薛物理同学听到一则新闻报道,以色列一名工程师用硬纸板做出一辆自行车能承重200公斤,听后他觉得不可思议;他想纸板承受压力的大小与什么因素有关呢?于是他进行了猜想:
猜想1:纸板承受压力的大小可能与纸板的形状有关;
猜想2:纸板承受压力的大小可能与纸板的大小有关;
为了验证猜想是否正确,他找来了一张大的纸板进行探究。他在这张大纸板上分别裁出两张大小为40 cm×10 cm的小纸板A、B和一张大小为40 cm×20 cm的小纸板C,并准备了弹簧测力计、两个相同的木块、若干重物。设计了以下实验方案:
步骤一:将纸板A用两木块支撑起来,如图15甲所示,在纸板的中间不断增加重物,直到它塌下去,记录此时重物的重力G1;步骤二:保持两木块的距离不变,将纸板B弯成拱形,如图15乙所示,在拱形纸板的上面不断增加重物,直到它塌下去,记录此时重物的重力G2;
步骤三:保持两木块的距离不变,将纸板C用两木块支撑起来,如15丙所示,在纸板的中间不断增加重物,直到它塌下去,记录此时重物的重力G3。
请你回答下列问题:
(1)比较实验数据发现G2>G1,可以验证猜想_______(填写序号)是_______(选填“正确”或“错误”)的。利用上述结论,对水库大坝的形状进行设计,设计的四种大坝形状俯视图如图16所示,下列最合理的设计是( )
(2)比较实验数据G3与_______(选填“G1”或“G2”)大小,可以验证猜想2;
(3)他受步骤二现象的启发又提出新的猜想:
猜想3:拱形纸板承受压力的大小可能与拱形纸板拱起的程度有关。
为了验证猜想3,请你帮薛物理同学在上述操作的基础上继续设计实验方案:
步骤四:在这张大纸板上再裁出大小与 (选填“B”或“C”)一样的小纸板D,
,在拱形纸板的上面不断增加重物,直到它塌下去,记录此时重物的重力G4;比较实验数据G4与G2大小,可以验证猜想3。
九年三班的同学们准备测量电阻Rx的阻值(其阻值约为300 Ω),老师提供的器材有:两节干电池(电压约为3 V且保持不变)、一个电流表、一个电压表、一个滑动变阻器(“100 Ω、2 A”)、一只开关、若干导线。
(1)沈仔细同学设计的实验电路如图17所示,并要用此电路测量待测电阻Rx的阻值,你认为这个方法是否可行?简述你的观点。
(2)如果你认为上述方法可行,请你:①画出电路图;②写出主要实验步骤;③推导出Rx的表达式(用已知量和测得量表示)。
如果你认为上述方法不可行,请你利用题中已有的器材设计出一种可行的实验方案
(在你设计的方案中不能拆卸元件)。要求:①画出电路图;②写出主要实验步骤;③推导出Rx的表达式(用已知量和测得量表示)。
李想同学一只鞋底的面积是S,当他双脚站在水平地面上静止时对地面的压强为p1;现他用如图18所示的滑轮组匀速拉动物体A,使物体A在水平方向上以v1速度沿直线移动t时间,此时他对地面的压强为p2;此后他又用此滑轮组匀速拉动物体A,使它在水平方向上以v2速度(v2>v1)沿直线移动相同时间;此时滑轮组的机械效率为η1。设李想前后两次作用在绳子自由端的拉力大小不变。(不计绳重和滑轮处的摩擦;在整个过程中,绳子1始终沿水平方向,其它绳子始终沿竖直方向),请你完成下列内容:
(1)求人对绳子自由端的拉力是多少?
(2)求物体A受到的摩擦力是多少?
(3)在图19中,定量的画出绳子自由端拉力的功率P随物体移动速度v变化的图象;
(4)若在物体A上表面再放一物体B(图中未画出),使物体A和B一起沿水平方向做匀速直线运动,此时该装置的机械效率为η2,则物体A受到的摩擦力是多少?
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