“探究杠杆的平衡条件”实验

(1)如图甲所示,杠杆处于静止状态。为方便测量_____,应向_____(选填“左”或“右”)调节螺母,使杠杆在水平位置平衡。
(2)给杠杆两侧挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡。设右侧钩码对杠杆施的力为动力 ,左侧钩码对杠杆施的力为阻力 ;测出杠杆平衡时的动力臂 和阻力臂 ;把 的数据填入表格中。改变动力 和动力臂 的大小,相应调节阻力 和阻力臂 ,再做几次实验,实验数据如下表所示。
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次数 |
动力 |
动力臂 |
阻力 |
阻力臂 |
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1 |
0.5 |
0.3 |
1 |
0.15 |
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2 |
1.5 |
0.1 |
3 |
0.05 |
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3 |
3 |
0.1 |
1.5 |
0.2 |
分析表中的数据得到杠杆的平衡条件:_____(用 表示)。
(3)如图乙所示,在_____(选填“A”、“B”或“C”)点竖直_____(选填“向上”或“向下”)拉时,可使杠杆保持水平位置平衡,此时杠杆属于省力杠杆。
(4)在完成实验后,小辉利用杠杆平衡条件完成了老师提出的问题。如图丙所示,轻质杠杆可绕 点转动,它的中点挂有 的重物,在杠杆右端用竖直向上的力 _____ ,可使杠杆在水平位置平衡。
汽车会飞不是梦!美国一家公司研制出了“会飞的汽车”(如图),它的车身和普通汽车相似,但车门多了两个可折叠的翅膀,在空中飞行时翅膀才张开。从汽车到“飞机”的变形在30秒内即可完成。该车在美国已获准上路行驶和空中飞行。以下是该车的一些信息:
| 汽车 质量 |
发动机 最大功率 |
轮胎与地面 接触的总面积 |
地面最大 行驶速度 |
空中最大 飞行速度 |
| 600kg |
75kW |
0.12m2 |
150km/h |
200km/h |
(1)该汽车静止停在水平地面上时,对地面生多大的压强?
(2)该“汽车”以最大功率在空中飞行2小时,它的发动机要做多少功?
(3)该汽车通过燃烧汽油获得动力,如图所示是四冲程汽油机工作示意图,其中(填编号)冲程能给汽车提供动力。
漏刻是我国古代一种计量时间的仪器。最初,人们发现陶器中的水会从裂缝中一滴一滴地漏出来,于是专门制造出一种留有小孔的漏壶,把水注入漏壶内,水便从壶孔中流出来,另外再用一个容器收集漏下来的水,在这个容器内有一根刻有标记的箭杆,相当于现代钟表上显示时刻的钟面,用一个竹片或木块托着箭杆浮在水面上,容器盖的中心开一个小孔,箭杆从盖孔中穿出,这个容器叫做“箭壶”。随着箭壶内收集的水逐渐增多,木块托着箭杆也慢慢地往上浮,古人从盖孔处看箭杆上的标记,就能知道具体的时刻。后来古人发现漏壶内的水多时,流水较快,水少时流水就慢,显然会影响计量时间的精度。于是在漏壶上再加一只漏壶,水从下面漏壶流出去的同时,上面漏壶的水即源源不断地补充给下面的漏壶,使下面漏壶内的水均匀地流人箭壶,从而取得比较精确的时刻。
如图所示是同学们根据古代漏刻制作的简单模型。图中容器A是底面积为250cm2的圆柱形薄壁玻璃缸,容器顶盖上有大小两个孔;B是用密度为0.5×103kg/m3塑料制作的边长为10cm立方体底托;C为质量可忽略不计、总长度为60cm的轻质塑料标尺,标尺的一端与底托相连,标尺上均匀的刻有厘米刻度;D为固定于容器盖口处的指示箭头。
某次模拟计时实验中,同学们先将自来水龙头调至均匀间隙滴水状态,并测得水龙头每分钟滴水50滴,并用量筒测得每50滴水的体积为25.0cm3.再在容器A中加入适量水,将底托B放入水中,使其浮于水面上,此时标尺C呈竖直状态且位于大孔下方,指示箭头D恰好指于标尺的顶端零刻度处。此时开始滴水计时,假设整个计时过程标尺始终处于竖直状态,经过3小时后,问:
(1)指示箭头D应指在标尺上何处?
(2)此时标尺和底托所受的浮力是多少牛顿?
(3)此装置最多还能计时几小时?
如图所示,一边长为10 cm的立方体木块,在水中静止时,刚好有二分之一露出水面。若g取10N/kg,求:
①木块的密度是多大?
②用手将木块缓慢压入水中,当木块刚好全部没入水中时,手对木块的压力是多大?
③若木块横截面积为容器横截面积的二分之一,在水中静止时,盛水容器中水的深度为20cm。则将木块从如图所示位置缓慢压至容器底部,若水不会从容器中溢出,压力所做的功是多少焦耳?(已知将木块从如图所示位置缓慢压到刚好全部没入水中的过程中,压力是变化的,该变化的压力所做的功,可以用一个恒力所做的功来代替,这个恒力的大小等于最大压力的二分之一。精确至0.01)
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电饭锅中的磁钢限温器
电饭锅是生活中常见的用电器,它是利用感温磁钢(软磁体)的磁性随温度的变化而变化的特性来设计的,这样可以限制煮饭过程中的最高温度。
感温磁钢的磁性随着本身温度作非线性变化,其特性曲线如图甲所示。
磁钢限温器结构如图乙所示,它主要由感温磁钢、永磁体和弹簧构成。感温磁钢及其外套、内锅由弹簧支撑。感温磁钢与受热面固定在一起,受热面直接把热量传递给锅底。
煮饭时用手按按钮开关,通过杠杆AOC使永磁体和感温磁钢吸合,在吸力作用下永磁体不会落下,金属触点闭合,电路接通,加热元件开始发热。当饭煮熟后,温度继续上升,当升高到某一温度时,永磁体落下,通过杠杆CBO使触点分开,加热元件停止发热,同时按钮开关跳起。
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(1)与铜导线相比,制作电饭锅加热元件的材料应具备的特性是_________;
A.电阻较大,熔点较低 B.电阻较大,熔点较高当前“雾霾”成为全社会关注的热点,雾霾笼罩已经严重污染了空气质量。为了缓解空气污染,我国多地市启动了“光伏工程”示范项目,在屋顶安装太阳能光伏,利用太阳能电池在太阳光照射下发电。如图所示是某中学的教学楼顶安装了总功率为20kW的光伏发电系统。请回答:
(1)雾是空气中的水蒸气________形成的;
(2)光伏发电系统发电时,_______能转化为_______能;
(3)按一天的有效光照时间8h计算,某中学光伏发电系统一天共发电____________ kw·h,这些发电量如果由热电转换效率为30%的热电厂来完成,需要燃烧__________________kg煤;(煤的热值q煤=3.0×107J / kg)
(4)你一定很关注“雾霾天气”的报道,请结合所了解的知识,谈谈家庭光伏发电的优点:____________________________________(谈一点即可)。