(2)用天平测量橙子质量,天平平衡时砝码和游码的示数如图所示,橙子质量为 162 g.小明利用排水法测得橙子的体积为150cm3,则橙子的密度是 1.08×103 kg/m3.
(3)做实验时,小明若先用排水法测出橙子的体积,接着用天平测出橙子质量,这样测得的密度值将比真实值 偏大 (选填“偏大”或“偏小”).
(4)小亮不用天平,利用弹簧测力计、细线、盛有水的大烧杯等器材,也巧妙测出了橙子的密度.请你将他的测量步骤补充完整,已知水的密度为ρ水. ①用弹簧测力计测出橙子的重力G;
② 将橙子浸没在水中,读出弹簧测力计的示数为F ; ③橙子密度的表达式为:ρ表示).
橙
= (用测出的物理量和已知量的字母
【考点】2E:固体密度的测量.
【分析】(1)将托盘天平放在水平桌面上,将标尺上的游码移至零刻度线处,调节平衡螺母,直到指针在分度盘的中央,表示天平平衡.
(2)橙子的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值.知道橙子的质量和体积,根据密度公式求出橙子的密度.
(3)先用排水法测出橙子的体积,接着用天平测出橙子质量,质量偏大,根据ρ=判断密度的大小;
(4)选用弹簧测力计、水、细线、烧杯、橙子等,测出橙子的重力,利用浮力知识测出橙子的体积,再计算出橙子的密度. 【解答】解:
(1)使用托盘天平时应把天平放在水平桌面上,将标尺上的游码移到零刻度线处,调节平衡螺母,直到指针指到分度盘的中线处或指针左右摆动的幅度相同为止.
(2)标尺的分度值为0.2g,橙子的质量:m=100g+50g+10g+2g=162g;
橙子的密度:ρ==
=1.08g/cm3=1.08×103kg/m3.
(3)先用排水法测出橙子的体积,接着用天平测出橙子质量,由于橙子上粘有水,所以测得的质量偏大,根据ρ=知,测得的密度偏大.
(4)不用天平,利用弹簧测力计、细线、盛有水的大烧杯等器材,测橙子的密度的步骤:
①用弹簧测力计测出橙子的重力G;
②将橙子浸没在水中,读出弹簧测力计的示数为F; ③橙子密度表达式的推导: 橙子的质量为:m=,
橙子受到的浮力为:F浮=G﹣F;
橙子的体积等于橙子排开水的体积:V=V排=
=
,
橙子密度的表达式为:ρ橙==故答案为:(1)分度盘的中央; (2)162;1.08×103; (3)偏大;
=.
(4)②将橙子浸没在水中,读出弹簧测力计的示数为F;③
.
19.在“探究电流与电阻的关系”的实验中,小强选用了4Ω、8Ω、10Ω、20Ω四个定值电阻,电电压恒为3V.
(1)请按图甲所示的电路图,将实物图乙连接完整.
(2)闭合开关接触时,发现电流表无示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电电压,造成这一现象的原因可能是 电阻R0开路 .
(3)排除电路故障后,闭合开关,移动滑片,当选用4Ω的电阻时,电流表示数如图丙所示,记为 0.5 A;以后每更换一个阻值更大的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 B (选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数 2V ,同时记下对应的电流值.
(4)根据实验数据,小强做出了如图丁所示的I﹣R图象,由于此图线为曲线,小强认为不便直观判断I与R的定量关系,于是对图象中的坐标进行了巧妙变换,从而直观判断出了I与R的关系.你认为小强的改进方法是: 将I﹣R图象的横坐标R变为(或R﹣1) .
【考点】IL:探究电流与电压、电阻的关系实验.
【分析】(1)滑动变阻器要按“一上一下”串联接入电路,电压表与电阻R0并联,根据电电压选择电压表的量程即可;
(2)电流表没有示数,电压表示数始终接近电电压,电路故障可能为电压表所测量的电阻开路;
(3)根据电流表选择的量程确定其分度值,结合指针位置进行读数即可; 探究电流与电阻的关系,应保持电压不变,根据串联分压规律即可确定滑动变阻器的滑片移动方向;
(4)根据I=可知,电压保持不变时,电流与电阻成反比关系;但是只根据I﹣R图象,不便直观判断I与R的定量关系,
可将I==U?进行变换即可看出:电压保持不变时,电流I与电阻的倒数成正比,从而直观判断出了I与R的关系.
【解答】解:(1)滑动变阻器要按“一上一下”串联接入电路,只需将滑动变阻器上面任一接线柱与电阻R0的右接线柱连接即可,
电压表要与电阻R0并联,由于电电压恒为3V,故电压表选择的量程为0~3V,只需将滑动变阻器的“3”接线柱与电阻R0的右接线柱连接,如图所示:
(2)闭合开关接触时,发现电流表无示数,说明电路开路,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电电压,
说明与电压表并联的部分电路开路,即电阻R0开路.
(3)由图丙可知,电流表选择的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,此时电流表示数为0.5A;
由欧姆定律得,则电阻R0两端的电压:U0=IR0=0.5A×4Ω=2V,即电压表示数保持2V不变;
根据串联分压规律可知,即:
=
,
由于电电压恒为U=3V,电压表示数保持U0=2V,
每更换一个阻值更大的电阻,滑动变阻器接入电路的阻值也应增大,
故应将滑动变阻器的滑片向B端移动,使电压表的示数2V,同时记下对应的电流值.
(4)小强做出了如图丁所示的I﹣R图象,由于此图线为曲线,不便直观判断I与R的定量关系,
根据I==U?可知,电压不变时,电流I与电阻的倒数成正比,故将横坐标R变为(或R﹣1),从而直观判断出了I与R的关系. 故答案为:(1)见上图; (2)电阻R0开路; (3)0.5;B;2V;
(4)将I﹣R图象的横坐标R变为(或R﹣1).
五、综合应用题(共2小题,满分18分)
20.如图所示,工人用斜面向上、大小为500N的推力,将重800N的货物从A
点匀速推至B点;再用100N的水平推力使其沿水平台面匀速运动5s,到达C点.已知AB长3m,BC长1.2m,距地面高1.5m.试问: (1)利用斜面搬运货物主要是为了 省力 ; (2)货物在水平面上运动的速度为多少? (3)水平推力做功的功率为多少? (4)斜面的机械效率为多少?
【考点】F6:斜面的机械效率;69:速度公式及其应用;FF:功率的计算. 【分析】(1)斜面属于简单机械的一种,使用斜面可以省力; (2)运用速度公式v=,代入数值可求速度; (3)运用P=Fv,代入数值可求功率大小;
(4)根据W=Gh求出有用功;推力做的功,W=Fs即总功;然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的效率.
【解答】解:(1)使用斜面可以省力;
(2)货物在水平面上运动的距离为s=1.2m,所用时间为t=5s; 在水平面上运动的速度为:v==
=0.24m/s;
(3)水平推力做功的功率:P=Fv=100N×0.24m/s=24W; (4)在斜面上推力做的功:W总=F′s=500N×3m=1500J; 做的有用功:W有=Gh=800N×1.5m=1200J; 则斜面的效率:η=
=
×100%=80%;
答:(1)利用斜面搬运货物主要是为了省力; (2)货物在水平面上运动的速度为0.24m/s; (3)水平推力做功的功率为24W; (4)斜面的机械效率为80%.