(1)实验过程中,通过观察被压物体的_____来反映压力的作用效果,这种科学探究的方法称为_____(选填“转换法”或“等效替代法”)。
(2)比较图中C、D、E三次实验,可得出结论:当受力面积相等时,压力越_____(选填“大”或“小”),压力的作用效果越明显。
(3)要探究压力的作用效果与受力面积的关系,可以选用图中_____两次实验,可得出结论:当压力大小相等时,受力面积越_____(选填“大”或“小”),压力的作用效果越明显。
(4)我们不能通过分析图中A、B两次实验现象得出压力作用效果与压力大小的关系,理由是没有_____相同。
【答案】 (1). 形变程度 (2). 转换法 (3). 大 (4). B、C (5). 小 (6). 控制受压面的材料 【解析】
【详解】(1)实验中,通过观察被压物体的形变程度来比较压力作用效果的,这是转换法的运用。 (2)比较图中C、D、E三次实验可知,受力面积相同,而压力不同,故可得出结论:当受力面积相等时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)要探究压力的作用效果与受力面积的关系,应控制压力大小相同,故可以选用图中B、C两次实验,可得出结论:当压力大小相等时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(4)图中A、B两次实验一个放在砖块上,一个放在海绵上,没有控制受压面的材料相同,因此,我们不能通过分析图中A、B两次实验现象得出压力作用效果与压力大小的关系。
24.为了探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”,小明选用同一正方体木块在水平面上做了如图所示的三次实验。
(1)为了使拉力与摩擦力相等,他使用弹簧测力计水平拉着木块做_____运动。
(2)图甲、乙两次实验表明:当接触面粗糙程度相同时,压力越_____(选填“大”或“小”),滑动摩擦
力越大。
(3)图_____两次实验表明:当压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越_____(选填“大”或“小”)。 (4)随后,小明在原有数据及结论的基础上对实验做出进一步探究:
①在图甲所示实验中,从静止开始拉动木块直到木块匀速滑动,水平拉力F随时间t变化的关系如图丁所示。若用2.9N的拉力使木块保持静止时,木块所受摩擦力大小为_____N;若用2.9N的拉力拉木块做变速运动时,木块所受摩擦力大小为_____N。
②在图乙所示实验中,若用4.5N的力拉着木块和砝码一起向右做加速运动,则木板对木块的滑动摩擦力为_____N。
③在图丙所示实验中,他发现弹簧测力计的示数不容易稳定,可能的原因是_____(选填字母) A.毛巾的长度太长 B.毛巾表面的粗糙程度不均匀 C.木块相对于毛巾的速度太大
【答案】 (1). 匀速直线 (2). 大 (3). 甲丙 (4). 大 (5). 2.9 (6). 2.8 (7). 3.4 (8). B 【解析】
【详解】(1)只有使用弹簧测力计水平拉着木块做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡,拉力大小才等于摩擦力的大小。
(2)图甲、乙两次实验表明,接触面粗糙程度相同,乙中压力大,测力计示数也大,故当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)研究摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系时,要控制压力大小相同,图甲丙两次实验中,丙中接触面更粗糙,测力计示数更大,表明:当压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(4)①在图甲所示实验中,从静止开始拉动木块直到木块匀速滑动,水平拉力F随时间t变化的关系如图丁所示。若用2.9N的拉力使木块保持静止时,根据二力平衡,木块所受摩擦力大小为2.9N;若用2.9N的拉力拉木块做变速运动时,由图知,受到的摩擦力为2.8N,因影响摩擦力的两个因素不变,故木块所受摩擦力大小为2.8N。
②在图乙所示实验中,测力计分度值为0.2N,测力计示数为3.4N,即木块受到的摩擦力大小为3.4N,因影响摩擦力大小的两个因素不变,故加速运动时,摩擦力仍为3.4N,根据力的相互性,若用4.5N的力拉着木块和砝码一起向右做加速运动,则木板对木块的滑动摩擦力为3.4N。
③在图丙所示实验中,他发现弹簧测力计的示数不容易稳定,即摩擦力大小不同,因压力大小不变,根据影响摩擦力大小的因素,可能的原因是毛巾表面的粗糙程度不均匀,选B。
25.在“探究影响液体压强大小的因素“实验中,小强做了如图1中甲、乙、丙所示的三次实验。
(1)U形管压强计是通过U形管中两液面的_____来反映橡皮膜所受压强大小的,将橡皮膜置于空气中,U形管两边的液面应该_____。用手指按压橡皮膜,发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置_____(选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)图1中甲、乙实验表明:当液体深度相同时,液体压强与液体的_____有关;图乙、丙实验表明:同种液体,深度越小,液体压强越_____。
(3)细心的小强发现,当金属盒的橡皮膜置于水面下较浅处时,U形管内两液面无高度差而无法反映出压强大小,其原因可能是_____。
(4)他结合液体压强的知识,设计了一个测量盐水密度的方案,请你将以下实验步骤补充完整: ①如图2中A所示,用细线和橡皮膜把玻璃管一端扎紧,向管内倒入适量的水,用刻度尺测出水面到下管口的距离记为h1。
②如图2中B所示,在烧杯中装入适量的盐水,将玻璃管缓慢浸入其中,直至_____,用刻度尺测出盐水面到下管口的距离记为h2。 ③盐水的密度表达式:ρ
盐水
=_____(利用ρ
水
、h1、h2等表示)。
④按照图2所示实验过程,所测盐水的密度偏_____(选填“大”或“小”)。
【答案】 (1). 高度差 (2). 相平 (3). 不漏气 (4). 密度 (5). 小 (6). 压强计的密封性不好 (7). 橡皮膜水平为止 (8). 【解析】
【详解】(1)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的;将橡皮膜置于空气中,U形管两边的液面应该相平;用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气; (2)如图中甲、乙实验表明:当液体深度相同时,液体压强与液体的密度有关;图乙、丙实验表明:同种液体,深度越小,液体压强越小;
(3)由题意可知,当用手指无论轻压还是重压橡皮膜时,发现U形管两边液面的高度差不大,出现这种情况可能的原因是:压强计的密封性不好(压强计金属盒软管损坏等)。
(4)他结合液体压强的知识,设计了一个测量盐水密度的方案,请你将以下实验步骤补充完整:①如图中
(9). 小
A所示,用细线和橡皮膜把玻璃管一端扎紧,向管内倒入适量的水,用刻度尺测出水面到下管口的距离记为h1。②如图中B所示,在烧杯中装入适量的盐水,将玻璃管缓慢浸入其中,直至 橡皮膜水平为止,用刻度尺测出盐水面到下管口的距离记为h2。③因为橡皮水平,说明盐水与水产生的压强相等,即:ρ盐水gh2=ρ水gh1,得:ρ盐水=ρ水;盐水的密度表达式:ρ盐水=ρ水;
④橡皮膜发生形变,造成测量的水深度即h1变小,故密度的测量值偏小。
四、论述与计算题:解答应写出必要的文字说明、解答步骤和公式,只写出最后答案的不能得分
26.校车安全,重中之重!如图是现行版校车,采用了多方位的安全设计,切实保护学生安全。该校车用15min将学生送到距离发车点10km的学校,已知校车的质量为5000kg,当校车在水平路面上匀速直线行驶,校车所受阻力是其车重的0.1倍。求:
(1)校车的平均速度;
(2)校车匀速行驶时受到的牵引力。 【答案】(1)40km/h;(2)5000N 【解析】
【详解】(1)校车的平均速度: v==
=40km/h;
(2)因为校车匀速直线行驶,处于平衡状态,所以校车受到的牵引力: F=f=0.1G=0.1mg=0.1×5000kg×10N/kg=5000N。