【題目】如圖所示,一質(zhì)量為m的探空氣球(包括其下方的吊籃)與吊籃中物體的質(zhì)量之比為1:4,若氣球所受總浮力始終保持30N不變,氣球受到的空氣阻力與速度成正比,即f=kv,此時氣球以2m/s的速度豎直向下運動;若吊籃中的物體的質(zhì)量減少一半,經(jīng)過一段時間后,氣球恰好以2m/s的速度豎直向上運動.求:
(1)吊籃中物體的質(zhì)量?
(2)若去掉吊籃中的所有物體,氣球能達到的最大速度?(吊籃所受的浮力和空氣阻力忽略不計,g=10N/kg)
【答案】
(1)解:氣球質(zhì)量為m,G球=10m,則物體重力為G物=40m
當氣球勻速下降時,氣球受力分析如圖1所示,則由平衡條件得:
F浮+f=G球+G物﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
當?shù)趸@中物體的質(zhì)量減少一半后,氣球以同樣勻速上升時,
氣球受力分析如圖2所示,則由平衡條件得:F浮=f+G球+G物﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
把F浮=30N,G球=10m,G物=40m代入①②式,解得:f=7.5N m球=0.75kg;
則m物=4m球=4×0.75kg=3kg
(2)解:由f=kv1得,k= = =3.75;
當去掉吊籃中所有的物體時,氣球上升,設(shè)最終勻速運動,速度最大為v,氣球受力分析所圖3所示,由平衡條件得:F浮=f′+G球;
則f′=F浮﹣G球=30N﹣0.75kg×10N/kg=22.5N;
由f′=kv 得v= = m/s=6m/s
【解析】氣球在空氣中受到重力、阻力和浮力的作用,當勻速下降時,受到的力是平衡力; 氣球在空氣中受到重力、阻力和浮力的作用,當勻速上升時,受到的力是平衡力;
氣球在上升和下降時,所受阻力的方向是不同的,阻力的方向總是與運動方向相反;
由平衡條件列方程求解.
【考點精析】掌握二力平衡條件的應(yīng)用是解答本題的根本,需要知道二力平衡的條件是:作用在同一物體上的兩個力大小相等,方向相反,且作用在同一直線上,即合力為零.(一物、二力、等大、反向、同直線).
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【題目】中國首艘國產(chǎn)航母進行海試,航母甲板上黃色的線,是因線_______黃光;航母在海面上航行時,所受浮力_______(選填“大于”、“等于”或“小于”)重力;艦載機從航母起飛時,以航母為參照物,艦載機是_______的。
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【題目】如圖a、b所示,將同一長方體木塊以兩種方式放在底面積相同的兩個圓柱形盛水容器中,則水對木塊底部產(chǎn)生的壓強papb , 木塊放入前后,水對容器底部壓強的變化量△pa△pb(均選填“大于”、“等于”或“小于”).
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【題目】在圖所示的實驗裝置中,裝置A可以用來探究的規(guī)律;裝置B可用來做驗證原理的實驗;裝置C所示正在做的是實驗.測量時能直接接在電源兩端的儀表是(選填“D”或“E”).
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【題目】小勇利用如圖所示的實驗裝置“探究導體在磁場中運動時產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”,他將實驗中觀察到的現(xiàn)象記錄在如表中.
次數(shù) | 開關(guān) | 磁場方向 | 導體AB的運動方向 | 電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向 |
1 | 斷開 | 上N下S | 向右運動 | 不偏移 |
2 | 閉合 | 上N下S | 向右運動 | 向左偏移 |
3 | 閉合 | 上N下S | 向左運動 | 向右偏移 |
4 | 閉合 | 上N下S | 向上運動 | 不偏移 |
5 | 閉合 | 上S下N | 向下運動 | 不偏移 |
6 | 閉合 | 上S下N | 向右運動 | 向右偏移 |
7 | 閉合 | 上S下N | 向左運動 | 向左偏移 |
(1)分析得出:電路中的部分導體在磁場里做切割磁感線運動時,導體中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流.
(2)比較實驗2和3(或6和7)可知:在磁場方向一定時,感應(yīng)電流的方向與有關(guān).
(3)比較實驗可知:在導體切割磁感線運動方向不變時,感應(yīng)電流的方向與磁場方向有關(guān).
(4)這個現(xiàn)象在生產(chǎn)和生活中的重要應(yīng)用是 .
(5)針對這個實驗,小勇進行了進一步的探究,他提出了“感應(yīng)電流的大小可能與導體切割磁感線的運動速度有關(guān)”的猜想,于是他設(shè)計了如下的實驗方案:①保持磁場強弱不變,讓導體AB以(填“相同”或“不同”)的速度沿相同方向做切割磁感線運動,觀察電流表指針偏轉(zhuǎn)幅度大小.
②如果電流表指針偏轉(zhuǎn)幅度不同,說明感應(yīng)電流的大小與導體切割磁感線運動速度(填“有關(guān)”或“無關(guān)”).
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【題目】如圖為同種材料制成的實心圓柱體A和B放在水平地面上,它們的高度之比為2:1,底面積之比為1:2,則它們的質(zhì)量mA:mB和對地面的壓強pA:pB分別為( )
A. mA:mB=2:1,pA:pB=2:1
B. mA:mB=1:1,pA:pB=2:1
C. mA:mB=1:1,pA:pB=1:1
D. mA:mB=2:1,pA:pB=1:1
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【題目】在“探究實心圓柱體對地面的壓強與哪些因素有關(guān)”的實驗中,某中學一小組的同學們認為此壓強跟圓柱體的密度ρ、高度h、圓柱體底面積S是有關(guān)的,但有怎樣的關(guān)系看法不同,于是,在老師的幫助下,小組的同學們從實驗室里挑選了由不同密度的合金材料制成、高度和橫截面積不同、質(zhì)量分布均勻的實心圓柱體做實驗,測出實心圓柱體豎直放置時(如圖所示)對水平桌面上海綿的壓下深度,實驗記錄見下表。
序號 | 物體 | 底面積S/cm2 | 高度h/cm | 海綿被壓下深度/cm |
1 | 合金甲圓柱體A | 10 | 5 | 0.5 |
2 | 合金甲圓柱體B | 10 | 10 | 1 |
3 | 合金甲圓柱體C | 20 | 10 | 1 |
4 | 合金乙圓柱體A | 10 | 5 | 1.5 |
5 | 合金乙圓柱體B | 10 | 10 | 3 |
6 | 合金乙圓柱體C | 20 | 10 | 3 |
(1)該小組同學是通過 來判斷壓強大小的。
(2)分析實驗1、2或4、5可以得出:當圓柱體的材料密度相同時,實心圓柱體對水平地面的壓強與圓柱體的 。
(3)分析 可以得出,當圓柱體的密度相同時,實心圓柱體對水平地面的壓強與底面積無關(guān)。
(4)此探究過程用到的科學探究方法有 、 。
(5)實驗結(jié)束之后,同學們在老師的指導下,以某一合金甲圓柱體為研究對象,推導它對海綿的壓強大小的表達式(已知合金的密度為ρ,長方體鐵塊的高度為h,底面積為S)。表達式為 。
(6)上面推導出的表達式 (選填“能”或“不能”)應(yīng)用于各類固體的壓強的計算。
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【題目】如圖所示是某同學為了研究“電流通過導體產(chǎn)生熱量多少與哪些因素有關(guān)?”而設(shè)計的電路的一部分,關(guān)于該實驗有下列說法:(1)該電路是研究電流通過導體產(chǎn)生的熱量多少與電流大小的關(guān)系;(2)兩燒瓶中分別是等質(zhì)量的水和煤油;(3)實驗是通過“溫度計升高的示數(shù)”來間接反映導體產(chǎn)生熱量的多少;(4)將銅絲和鎳鉻合金絲串聯(lián)的目的是為了控制電流大小和通電時間相同.上述判斷正確的是( )
A.(1)(2)
B.(1)(3)
C.(2)(4)
D.(3)(4)
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【題目】英國科學家________總結(jié)了伽利略等人的研究成果,概括得出:一切物體在沒有受到力的作用時,總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。1643年6月,意大利科學家托里拆利最早通過實驗測量出了________的值。
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