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在一次太空知识讲座中,老师让同学们做一个实验:用弹簧测力计竖直悬挂一个重物,分别...

在一次太空知识讲座中,老师让同学们做一个实验:用弹簧测力计竖直悬挂一个重物,分别使重物处于静止和匀速下降,再让其加速下降.同学们发现,重物在静止和匀速下降时,弹簧测力计的示数相同――就等于物体所受的重力;而加速下降时,却看到弹簧测力计的示数明显减小,好像物体的重力突然间减小了.

老师解释说:“这在物理学上称为失重现象,失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象.如当人们乘电梯加速下降时,人对电梯地面压力就小于人受到的重力”.小勇在老师指导下到电梯内做失重实验,如图甲.他将一个体重秤放在电梯水平地面上,然后站上秤台.如图乙所示.在电梯向下运动的过程中,他记录下体重秤在不同时间段的示数及对应的时间,描绘出了体重秤的示数随时间t的变化图象如图丙所示.已知小勇的实际质量为60kg.(g取10N/kg)

(1)求电梯静止时,小勇对秤台的压力.

(2)若电梯在10s内下降的距离为18m,求电梯这段运动时间内的平均速度.

(3)根据图丙分析,小勇在哪段时间内处于失重状态?并求此时他对秤台的压力.

(4)若下降中体重秤示数为零,即说明他对体重秤压力为零,我们称这种现象为完全失重.如果物体所受合力的大小与物体质量关系为F=ma,其中a称为加速度,单位为N/kg.请计算小勇完全失重时加速度a的大小.

 

(1)600N(2)1.8m/s(3)450N(4)10N/kg 【解析】(1)小勇对秤台的压力F=G=mg=60kg×10N/kg=600N; (2)v=s/t=18m/10s=1.8m/s; (3)已知小勇的实际质量为60kg.由图象可知,在0~t1 阶段,小勇的质量为45kg,此时处于失重状态,失重并不是失去重量了,而是物体对支持物的压力小于物体所受重力的现象,完全失重状态并不是物体失去了重量,而是外界物体对物体的支持力为零,对秤台的压力等于其重力,F′=G′=m′g=45kg×10N/kg=450N; (4)F合 =G-FN ,∵小勇完全失重,∴FN =0, ∴F合 =G=ma,a=G/m=600N/60kg=10N/kg  
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考点分析:
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图甲为小刚和小强对“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”这一问题提出猜想时的情景。为了验证他们的猜想,他们找来了量程合适的测力计一个、长木板一块、质量相同的长方体木块和塑料块各一块。

  

(1)要验证他们的猜想,首先要解决的问题是如何测量滑动摩擦力。他们经过讨论一致认为:要准确地测出物体与长木板之间滑动摩擦力的大小,必须用弹簧测力计拉着物体,使它沿水平长木板_______滑动。

(2)他们通过用乙、丙所示的实验,可得出的结论是:在保持________一定时,________越大,滑动摩擦力就越大。

(3)小强对小刚说:“我只要用丙中的器材再做一次实验,就能验证我的猜想。”小强的做法是_______,重新做一次实验。

(4)小刚和小强都感到实验中弹簧测力计读数有一定的困难。经过思考小刚提出,如果按图丁来改进实验装置,实验效果会显著改善,请写出这样改进的好处:___________________________________

 

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利用如图所示器材“探究二力平衡的条件”。

(1)将卡片上的两根线跨放在支架的滑轮上,并在两个线端分别挂上钩码,使作用在卡片上的两个拉力方向相反,且在一条直线上。当卡片平衡时,从钩码质量看,卡片两边所受的拉力___________

(2)为观察不在同一直线上的两个力是否能平衡,可用手将卡片___________(选填“旋转”或“翻转”),释放时观察到的现象是_____________________________________

(3)在卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,并观察随之发生的现象。由此可以得到二力平衡的又一个条件是_____________________

(4)该实验在选择卡片时,选用较轻卡片的目的是_______________

 

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小明利用如图所示的装置,探究在水平面上阻力对物体运动的影响,进行如下操作:

a.如图甲,将毛巾铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。

b.如图乙,取下毛巾,将棉布铺在斜面和木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。

c.如图丙,取下棉布,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。

请针对以上操作回答下列问题:

(1)以上操作中错误的一次是__________(填“a”“b”或“c”)。

(2)对比两次正确实验操作能说明:小车受到的阻力越小,通过的距离越__________(选填“大”或“小”)。

(3)纠正错误后,多次实验进行分析,并进一步推测:在水平面上滑行的小车,如果受到的阻力为零,它将做__________运动。

(4)为了得出科学的结论,三次实验中小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑,这样做的目的是:使小车到达底端水平面时_______________

(5)在水平面滑行的小车受到的重力和小车对水平面的压力______(填“是”或“不是”)一对平衡力。

(6)上述所有探究实验中用到的科学研究方法有__________(只要求写出一种即可)。

(7)在大量类似实验基础上,牛顿等科学家经过进一步推理而概括出了著名的牛顿第一定律,它是人们公认的物理学基本定律之一,在实际生活中有着广泛的应用。

一架在空中水平向右匀速直线飞行的飞机上,自由落下了一颗炸弹。下列给出了几种炸弹落地前与飞机位置关系的情形,如图所示。请你认真分析后作出正确的选择:

①不计空气对炸弹的阻力,炸弹与飞机的位置关系为________图。

②实际上,由于空气阻力的存在,炸弹与飞机的位置关系为________图。

 

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某实验小组的同学对A、B两根长度相同粗细不同的橡皮筋进行研究,并做成橡皮筋测力计。将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码(如图甲所示),记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长是量△x,根据多组测量数据作出的图线如图乙所示。

(1)当在两根橡皮筋上都悬挂重力为8N的物体时,橡皮筋A的伸长量为_________cm,橡皮筋B的伸长量为_________cm。

(2)分别用这两根橡皮筋制成的测力计代替弹簧测力计,则用橡皮筋_____制成的测力计量程大,用橡皮筋_________制成的测力计测量的精确程度高(均填“A”或“B”)。

(3)将与本实验中相同的两根细橡皮筋并联起来代替弹簧测力计,能够测量力的最大值为______N。

 

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地球附近物体都要受到重力,小考同学认为物体的重力大小与物体的质量有关,他用天平、钩码、弹簧测力计进行了探究。

(1)根据表格中的数据,你________(选填“同意”或“不同意”)物体的重力大小与物体的质量有关,依据是_________________________________________

(2)如图甲是他第2次测量中弹簧测力计的读数,该测力计的量程是________N,分度值是________N,此时测力计的示数是________N,并在图乙中作出重力随质量变化的图像。

(3)由图像可知:物体的重力跟物体的质量成__________

(4)若干年后,小考在我国建成的太空站工作时,你认为他用同样的器材__________(选填“能”或“不能”)完成该探究。

 

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