,只要能确定两边力臂的大小关系即可求得两边的重力的大小关系.
(2)分析萝卜所受的力,根据杠杆平衡条件进行分析解答.
(3)③根据加入水的体积可得知胡萝卜漂浮时所受的浮力大小,等于胡萝卜的重力;
④根据图乙和量筒中原来水的体积计算出胡萝卜的体积;由密度公式得出胡萝卜的密度;
⑤小盘的重力等于小盘所受增大的浮力,与原来小盘的重力无关.
解答
解:(1)萝卜处于平衡状态,由图可知,右侧部分重心离支点O较远,故力臂OB较大,左侧部分重心离支点O较近,故力臂OA较小;
根据杠杆平衡条件GA×OA=GB×OB,左侧萝卜重力GA大、右侧重力GB小,故小猴分的萝卜要重.
(2)①用细线系住胡萝卜某处悬挂在铁架台上,移动所系处,使之平衡,用刻度尺测出所系处到胡萝卜细端之间的距离L1;![]()
在胡萝卜的细端用细线挂上质量为m0的钩码,移动所系处,使胡萝卜重新平衡.用刻度尺测出所系处到胡萝卜细段的距离L2.![]()
③这时对筷子来说,它受到三个力:本身重力mg,悬挂绳子的拉力F,细端拉力m0g.![]()
根据杠杆的平衡条件,得mg(L1-L2)=m0g×L2,
所以筷子的质量是m=$\frac{{m}_{0}{L}_{2}}{{L}_{1}-{L}_{2}}$.
(3)未放入胡萝卜前,量筒中水的体积为28mL,放入胡萝卜后,量筒中水的体积为48mL,则胡萝卜的体积V=48mL-28mL=20mL=20cm3;
由题意知,胡萝卜的重力应等于小盘增大的浮力,则G=△F浮=ρ水g△V=1.0×103kg/m3×10N/kg×(50-28)×10-6m3=0.22N;
胡萝卜的质量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{0.22N}{10N/kg}$=0.022kg=22g;
则胡萝卜的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{22g}{20c{m}^{3}}$=1.1g/cm3;
(5)根据以上分析,胡萝卜的重力等于小盘受到的浮力增大量,跟原来小盘的重力无关,所以将一部分水倒入小盘中,则他测出的胡萝卜密度与土豆的真实密度相比不变.
故答案为:(1)小猴;(2)②移动所系处,使胡萝卜重新平衡.用刻度尺测出所系处到胡萝卜细段的距离L2;③$\frac{{m}_{0}{L}_{2}}{{L}_{1}-{L}_{2}}$;(4)④20;1.1; ⑤不变.
点评 (1)(2)本题主要考查了杠杆平衡条件的应用,要掌握力臂的概念,理解杠杆在水平位置平衡的原因,巧用杠杆平衡条件测量筷子的质量,难点在实验步骤的设计,想到把筷子当做杠杆去用是本题的突破口.
(3)本题是测量胡萝卜的密度实验,考查了浮力知识的应用及其密度的计算,本题中根据浮力的知识测量出胡萝卜的重力,知道胡萝卜的重力等于小盘所受浮力的变化是解决问题的关键.
| A. | 托里拆利实验证明了液体内部压强随深度的增加而增大 | |
| B. | 船闸是利用连通器原理制成的 | |
| C. | 居室前后两面的窗户都打开时,“过堂风”会把居室侧面摆放的衣柜门吹开,说明气体流速越大的位置压强越小 | |
| D. | 高原边防哨所战士必须用压力锅煮面条,说明海拔升高,大气压升高 |
| A. | 树根“变”根雕 | B. | 牛奶“变”酸奶 | C. | 玉石“变”印章 | D. | 机器人“变”形 |
整 车 | 整车质量 | 40kg |
| 最高车速 | ≤80km/h | |
| 最大噪声 | ≤30dB | |
| 锂电池 | 电压 | 36V |
| 容量 | 10A.h | |
| 电动机 | 额定电压 | 36V |
| 额定功率 | 180W |
(2)行驶过程中轮胎与地面的总接触面积为0.01m2,当你骑着图中这款车在平直的公路上行驶时,请估算地面受到的压强是多大?
(3)图中这款车以额定功率行驶时的工作电流是多大?
(4)图中这款车的锂电池最多所储存的电能约多少J?
(5)图中这款车,若骑行者不踩脚踏板,仅靠锂电池驱动,这种“电力驱动”可使车连续行驶2×104m;若骑行者踩脚踏板辅助锂电池给车提供能量,这种“混合动力驱动”可使车连续行驶3.5×104m,则“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为多少?
(1)实验时,老师让同学们在烧杯上盖上硬纸板,这样做的目的是减少热量散失.
(2)小明在水温升高到90℃时开始每隔lmin记录一次水的温度.记录的数据如下表所示,其中在第2min记录数据时,温度计的示数如图乙所示,请将读数填在表内的空格处.
| 时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 温度/°c | 90 | 92 | 94 | 96 | 98 | 99 | 99 | 99 |
(4)从图象中可以看出水的沸点是99℃,水在沸腾时温度的特点是保持不变.
(5)实验结束后,同学们所测水的沸点都低于100℃,由此大家判断可能是当时的大气压低于(选填“高于”、“等于”或“低于”)标准大气压.