如图1示，钢梁向下弯曲偏离水平位置的距离h叫下垂量。小亮猜想-优题课

一台起重机在 $10 s$ 内将重为 $3600 N$ 的货物匀速提高了 $4 m$ ，起重机做的有用功是　 $1.44 \times 10^{4} J$ 　。若起重机做的额外功是 $9600 J$ ，则机械效率是　　，起重机的总功率是　　 $W$ 。

如图1示，电源电压恒定，滑动变阻器的规格为“ $30 Ω 1 A$ ”，在 $AB$ 间接入规格为“ $12 V 12 W$ ”的灯泡，闭合开关，当变阻器的五分之一阻值连入电路时，灯泡正常发光。

（1）求灯泡正常工作时通过的电流和电源电压。

（2） $R_{0}$ 是如图2示的 $R_{a}$ 和 $R_{b}$ 之间任意取值的电阻，当在 $AB$ 间接入电阻 $R_{0}$ 后，闭合开关，在保证电路安全的情况下，将滑片 $P$ 从最右端向左滑动的过程中，电流表示数均出现过 $0.4 A$ （电流表选择 $0 - 0.6 A$ 量程），求 $R_{0}$ 的取值范围及电压表示数的最大值和最小值。

如图所示，薄壁圆柱形容器置于水平地面，容器的底面积 $S = 8 \times 10^{- 3} m^{2}$ ，容器高 $0.2 m$ ，内盛 $0.17 m$ 深的水。 $A_{1}$ 和 $A_{2}$ 为两个均匀实心立方体物块（不吸水）， $A_{1}$ 的质量为 $0.185 kg$ ， $A_{2}$ 的体积为 $3.2 \times 10^{- 4} m^{3}$ ，（已知 $ρ_{水} = 1.0 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ， $g$ 取 $10 N / kg)$ 。

（1）水对容器底部的压力为多少？

（2）将 $A_{1}$ 释放，浸没在水中，静止后受到容器底对它的支持力为 $0.6 N$ ，求 $A_{1}$ 的体积。

（3）只将 $A_{2}$ 缓慢浸入在水中，当水对容器底部的压强最大时， $A_{2}$ 的密度至少为多少？

小明利用如图所给的实验器材“测量小灯泡的额定功率”，已知电源电压恒为 $6 V$ ，小灯泡正常工作时的电压为 $3.8 V$ ，电阻约为 $12 Ω$ ，滑动变阻器的规格为“ $20 Ω 2 A$ ”。

（1）请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接。

（2）正确连接电路后，用开关试触，灯泡不亮，电压表瞬间满偏，电流表指针几乎不动，电路的故障是　。（电路只有一处故障）

（3）排除故障后，继续实验，闭合开关，移动滑片，当电压表的指针在某电压值时，（请在图乙中标出相应的电压值），小灯泡正常发光，电流表的示数如图丙所示，小灯泡的额定功率是　　 $W$ 。

（4）测量完灯泡的额定功率后，小明又测量了几组数据，计算后发现灯丝电阻随其两端电压的增大而增大，原因是　　。

【评估】小红也利用上述器材对该小灯泡的额定功率进行了测量，实验电路图如图丁所示，实验结束后，两人对实验进行了交流与评估。

①小红的实验结果误差较大，理由是　　。

②小明的实验更不容易操作，理由是　　。

小明在探究“滑动摩擦力大小于哪些因素有关”的实验中，提出以下猜想：

猜想一：滑动摩擦力的大小与物体运动的速度有关；

猜想二：滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小有关；

猜想三：滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关；

小明通过如图所示的实验验证猜想，验证猜想二和猜想三的数据如下表：

次数	1	2	3	4	5
接触面	木板	木板	木板	棉布	毛巾
压力 $/ N$	1.0	1.5	2.0	1.0	1.0
弹簧测力计示数 $/ N$	0.4	0.6	0.8	0.5	0.6

回答下列问题：

（1）实验中，小明用弹簧测力计水平拉着木块在水平方向做匀速直线运动，其目的是使滑动摩擦力的大小　　（选填“大于”“小于”或“等于” $)$ 弹簧测力计的示数。

（2）为验证猜想一，小明用弹簧测力计水平水平拉着木块沿水平方向以不同的速度在木板上做匀速直线运动时，弹簧测力计示数相同，说明滑动摩擦力的大小与速度　　。

（3）分析　　次试验可验证猜想二，在接触面不变的条件下，滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小　　。

（4）分析1、4、5次试验，小明得出，在压力相同的条件下，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大，老师提出小明的实验设计应加以改造，应控制在　　相同的条件下粗糙程度不同。

【拓展】小明完成实验后，将长木板一端支起，用弹簧测力计沿平行斜面方向向上拉着木块做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为 $0.92 N$ ，那木块对木板的压力为　　 $N$ ．已知木板长 $0.5 m$ ，支起的高度为 $0.3 m$ ，木块重 $1 N$ 。

实验次数	1	2	3	4	5
下垂量 $h / cm$	2	4	6.4	8.8	10.4
拉力 $F / N$	1000	2000	3200	4400	5200