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日常生活中存在这样的现象:飞机、轮船、汽车等交通工具运行时,受到空气阻力;人在水中游泳、船在水中行驶时,受到水的阻力;百米赛跑时,奔跑得越快,我们感到风的阻力越大。这是什么原因呢?
查阅相关资料得知:物体在流体中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫做流体阻力。流体阻力大小跟相对运动速度大小有关,速度越大,阻力越大;跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大;跟物体的形状有关,头圆尾尖(这种形状通常叫做流线型)的物体受到的阻力较小。物体从高空由静止下落,速度会越来越大,所受阻力也越来越大,下落一段距离后,当阻力大到与重力相等时,将以某一速度作匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度。某研究小组做了“空气对球形物体阻力大小与球的半径和速度的关系”的实验,测量数据见下表。(g取1 0 N/kg)
(1)下列 实验,可以验证“流体阻力大小与横截面积有关”
A.比较纸锥下落的快慢 |
B.研究气泡的运动规律 |
C.探究浮力大小与哪些因素有关 |
D.探究阻力对物体运动的影响 |
(2)1号小球受到空气阻力最大时的速度为 m/s,此时空气阻力为 ,依据 原理。
(3)半径相同的小球,质量 (大/小)的收尾速度大。
(4)对于3号小球,当速度为20 m/s时,空气阻力 (大于/等于/小于)重力。
(5)轿车的外形常做成 ,目的是 ;在座位的靠背上安装“头枕”可防轿车被 (前面/后面)的车撞击时对乘者的伤害。
(6)为提高游泳成绩,请从泳姿或泳装方面,给运动员提一条合理化建议: 。
在探究液体压强的实验中,进行了如图所示的操作:
(1)实验中,探究液体压强的工具是。
(2)由丙、丁两图进行实验对比,得出液体压强与盛液体的容器形状(选填“有关”或“无关”)。
(3)甲、乙两图是探究液体压强与的关系,结论是:。
(4)要探究液体压强与密度的关系,应选用两图进行对比。
(5)在图乙中,固定金属盒的橡皮膜在水中的深度,使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位时,两玻璃管中液面高度差不变,说明了在液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强大小。
如图所示是“探究不同物质吸热能力”的实验,将质量相等的煤油和水分别装在两个相同的烧杯中,并测出煤油和水的初温,然后用两个相同的酒精灯加热,每隔2min记录一次温度。实验记录如下表所示:
(1)实验中选用相同的酒精灯加热,可以认为相同时间内水和煤油相同。
(2)由记录表可知,对于质量相等的煤油和水:吸收相等热量,升温较快的是;若使两者升高相同的温度,则吸收的热量较多。由此得出物质的吸热能力与物质的种类有关。
下面是文奇和包博等同学进行的电学实验:
(1)文奇为了探究通过导体的电流跟电阻的关系,设计了如图甲所示的电路。
①请用笔画代替导线完成图甲电路的连接;
②文奇看到了邻组同学在闭合开关后,电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧,原因是电流表;
③如果文奇连接电路时接入的电阻为5Ω,控制电阻两端的电压为2V,那么将5Ω的电阻换成10Ω的电阻时,应将滑动变阻器的滑片向端调节,使电压表示数为V;把10Ω的电阻换成20Ω的电阻,无论怎样调节滑片都无法使电压表示数调到控制值,说明她选择的滑动变阻器;
④更换器材后,重新实验,将数据记录在表格中,分析实验数据可得出:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成比。
(2)包博将电阻换成标有“2.5V”字样的小灯泡,测量其不同电压下的电功率。
①正确连接电路,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表有示数,电流表指针几乎不动,产生这种现象的原因是;
②排除故障,继续实验,如图乙所示是某次实验电流表的示数为A。最后根据实验数据画出I﹣U图象(如图丙),根据图象求出小灯泡正常发光时的功率为W;
③通过分析I﹣U图象,发现小灯泡的电阻随电压升高逐渐变大,其原因是。
(3)完成上述实验后,包博又重新设计了电路(如图丁),测量另一个小灯泡的额定功率,这个小灯泡正常工作的电流为I1。请完成实验步骤(已知电源电压为U)。
①只闭合开关S1,移动滑动变阻器R2的滑片,使电流表示数为;
②只闭合开关S2,保持滑动变阻器R2的滑片位置不变,,使电流表示数为I1;再将滑动变阻器R2的滑片调到最左端,读出电流表的示数为I2;
③则小灯泡的额定功率表达式为P额=。
景宣同学想用天平和量筒测量家中新买的马铃薯的密度.
(1)在天平调节过程中发现指针指向分度盘的左侧,应将平衡螺母向端调节,使横梁平衡。
(2)从马铃薯上取下一块,用调节好的天平称其质量,右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示,则这块马铃薯的质量是g。
(3)景宣同学在量筒中装入适量的水,再用细线吊着马铃薯块,使马铃薯块浸没在水中,两次量筒中的液面位置如图乙、丙所示,则马铃薯块的体积为cm3,密度为g/cm3。
(4)如果先测出水和马铃薯块的总体积,再取出马铃薯块,读出量筒中水的体积,这样算出马铃薯块的体积后,求得的密度与真实值相比偏。
(5)马铃薯块由接触水面到如图丙所示位置的过程,所受浮力如何变化?。
下面是凯唯同学做的两个力学探究实验。
(1)他的家帮妈妈和面时,发现碗在面粉上压出痕迹,为此他想探究压力作用效果与哪些因素有关。
①在同一个碗中装入不同量的水时,发现水越多,碗底在面粉上形成的压痕越深,于是他得出:当受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越;
②他再把不同型号的空碗(底面积不同)分别放在面粉上,发现产生的压痕深浅相同,为此他又得出结论:压力的作用效果与受力面积无关。他这样操作得出结论是否正确?,理由是:。
(2)如图所示为凯唯同学探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置。
①每次小车从斜面同一高度自由滑下是为了使小车到达水平面的相同;
②在水面桌面上分别铺上棉布、木板的目的是改变小车所受的大小;
③实验时发现小车在你棉布表面运动速度减小得较快,在木板上运动速度减小得较慢,设想小车在绝对光滑的木板上运动,它的速度将。