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一辆总重为G(N)的小轿车,沿ABCD路线从A处到达D处,CD段与AB段高度差为...

一辆总重为G(N)的小轿车,沿ABCD路线从A处到达D处,CD段与AB段高度差为h(m),如图19-甲所示.在整个过程中,汽车以恒定速度v(m/s)运动,在t=0时经过A处,t1时经过B处,t2时经过C处,汽车牵引力的功率P随时间变化的关系可简化为图19-乙所示(G、h、v、P1、P2、t1和t2均为已知量)。试回答以下问题:

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①汽车在AB段和BC段运动时,比较牵引力的大小:FAB       FBC(选填:>、<或=);②汽车沿斜坡BC段运动时,牵引力所做的功为       (请用已知量表示)。

 

①<;  ② P2(t2-t1)  ; 【解析】将W=FS代入功率公式P=W/t可得:P=FS/t,然后将速度公式的变形式s=vt代入P= FS/t可得:P=Fv, 因为汽车做的是匀速运动,则v1=v2, 由图可知,P2<P1, 所以FAB<FBC; (3)汽车沿斜坡BC段运动时的功率为P1,运动的时间为(t2-t1), 则汽车沿斜坡BC段运动时牵引力所做的功为:WBC=P1(t2-t1).
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考点分析:
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如图所示,是某研究小组进行“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置示意图。实验中采用的器材有:斜面、金属球、木块、刻度尺等。

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(1)实验中是通过观察           来比较金属球对木块做功的多少,从而判断金属球动能的大小。要进一步研究物体的动能跟质量的关系,就要改变物体的质量,同时控制速度不变。具体办法是:换用           ,并让它们从            沿斜面静止滑下。

(2)某同学利用上述实验装置探究“物体的动能大小与质量”的关系,它将不同质量的小球从斜面上由静止自由滑下,实验记录数据如下:

钢球的质量m/g

0.1

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

木块滑行距离S/m

0.12

0.10

0.12

0.12

0.11

0.13

0.12

根据以上实验数据,该同学得出“物体的动能大小与质量无关”,你认为实验结论与物理事实是否相符?       (选填:相符或不相符);你认为出现此实验现象的主要原因是            

(3)质量和速度对物体动能的影响谁较大呢?某兴趣小组进一步借助速度传感器和其他仪器得出了以下两组数据: 

表一(钢球撞击时速度为v=8cm/s)

 

表二(钢球质量为m:100g

序号

钢球质量m/g

木块滑行距离S/cm

 

序号

钢球撞击速度v/cm.s-1

木块滑行距离S/cm

1

100

10

 

1

8

10

2

200

20

 

2

16

40

3

300

30

 

3

24

90

分析以上数据,可以确定       对物体的动能影响较大,判断依据是         

 

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在升国旗时,小红感到向下拉绳子所用的力,要此直接提起国旗所用的力大很多。她想到,升国旗采用的定滑轮机械效率是不是很低呢?她用了一个量程合适的弹簧测力计,测出了定滑轮的机械效率。小红的实验步骤如下,请你把步骤填写完整:

①用弹簧测力计测出国旗受到的重力G;

②用弹簧测力计         向下匀速拉动绳子,读出弹簧测力计示数F;

③定滑轮的机械效率表达式η=             

 

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(1)如图甲,密度均匀的直杆AB,自重为G1,AB的一部分伸出桌外。当B端挂物重为G2的物体时,杆刚刚开始翘起(O为直杆刚翘起时,杆与桌面边缘的接触点)。若G2对绳子产生的拉力为动力,则请画出杆AB所受阻力F的力臂l2

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(2)小明同学测定了一个滑轮组的机械效率,得到以下数据:

次数

钓码质量

(g)

钩码上升

h(m)

弹簧秤

示数(N)

弹簧秤拉动

的距离(m)

1

100

0.15

0.5

0.45

2

200

0.30

0.9

0.90

根据小明实验数据,请在图17-乙的空白虚线框内画出使用滑轮个数最少的方案。

 

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如图示,某小组研究“杠杆的平衡条件”,器材:有刻度的杠杆、若干个相同的钩码、弹簧测力计等,O为杠杆的支点。

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①实验前,应先调节杠杆在      位置平衡。这样做,除了可以消除自身的重力影响,还可以方便地测量或读出      。调节时,如发现杠杆左端偏高,应如何操作:                          

②某实验小组记录两组数据如下: 

实验序号

动力F1/N

动力臂l1/cm

阻力F2/N

阻力臂l2/cm

1

2

20

1

10

2

1

8

2

4

根据分析,这组数据中,实验序号为       (选填:“1”或“2”)的一组肯定有错误。检查发现是测量动力臂时读错了,动力臂的实际值比记录值      (选填:大或小)。

③如图所示,弹簧测力计在C处由竖直向上逐渐向右倾斜拉动杠杆,仍使杠杆在水平位置保持平衡,则弹簧测力计的示数将       (选填:变大、变小或保持不变),其原因是             

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④若某次实验采取如图所示的方式悬挂钩码,杠杆也能在水平位置保持平衡(杠杆上每格等距),但老师往往提醒大家不要采用这种方式,这主要是以下哪种原因     (选填字母)。

A.一个人无法独立操作     B.需要使用太多的钩码

C.力臂与杠杆不重合       D.力和力臂数目过多

⑤如图所示,实验小组选用长1.6m、粗细均匀的一只金属杆,绕O点在竖直平面内自由转动,同时将一个“拉力——位移传感器”竖直作用在杆上,并使杠杆在水平位置始终保持平衡。该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图所示。由图可知金属杆重       N。

 

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在学习势能知识时,小明同学猜想物体的重力势能的大小可能与以下三个因素有关:物体高度、物体质量大小、物体所处地理位置。为了证明自己的猜想,他对“重力势能大小与物体高度之间关系”进行了探究。小明把橡皮泥平铺在水平面上,让同一个金属球从不同高度自由下落,记录结果如表所示:

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①小明同学依据               判断金属球重力势能的大小;

②通过分析实验数据和现象,可以得出的实验结论是                    

③若想进一步探究“物体质量大小是否影响重力势能大小”,你认为实验方案设计中,应控制           保持不变。

 

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