科学研究源于观察和问题,拓展性小组同学观察到下列现象,跳伞运动员在未打开降落伞时下落很快,打开降落伞下落的速度会减小;“瓢泼大雨”以很快速度降落到地面,而“毛毛细雨”则缓慢地飘落到地面。
【查阅资料】物体从高空下落时,速度越来越大,所受阻力也越来越大,当阻力增大到重力相等时,将以某一速度做匀速直线运动,这个速度被称为物体下落的收尾速度。
【提出猜想】物体从高空下落时收尾速度与什么因素有关?
【建立猜想】①可能与物体的横截面积有关。②可能与物体的 有关。
【设计方案】同学们经过讨论后认为,可以用小球作为理想化模型来代替生活中的不规则问题作为研究对象进行探究,于是同学们决定取5个不同的小球进行实验,在相同环境条件下,分别从一定高度(足够高)由静止下落,来探究小球从高空下落时的收尾速度与哪些因素有关。
【获取证据】相关测量数据见表:
小球编号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
小球质量 |
2 |
5 |
5 |
5 |
45 |
小球半径 |
0.05 |
0.05 |
0.10 |
0.25 |
0.15 |
小球的收尾速度 |
16 |
40 |
10 |
1.6 |
? |
【得出结论】
(1)比较1、2号小球的相关实验数据,可以得到的结论是
【拓展应用】
(2)根据表中数据,推测5号小球的收尾速度 。
(3)请你结合上述探究,解释“跳伞运动员打开降落伞后比打开降落伞前收尾速度小”的原因是 。
学习了杠杆原理后,小明和小王同学尝试利用杠杆原理测量出一把直尺的质量mR.请你也参与到他们的活动中吧,实验步骤如下:
(1)找出直尺的重心,如图所示,他们将刀口仰放在桌子上,再把直尺平放在刀口(支点)上,左右移动直尺,使直尺在水平位置保持静止,此时的位置在直尺重心的正下方.他们在重心处做好记号.
(2)将质量是m千克的钩码挂在刀口左端的直尺上某一位置,在刀口上向右移动直尺,使其重新在位置平衡,读出此时钩码到刀口的距离,此距离就是动力臂l1,直尺重心到刀口的距离就视为阻力臂l2.
(3)用上述已知的量和测量的量可写出计算直尺质量的表达式为m尺=.
实验桌上有如下器材:符合实验要求的电源一个、电流表和电压表各一只、滑动变阻器一个、电阻箱一个、开关一个、导线若干。请你选用上述器材,设计一个实验证明“当通过导体的电流保持不变时,导体消耗的电功率与电阻的关系为P =" kR" (k为常量)”。
要求:(1)画出实验电路图;(2)写出实验步骤;(3)画出实验数据记录表。
小东通过学习知道了“在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和”这个规律,于是他认为:并联电路的支路越多,通过每个支路的电流就越小。请你通过实验证明,小东的结论是错误的。所提供的实验器材如下:符合实验要求的稳压电源(即电源两端的电压保持不变)、开关、已调零的电流表各1个,灯泡3个、导线若干。请画出电路图,写出简要的实验步骤和实验现象。
小明要测量小灯泡的额定功率,实验桌上备有如下器材:符合要求的电源、额定电压为U0的小灯泡、阻值为R的定值电阻、滑动变阻器、已调零的电压表、单刀单掷开关、单刀双掷开关各一个,导线若干。他设计了如图所示的电路进行实验。
(1)请你帮助小明将实物电路图补充完整。
(2)连接好电路后,请你将正确的操作步骤补充完整:闭合开关S1,将开关S扳向1,调节滑动变阻器,使;将开关S扳向2,使滑动变阻器的滑片位置保持不变,记录电压表示数为U 。
(3)请用U0、U、R表示小灯泡的额定功率P=。
小岩利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值。
(1)该实验的实验原理是;
(2)小岩选择了满足实验要求的实验器材,连接的实验电路如图所示,请你添加一条导线将实验电路补充完整;
(3)开关S闭合前,应把图中滑动变阻器滑片P置于最(填“左”或“右”)端;
(4)电路连接正确后,闭合开关S,滑动变阻器滑片P滑动到某一位置时,电压表的示数如图甲所示,电流表的示数如图乙所示,则电压表的示数为V,电流表的示数为A,电阻Rx的阻值为W。