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4.微信朋友圈里流传着“黑心秤”的说法传闻称许多菜市场的商家在电子秤下面放上衬垫物,这样电子秤显示的示数会大于商品的质量导致消费者购买的商品短斤缺两,电子秤下放上衬垫物真会这样吗?【实验与记录】科学兴趣小组准备了电子秤、称量物(100g、300g、500g砝码各1个),泡沫板,毛毯、纸板,进行实验,结果记录如表.
| 衬垫材料 示数/g 称量物 | 无 | 泡沫板 | 毛毯 | 纸板 |
| 500g砝码 | 500 | 500 | 498 | 500 |
| 300g砝码 | 300 | 300 | 299 | 300 |
| 100g砝码 | 100 | 100 | 100 | 100 |
【问题与猜想】用毛毯作为衬垫物时,电子秤显示的示数有偏差是什么因素引起的?科学兴趣小组通过思考和讨论后认为可能与毛毯太软引起电子秤倾斜有关为此,他们又制定了实验方案并进行实验.
【实验与记录】把电子秤置于水平木板上,调零后放上砝码测量,改变木板与水平桌面的倾角α的大小,调零后继续实验,如图1,结果记录如表.
| 倾角 示数/g 称量物 | 0° | 5° | 10° | 15° |
| 500g砝码 | 500 | 498 | 492 | 483 |
| 300g砝码 | 300 | 299 | 295 | 290 |
| 100g砝码 | 100 | 100 | 98 | 97 |
【分析与推理】科学兴趣小组为寻找电子秤倾斜后示数减小的原因,查阅了电子秤的电路原理图(如图2)了解到电子秤示数随电流的增大而增大,压力传感器R的阻值随压力的变化而变化.
根据以上信息,解释电子秤示数随倾角增大而减小的原因:电子秤倾角变大,压力传感器所受压力变小,压力传感器电阻变大,电子秤示数变小.
分析 (1)将质量一定的物体放在没有衬垫的电子秤上和加了不同衬垫物的电子秤上,根据电子秤显示的示数,确定示数是否受衬垫物影响;
(2)质量一定的砝码在倾角不同的情况下测得的质量不同,说明电子秤显示的质量与倾角大小有关;
(3)质量一定的物体,对支持面的压力随支持面倾斜角度的增大而减小;在电压一定时,电路电流随电阻的增大而减小.
解答 解:
(1)将质量是500g的砝码放在没有衬垫物的电子秤上,显示的质量是500g,然后再电子秤下分别加不同材料的衬垫物,电子秤显示的质量除加毛毯的略小以外,其余两次与没有衬垫物显示的质量相同;更换不同质量的砝码重复以上过程,得出的结论是相同的,也就是:在电子秤下面放上衬垫物,电子秤显示的示数不会大于商品的质量;
(2)在表二中,质量为500g的砝码,放在倾角为0的电子秤上显示的质量为500g,随着倾角的增大,显示的质量越来越小.其它两组实验数据也有相同的变化规律.所以此过程研究的是电子秤示数与倾角大小的关系;
(3)放在水平面上的物体,对水平面的压力等于其重力.当支持面发生倾斜时,受到的压力发生变化,并且随支持面倾角的增大而减小.所以电子秤倾角增大,受到砝码的压力减小,压力传感器受到的压力减小,其阻值增大,电路总电阻增大,而电源电压一定,所以电路电流减小,由电流表改装而成的电子秤显示屏示数减小.
故答案为:
(1)在电子秤下面放上衬垫物,电子秤显示的示数不会大于商品的质量;
(2)电子秤示数与倾角大小的关系;
(3)电子秤倾角变大,压力传感器所受压力变小,压力传感器电阻变大,电子秤示数变小.
点评 面对社会上的所谓“发现”、“发明”,我们不要轻易相信,更不能人云亦云,以讹传讹,而要采取科学的方法进行论证,去伪存真,发现真理.
练习册系列答案
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15.小华同学发现家用白炽灯在刚开灯瞬间易烧坏,猜想白炽灯的电阻可能与灯丝的某个因素有关,于是,找来与白炽灯工作原理相同的小灯泡,按图甲所示电路图进行探究,电源电压恒为4.5V,小灯泡的额定电压2.5V.
(1)请用笔画代替导线,把图乙的电路按图甲的电路图连接完整,使滑片P向右移动时灯的亮度变亮.
(2)连接电路后闭合开关,小灯泡闪亮一下就熄灭.检查发现小灯泡的灯丝已烧断.分析原因是闭合开关时,滑动变阻器连入电路的电阻为最小值(选填“最大值”或“最小值”),导致电流过大而形成的.
(3)断开开关,更换烧坏的电路元件,进行正确的操作.调节滑片使灯泡逐渐变亮,记录电流表和电压表的示数如下表,则小灯泡正常发光时的电阻为10Ω.
(4)小华由实验判断,小灯泡的电阻与灯丝的温度有关,家用白炽灯在开灯瞬间与步骤2中小灯泡形成过大电流的原因不同(选填“相同”或“不同”).
(1)请用笔画代替导线,把图乙的电路按图甲的电路图连接完整,使滑片P向右移动时灯的亮度变亮.
(2)连接电路后闭合开关,小灯泡闪亮一下就熄灭.检查发现小灯泡的灯丝已烧断.分析原因是闭合开关时,滑动变阻器连入电路的电阻为最小值(选填“最大值”或“最小值”),导致电流过大而形成的.
(3)断开开关,更换烧坏的电路元件,进行正确的操作.调节滑片使灯泡逐渐变亮,记录电流表和电压表的示数如下表,则小灯泡正常发光时的电阻为10Ω.
(4)小华由实验判断,小灯泡的电阻与灯丝的温度有关,家用白炽灯在开灯瞬间与步骤2中小灯泡形成过大电流的原因不同(选填“相同”或“不同”).
| 电压U/V | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 3.5 |
| 电流I/A | 0.16 | 0.19 | 0.22 | 0.25 | 0.28 | |
| 电阻R/Ω | 6.3 | 7.9 | 9.1 | |||
| 亮度 | 微亮→较亮→亮→很亮 | 烧坏 | ||||
12.
小明利用与图示完全相同的两套实验装置比较酒精和煤油的热值.他分别在燃烧皿中放入酒精和煤油,点燃后对烧杯中的水加热,下列说法正确的是( )
| A. | 要保证酒精和煤油的体积相等 | |
| B. | 要保证酒精和煤油燃烧时间相同 | |
| C. | 要保证烧杯中水的质量和初温相同 | |
| D. | 通过加热时间的长短反映放出热量多少 |
19.现有如下实验器材:两节干电池、一个开关、一个未知阻值的电阻R、乙和额定电压为2.5V的小灯泡、一个滑动变阻器、一个电压表、一个电流表、若干根导线.下列需要探究的课题不能完成的是( )
| A. | 测量未知电阻R的阻值 | |
| B. | 用小灯泡验证导体两端电流与电压成正比关系 | |
| C. | 测量小灯泡的额定功率 | |
| D. | 导体两端电流与电阻的关系 |
16.为了研究在水平方向上做直线运动的物体速度的变化量与哪些因素有关,小红同学分别用水平方向、大小不同的力拉着质量不同的物体在光滑的水平面上作直线运动.他们测出了物体运动时受到的拉力F、速度变化量△v和速度变化时所用的时间t,并把实验数据记录在表中.
表一(m物为1千克)
表二(m物为2千克)
①分析比较实验序号1、6或2、7或3、8或4、9或5、10的数据可以得出:用大小相同的力沿水平方向拉着质量不同的物体沿直线运动,所用时间相同,质量越小,速度变化量越大.
②分析比较实验序号1、2与3或6、7与8的数据可以得出:用相同大小的力沿水平方向拉着同一物体沿直线运动,速度变化量与所用时间成正比.
③分析比较实验序号3、4与5或8、9与10的数据可以得出:沿水平方向拉着同一物体沿直线运动相同时间,速度变化量与拉力大小成正比.
④为了进一步研究速度的变化量△v和这些因素的数量关系,小红计算了速度的变化量△v和所用的时间t的比值$\frac{△v}{t}$,并将结果分别记录在表一和表二的最后一列中.请将表一和表二的第五列数据填写完整.2、2、2、4、6;1、1、1、2、3
然后小红进一步分析了$\frac{△v}{t}$与物体的质量m、受到的拉力F的关系,可以得出:速度变化量与时间的比值等于拉力与质量的比值.
表一(m物为1千克)
| 实验 序号 | 拉力F (牛) | 时间t (秒) | 速度变化量 △v(米/秒) | △v/t (米/秒2) |
| 1 | 2 | 1 | 2 | |
| 2 | 2 | 2 | 4 | |
| 3 | 2 | 3 | 6 | |
| 4 | 4 | 3 | 12 | |
| 5 | 6 | 3 | 18 |
| 实验 序号 | 拉力F (牛) | 时间t (秒) | 速度变化量 △v(米/秒) | △v/t (米/秒2) |
| 6 | 2 | 1 | 1 | |
| 7 | 2 | 2 | 2 | |
| 8 | 2 | 3 | 3 | |
| 9 | 4 | 3 | 6 | |
| 10 | 6 | 3 | 9 |
②分析比较实验序号1、2与3或6、7与8的数据可以得出:用相同大小的力沿水平方向拉着同一物体沿直线运动,速度变化量与所用时间成正比.
③分析比较实验序号3、4与5或8、9与10的数据可以得出:沿水平方向拉着同一物体沿直线运动相同时间,速度变化量与拉力大小成正比.
④为了进一步研究速度的变化量△v和这些因素的数量关系,小红计算了速度的变化量△v和所用的时间t的比值$\frac{△v}{t}$,并将结果分别记录在表一和表二的最后一列中.请将表一和表二的第五列数据填写完整.2、2、2、4、6;1、1、1、2、3
然后小红进一步分析了$\frac{△v}{t}$与物体的质量m、受到的拉力F的关系,可以得出:速度变化量与时间的比值等于拉力与质量的比值.