9.如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动。两次拉动木块得到的s-t图像分别是图乙中的图线①、②。两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,两次拉力的功率分别是P1、P2。则F1
F2,P1 P2。(均选填“>”“=”或“<”)
答案= >
解析木块两次都做匀速直线运动,拉力等于滑动摩擦力,滑动摩擦力相等,拉力F相等,即F1=F2。从图像中可以判断出,第②次的运动速度v较小,根据公式P=Fv,当拉力相等时,速度越大,拉力的功率越大,即P1>P2。
10. 为了探究弹簧的弹性势能跟哪些因素有关,小明同学设计了如图所示的装置,并进行了如下实验。
①将弹簧放在水平面上,一端固定;
②在弹性限度内,用物块(物块与弹簧不连接)将弹簧压缩,测量并记录弹簧的形变量Δl; ③由静止释放物块,测量并记录物块在水平面上滑行的距离s; ④多次改变弹簧的形变量,重复步骤②③; ⑤分析实验数据得出结论。
请回答以下问题:
(1)本实验中,探究了弹簧弹性势能大小跟 的关系。
(2)本实验中,弹簧弹性势能大小是通过 来间接反映的。 (3)本实验中,从物块离开弹簧到静止,物块将 能转化为 能。 答案(1)弹簧形变量 (2)物块滑行的距离 (3)动 内
解析(1)由步骤②③可知,本实验中,探究了弹簧弹性势能大小跟弹簧形变量的关系。(2)由于弹性势能的大小不便于用仪器直接测量,本实验是通过比较物块滑行的距离来判断弹簧的弹性势能大小。(3)物块离开弹簧后,因为受到摩擦力的作用,速度减小,动能不断减小,在此过程中,物块克服摩擦力做功,将动能转化为内能。
11.实验小组的同学用如图所示的装置探究物体动能的大小与质量和速度的关系。将钢球从某一高度由静止释放,钢球摆到竖直位置时,撞击水平木板上的木块,将木块撞出一段距离。
(1)本实验使钢球获得动能的操作方法是 ,钢球动能的大小是通过观察 来判断的。
(2)从下表中数据可以看出,他们让质量不同的钢球从相同高度摆下,使钢球到达竖直位置的 相同,从而探究动能与 的关系。
6
实验次数 1 2 3 钢球质量/g 20 40 60 钢球下摆高度/cm 20 20 20
木块滑行距离/cm 30 58
(3)在第3次实验中,木块被撞后滑出木板,需要重做第3次实验,甲同学建议换用同样较长的木板,乙同学建议换一个较大的木块,丙同学建议降低钢球下摆的高度。你认为应当采用 同学的建议。
(4)由上述实验数据和现象可得出结论: 质量越大,动能越大
解析(1)让钢球从某一高度由静止释放,使钢球获得动能;钢球动能的大小是通过钢球对木块做功的多少来体现出来的,木块运动的距离越长,就表示钢球的动能越大;(2)让小球从斜面的同一高度处释放,使小球到达最底端的速度相同,从而探究动能与质量的关系;(3)上面的两次实验是在速度一定时,改变物体的质量,探究动能的大小,动能的大小通过木块移动距离的大小表现出来的,因此改变木板的长度,应采用甲的建议;(4)由表中的数据知:速度一定时,质量越大,动能越大。
12.下图是某种升降电梯工作原理图,它由轿厢、配重、缆绳、滑轮和电动机等部件组成,连接轿厢的两根缆绳非常靠近,轿厢空载时的重力是3 100 N,配重的重力是3 000 N。某次电梯载货的重力是1 000 N,当电梯匀速上升15 m时,所用的时间为10 s。不计缆绳重力和一切摩擦阻力,在此运动过程中,求:
。
答案(1)将钢球从某一高度由静止释放 木块运动的距离 (2)速度 质量 (3)甲 (4)在速度一定时,
(1)轿厢的速度大小。 (2)配重重力对配重做的功。 (3)电动机的功率至少多大。
答案(1)1.5 m/s (2)4.5×104 J (3)1 650 W 解析(1)轿厢速度v=
=1.5 m/s。
(2)配重下降的距离h=s,配重重力对配重做的功W=G配重h=3 000 N×15 m=4.5×104 J。 (3)连接轿厢的两根缆绳非常靠近,轿厢受两个向上的力和一个向下的重力。 则右侧缆绳对轿厢的拉力F1=G厢+G货-F配重=3 100 N+1 000 N-3 000 N=1 100 N, 右侧缆绳拉力做的功W1=F1s=1 100 N×15 m=1.65×104 J,
7
电动机的功率至少为P==1 650 W。
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