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题文

投石机是古人应用杠杆原理及能量转化原理制造的武器,石块抛出的远近往往是克敌制胜的重要因素,那么,投石机抛出的石块运动的水平距离与哪些因素有关呢?

小光模仿投石机制作了如图所示的简易抛掷装置进行探究,木板A、B、C组成了一个支架,AB之间有一挡板,底座C上固定有几个挂钩,D是一根硬质抛掷杆,其左端固定一瓶盖,右端下方固定一挂钩,用弹性较强的橡皮筋固定在该挂钩上,橡皮筋拉伸后可分别与底座上的挂钩相连,将抛掷装置置于水平地面,小钢珠置于瓶盖内,压住抛掷杆并使之处于水平位置,松手后抛掷杆可绕固定轴转动,当抛掷杆碰撞到挡板时,瓶盖内的钢珠立即被抛出,(提示:挡板的作用是保证小钢珠每次抛出时高度相同;实验时人要避开小钢珠飞行方向,以免造成伤害)

小光依据实验装置对影响小钢珠运动水平距离的因素提出了以下猜想:

A.与橡皮筋拉伸的程度有关        B.与小钢珠的质量有关

若不考虑空气阻力及转轴处的摩擦,请你回答下列问题:

(1)被抛出的小钢珠能在空中继续运动是因为它具有  ,小钢珠落地后不会立即停下,为了准确找到小钢珠的落地点,你的办法是  。(可根据需要添加器材)

(2)探究猜想A时,将橡皮筋的末端分别拉至挂钩1、2、3处,用同一小钢珠置于瓶盖内,每次均使抛掷杆处于水平位置后松手,比较发现橡皮筋连接挂钩1处,小钢珠运动的水平距离最远,由此可得:当小钢珠质量一定时,橡皮筋的拉伸程度  ,小钢珠运动的水平距离越远。

(3)探究猜想B时,橡皮筋末端始终拉至挂钩1处,将质量不同的小钢珠先后置于瓶盖内重复上述实验操作,发现:质量越小的钢珠运动的水平距离越远,老师说道:质量小的钢珠抛得远,是因为抛出时它的速度大,若不考虑杆的自重,请你从能量转化的角度解释,相同条件下质量小的钢珠抛出时速度大的原因。

(4)在不增加其他器材的前提下,利用该装置如何使同一个小钢珠抛得更远,请你写出两条可行办法。

科目 物理   题型 实验题   难度 中等
知识点: 能量的转化 杠杆的平衡条件
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如图甲所示,工人正试图用扳手拧松工件上一个紧固的螺母,尽管他使出了浑身力气,却没能成功。小明和小刚同学看到后,利用所学物理知识分别给他设计了一个新点子:小明设计的是在其它不变的情况下,取来一根绳子,将绳的一端系在扳手柄的上端,使劲拉绳的另一端,如图乙所示。小刚设计的是在其它不变的情况下,取来一个较长的套筒,将套筒套在扳手柄上,用力扳套筒的上端,如图丙所示。则:

(1)哪个同学设计的点子容易拧松螺母?答:
(2)分析说明这个同学的方法为什么容易拧松螺母?

杠杆的平衡条件”的实验如图所示,回答下列问题:
(1)实验前先要调节杠杆两端的螺母,使其,这是为使杠杆所受的________通过支点,从而可以不考虑杠杆的重力对其转动的影响。如果某同学做实验时发现杠杆左高右低,应将杠杆左端的螺母向________调;或将右端的螺母向________调。
(2)调节好以后,仍要使杠杆在水平位置平衡,是为了_____
(3)在实验中有一组同学猜想杠杆的平衡条件可能是“动力+动力臂=阻力+阻力臂”,他们经过实验,获得了下列数据:

动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
4
5
5
4

于是,他们认为自己的猜想得到了验证,你认为他们实验过程中存在什么问题?

如图所示,杠杆AB可绕O转动,绳AD连在以A为圆心的弧形导轨MN上,D可在MN上自由滑动,当绳的D端从N向M滑动过程中,杠杆仍保持平衡,则AD对杠杆的拉力变化情况是____________。

小明骑自行车上学途中,要经过一段上坡路.他思考:物体冲上斜坡的最大距离可能与哪些因素有关呢?
(1)他发现车子的初始速度越大,冲上斜坡的最大距离就越长.这是因为车子的初始速度越大,它的初始动能也越大,上坡过程中增加的就越大重力势能
(2)他进而又提出两个猜想:
猜想一:物体冲上斜坡的最大距离可能与物体的质量大小有关;
猜想二:物体冲上斜坡的最大距离可能与斜坡的倾角大小有关.
为了验证猜想一,他将与水平面平滑连接的长木板以一定的倾角θ固定,如下图所示.实验时为了让不同质量的小球以相同的初始速度滑上长木板,请你在甲图中的虚线框内为小明设计一实验装置,并说明使用该装置进行实验时的操作要点:
小明发现当不同质量的小球以相同初始速度滑上长木板时,向上滑行的最大距离均相同.这说明猜想一是 (选填“正确”或“错误”)的.
错误
在验证猜想二的实验中,小明让同一小球以相同的初始速度分别滑上不同倾角的长木板,测得的数据记录如表:

根据表中数据,请在图乙中描点作出s-θ图象.
根据图象得出的结论是:

为了比较水和沙子吸热本领的大小,小敏做了如图22所示的实验:在两个相同的烧杯中,分别装有质量、初温都相同的水和沙子,用两个相同的酒精灯对其加热,实验数据记录如下表:

(1)在此实验中用表示水和沙子吸热的多少;
(2)分析上表中的实验数据可知:质量相同的水和沙子,升高相同温度时,水吸收的热量(选填“大于”或“小于”)沙子吸收的热量;
(3)如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子,(选填“水”或“沙子”)升高的温度更高。

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