某教师用“试管爬升”实验验证大气压的存在,其做法如下:取两个直径相差很小的平底试管,将细试管底部插入装满水的粗试管内,再将两试管迅速倒置(保持竖直),会看到细试管慢慢“爬进”粗试管里,如图所示.细试管能否在粗试管内竖直向上“爬升”,取决于开始时细试管插入粗试管内的深度,如果插入过浅细试管就不能自动上升.
若细试管的重为G,外直径为d,水的密度为ρ0,大气压强为p0,请你通过推导计算,回答下列问题:
(1)细试管在“爬升”时,受到大气对它竖直向上的压力是多少?
(2)细试管开始插入的深度h0满足什么条件时,它刚好可以向上“爬升”.
下表是小华在探究“重力的大小跟什么因素有关”的实验中得到的实验数据.
测量对象 |
质量m/kg |
重力G/N |
比值g/(N·kg-1) |
物体1 |
0.1 |
0.98 |
9.8 |
物体2 |
0.2 |
1.96 |
9.8 |
物体3 |
0.3 |
2.94 |
9.8 |
(1)实验中,需要的测量工具是________和________.
(2)分析表中数据,可以得出的结论是:________.
(3)在通常情况下,我们将g值取为9.8N/kg.但经过精确测量,发现在某些不同的地理位置,g值存在着微小差异.下表列出了一些城市和地区的g值大小.
地点 |
赤道 |
广州 |
武汉 |
上海 |
北京 |
纽约 |
莫斯科 |
北极 |
g值大小 |
9.780 |
9.788 |
9.794 |
9.794 |
9.801 |
9.803 |
9.816 |
9.832 |
地理纬度 |
0° |
23°06′ |
30°33′ |
31°12′ |
39°56′ |
40°40′ |
55°45′ |
90° |
根据表中提供的信息,回答下列问题:
①g值相同的城市是:________.
②造成g值不同的原因可能是:________.
③我国与许多国家之间的贸易往来频繁,在这些往来的货物运输中,发货单上所标示的“货物重量”,实质上应该是货物的________.
小华在课外探究弹簧的长度跟外力的变化关系时,利用如图实验装置记录了相应的实验数据如下表所示:
钩码质量/g |
0 |
50 |
100 |
150 |
指针位置/cm |
2 |
3 |
4 |
5 |
钩码质量/g |
200 |
250 |
300 |
400 |
指针位置/cm |
6 |
7 |
8 |
8 |
(1)这项研究在实际中的应用是________________.
(2)分析实验数据,你可得到结论:________________________________________________.
(3)小华根据数据作了如图所示的三个图象,其中正确的是________.
阅读短文,回答问题.
无处不在的弹簧
弹簧在生活中随处可见,它在不同的领域发挥着重要作用.
弹簧的特点就是在拉伸或压缩时都要产生反抗外力作用的弹力,而且形变越大,产生的弹力越大;一旦外力消失,形变也消失.物理学家胡克研究得出结论:在弹性限度内,弹簧的形变量与它受到的拉力(或压力)成正比.
弹簧具有测量功能、紧压功能、复位功能和缓冲功能,以及储存能量的功能.弹簧在生产和生活中有许多应用,例如:制作弹簧测力计、钢笔套上的夹片、机械钟表的发条等.
(1)弹簧被拉伸或压缩时都产生反抗外力作用的弹力,这说明________.
(2)胡克的结论是________.
(3)下表是小明研究弹簧长度与所受拉力大小关系时记录数据的表格,空格中的数据是________.
钩码重/N |
0 |
0.5 |
1.0 |
2.0 |
2.5 |
|
弹簧长度/cm |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
(4)举一个生活中应用弹簧的实例:________.(短文中实例除外)
为了研究受到拉力时弹簧长度的增加量与弹簧自身因素的关系,小华同学选用弹簧A、B、C、D和测力计进行实验.已知弹簧A、C由同种金属丝绕制而成,弹簧B、D由另一种金属丝绕制而成.A、B原来的长度均为L0,C、D原来的长度均为L0′,且A、B、C、D的横截面均相同.他将弹簧A、B、C、D的左端固定,并分别用水平向右的力通过测力计拉伸弹簧,它们的长度各自增加了ΔL1、ΔL2、ΔL3和ΔL4,如图(a)、(b)、(c)、(d)所示.请仔细观察实验现象,归纳得出初步结论.
(1)分析比较图(a)和(b)或(c)和(d)中的测力计示数、弹簧长度的增加量以及相关条件,可得:________.
(2)分析比较图(a)和(c)或(b)和(d)中的测力计示数、弹簧长度的增加量以及相关条件,可得:________.
现有弹簧、钩码、直尺、指针等器材,小华要自制一个弹簧测力计,他首先测出弹簧的长度L0=2.10cm,然后在弹簧的下端挂上不同的钩码,测出弹簧的长度L,算出比原长L0伸长的量ΔL(ΔL=L-L0),测量的数据如下表所示:
拉力F/N |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
长度L/cm |
2.50 |
2.90 |
3.30 |
3.70 |
4.10 |
4.50 |
4.90 |
伸长量ΔL/cm |
0.40 |
0.80 |
1.20 |
1.60 |
2.00 |
2.40 |
2.80 |
(1)从上表中的数据可以看出拉力F和弹簧伸长量ΔL的关系为:________.
(2)小华继续做实验,得到的数据如下表所示:
拉力F/N |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
长度L/cm |
5.30 |
5.70 |
6.10 |
6.60 |
7.30 |
伸长量ΔL/cm |
3.20 |
3.60 |
4.00 |
4.50 |
5.20 |
从上表所示的数据可以看出,拉力达到________N时,拉力和弹簧伸长量的关系就改变了.因此,弹簧测力计的测量范围只能达到________N.