“低头族”长时间低头看手机,会引起颈部肌肉损伤.当头颅为竖直状态时,颈部肌肉的拉力为零,当头颅低下时,颈部肌肉会产生一定的拉力.为了研究颈部肌肉的拉力与低头角度大小的关系,我们可以建立一个头颅模型来模拟实验.如图甲所示,把人的颈椎简化成一个支点O,用1kg的头颅模型在重力作用下绕着这个支点O转动,A点为头颅模型的重心,B点为肌肉拉力的作用点.将细线的一端固定在B点,用弹簧测力计拉着细线模拟测量肌肉的拉力,头颅模型在转动过程中,细线拉力的方向始终垂直于OB,如图乙所示,让头颅模型从竖直状态开始转动,通过实验记录出低头角度θ及细线拉力F的数据,如表:
低头角度θ/° | 0 | 15 | 30 | 45 | 60 |
细线拉力F/N | 0 | 7.3 | 14.0 | 20.2 | 25.0 |
(1)设头颅质量为8kg,当低头角度为60°时,颈部肌肉实际承受的拉力是 N.
(2)在图乙中画出细线拉力的示意图.
(3)请解释:为什么低头角度越大,颈部肌肉的拉力会越大?答 .
(4)请你就预防和延缓颈椎损伤提出一个合理化的建议: .
为探究“动能大小的影响因素”,科学小组利用斜面、钢球、木块等器材开展了如图所示的活动.
(1)实验中通过比较木块 来判断钢球动能的大小.
(2)在图甲和图丙中,用质量不同的两个钢球从斜面上相同高度自由滚下,目的是使钢球撞击木块时的 相同;比较甲、乙两图,得到的结论是 .
(3)由实验中钢球撞击木块做功,同学们联想到汽车撞击行人出现交通事故的情景,并猜想到交通事故的危害程度与“超载”、“超速”有关.进一步探究,获得了表格内的数据:
实验序号 | 小球的质量m/g | 小球自由滚下的高度h/cm | 木块被撞后运动的距离s/m |
甲 | 20 | 20 | 16 |
乙 | 20 | 10 | 4 |
丙 | 40 | 20 | 32 |
分析表格内的数据可知,利用甲、丙两次实验可验证危害程度与 有关(选填“超载”或“超速”);在质量和速度两个因素中,对动能影响较大的因素是 ,理由是 .
在探究“滑轮组机械效率”时,小强利用两组滑轮组进行了4次测量,用一个动滑轮和一个定滑轮测得前3组数据,用两个动滑轮和两个定滑轮测得第4组数据,如下表:
实验次数 | 物重G物/N | 动滑轮重G动/N | 钩码上升的高度h/m | 动力F/N | 动力作用点移动的距离s/m | 滑轮组的机械效率η/% |
1 | 1 | 0.5 | 0.1 | 0.7 | 0.3 | 47.6 |
2 | 2 | 0.5 | 0.1 | 1.1 | 0.3 | 60.6 |
3 | 4 | 0.5 | 0.1 | 2 | 0.3 |
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4 | 4 | 1 | 0.1 | 0.5 | 50.0 |
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(1)根据表中前3次实验数据,画出甲图中滑轮组的绕绳方法.
(2)在实验中,测量绳端拉力F时,应尽量 匀速向上拉动弹簧测力计,读出乙图中弹簧测力计的示数为 N,第3次实验时滑轮组的机械效率为 .
(3)由表中第 组数据可知,同一滑轮组的机械效率与物重有关.
(4)由表中第3、4组数据可知,滑轮组的机械效率与摩擦和 有关,请计算出第3组实验中克服摩擦所做的额外功 J.
为了探究“铅笔芯的电阻随温度的变化规律”,小明设计了如图电路,电源电压恒定,R0为定值电阻.
(1)在本实验中电阻R0的作用是 ;
(2)小明检查电路后认为电路设计存在问题,实验过程中没有保持铅笔芯两端的电压相同,无法判断其电阻变化.小明的观点是否正确,理由是 ;
(3)闭合开关后用酒精灯对铅笔芯进行加热,每隔10秒记录一次电流值,实验测得的数据如下表所示:
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
电流/A | 0.16 | 0.19 | 0.21 | 0.22 |
由此可以得出:铅笔芯的电阻随温度的升高而 .
用笔画代替导线完成图中电路的实物连接.要求:两灯并联,开关控制整个电路,电流表测量通过L1、L2的总电流,导线不能交叉.
为使轻质杠杆AB在如图所示位置静止,请你在杠杆上画出所施加最小动力Fl的示意图,并作出阻力F2的力臂.