学习了同一直线上二力的合成知识后,小林想如果作用在物体上的二力不在同一直线上,而是互成一定的夹角,那么合力F的大小与两个分力F1、F2的大小,是否还有F等于F1+F2的关系昵?于是他应用教材中学过的方法,对此进行了探究.
(1)如图12所示,橡皮筋原长为AB,通过两个弹簧测力计对橡皮筋施加互成一定夹角的两个力F1和F2,使橡皮筋伸长到C,记录此时F1、F2的大小,撤去力F1和F2后,用一个弹簧测力计对橡皮筋施加一个力F的作用,为了使这个力F的作用效果与那两个力F1、F2的作用效果 ,应使橡皮筋 ,记录此时F的大小.
(2)先后两次改变F1和F2的夹角,重复步骤(1),得到三次突验的数据如下表所示:
实验序号 | F1/N | F2/N | F1和F2的夹角 | 合力F/N |
1 | 4 | 5 | θ1 | 8.7 |
2 | 4 | 5 | θ2 | 8.3 |
3 | 4 | 5 | θ3 | 7.8 |
备注:θ1<θ2<θ3 |
分析实验数据可知,当两个力在不同一直线上时,其合力大小F F1-F2,且在F1、F2大小不变的情况下,合力F的大小随着F1与F2夹角的增大而 。
图13为某同学“探究牛顿第一定律”的实验装置,实验中该同学先后三次将同一木块放在同一斜面上的同一高度,然后分别用不同的力推了一下木块,使其沿斜面向下运动,逐渐减小水平面的粗糙程度,观察木块运动的距离,从而得出力和运动的关系.
(1)该同学在实验操作中有一处明显的错误是(不要求解释错误的原因):
.
(2)更正错误后进行实验,从实验中可以观察到,随着摩擦力的逐渐减小,木块在水平面上运动的距离逐渐 ,运动的时间越来越 .但由于实验中摩擦力____,所以不可能观察到木块在水平面上作匀速运动的情形.
(3)在上述实验观察分析的基础上,可以推测:如果摩擦力减小为零,水平面足够长,那么木块在水平面上的运动速度既不减小,也不增加,运动方向也不发生改变,木块将 .
学习了机械效率后,小明知道滑轮组的机械效率随着所提起重物的重力变化而变化,于是他提出了“电磁炉的效率是否会随着被加热水的多少而发生变化”的问题。就这个问题,小明与其他同学进行了讨论,提出了两种猜想:(a)效率随着被加热水的质量增加而增加;(b)效率随着被加热水的质量增加而减小.为了验证猜想,他们用一台电磁炉和所配送的茶壶,用相同加热功率在相同的环境条件下,先后将初温相同而质量不同的水加热沸腾,得到的实验数据如下表:
(1)实验证明,他们的猜想是 的,实验数据说明,随着被加热水的质量增加,效率应该是 。
(2)在这次实验中,要得到1200 g沸腾的水,可以有两种办法,第一种是一次加热1200 g的水;第二种是分两次各加热600 g的水,较为节能的是 种办法。
(3)实际上,影响效率的因素比较复杂,水被加热的过程中热量损失是多方面的,请你写出电磁炉对水加热过程中一个方面的热量损失: .
在今年的抗旱工作中,某单位帮助一个对口扶贫村打了一口地下水井,并在地面上修建了一个深2m,能储存30 t水的水池.已知水井中的水面距离水池进水口的竖直距离是30 m.求:(1)将30 t水从井里刚好抽到水池里,抽水机对水做的功.(2)水池装满水后,水对池底的压强.(3)若抽水机的效率是80%,将30 t水从井中抽到水池中需要th,这台抽水机的总功率不得低于多少瓦.(g敢10 N/kg)
如图14所示的电路,电源电压为3V保持不变,R2=3Ω,小灯泡L上标上“3 V 1.5 W”的字样.(1)当开关S1、S2都断开时,电流表示数为0.3 A,求R1的阻值和小灯泡消耗的实际功率.(2)当开关S1、S2都闭合时,求干路中的电流.(不考虑灯丝电阻随温度的变化)