课外书上介绍的关于伽利略在比萨斜塔上进行的落球实验激起了小强强烈的探究兴趣,物体自由下落的快慢到底与哪些因素有关呢?
实验 序号 | 小球质量/g | 下落高度/cm | 下落时间/ms |
1 | 10 | 50 | 316 |
2 | 10 | 100 | 444 |
3 | 10 | 150 | 543 |
4 | 15 | 100 | 444 |
5 | 20 | 100 | 444 |
首先他做了如下猜想:
猜想1:物体自由下落的快慢可能与物体自身的质量有关;
猜想2:物体自由下落的快慢可能与物体下落的高度有关;
猜想3:物体自由下落的快慢可能与物体所受的空气阻力大小有关。
这么多因素怎么办呢?小强想到在地面附近下落的小物体所受的空气阻力的影响很小,这个因素可以忽略。然后,他采用光电门和数字计时器较准确的测量了五组大小相同的小金属球在空中自由下落的时间,如右表:
(1)要验证猜想2,他应选择___________填实验序号)三组数据进行比较,得到的结论是:小球自由下落的快慢与小球下落的高度___________ (填“有关”或“无关”)。
(2)分析实验数据可知,在不考虑空气阻力的情况下,质量不同的物体自由下落的快慢是___________(选填“相同”或“不同”)的。
(3)小球在自由下落的过程中,重力势能转化成___________能。
2012年6月,我国自主设计的载人潜水器“蛟龙号”,实验下潜7000m达到一个新的深度.试验经历了以下主要过程:母船用新型的吊装设备将潜水器投放到海中;潜水器缓慢竖直下潜和上升;吊装设备将潜水器吊上母船.如图27所示是母船的吊装设备的示意图,图中虚线框中是滑轮组(未画出),电动机拉着滑轮组绳子自由端,挂钩挂着潜水器.吊装设备缓慢地将潜水器投放到海中,然后,潜水器下潜用时t1=6h,到达7000m后停留t2=0.5h,上升用时t3=3.5h.挂钩挂着潜水器离开水面后,缓慢匀速竖直上升高度h=6m,在这个过程中电动机拉滑轮组绳子自由端的拉力F1=5.5×104N,滑轮组的机械效率η=80%.
已知潜水器总质量(含潜水员)m=2.2×104kg,体积V=20m3,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,海水的密度ρ海水=1.03×103kg/m3,g取10N/kg.不计绳和挂钩的质量,不考虑空气阻力,不考虑潜水器离开海面后海水对潜水器质量的影响.求:
(1)吊装设备将潜水器投放至刚被海水浸没时,挂钩的拉力是多大?
(2)潜水器从开始下潜到返回海面的整个过程中,平均速度是多少米/秒?
(3)滑轮组中,与动滑轮相连的绳子是多少段?
如图28所示的电路中,电源电压为3V,R为阻值未知的定值电阻,小灯泡L的规格为“6 V 3W”,若小灯泡的阻值不随温度变化,闭合开关S后,电流表的示数为0.55A。求:
(1)小灯泡的电阻;
(2)小灯泡的实际功率;
(3)定值电阻R的阻值。