1. 小华同学为探究水流对不同形状物体的冲击力,设计了一个实验装置,如图甲所示。电源电压保持3V不变,电流表量程为0~1A,电阻不计,粗细均匀的电阻丝MN全长12cm,总电阻为9Ω,它的阻值与其接入电路的长度成正比。水平光滑杆AB上套有弹簧,弹簧弹力与其伸长量x的关系如图乙所示,弹簧左端固定,右端连接有滑块,滑块与滑片P、物体Q通过硬杆相连。滑片与电阻丝始终保持良好接触。水流冲击力为零时,滑片P刚好与电阻丝左端相接触,此时电流表刚好满偏。测量时,滑块稳定后,小华通过电流表示数可计算出物体受到的水流冲击力大小。

(1) 在水流冲击力的作用下,弹簧伸长,这说明力可以改变物体的
(2) 电路中R0的作用是,电阻R0的阻值为
(3) 该装置能测量的水流冲力最大(即滑片P刚好移到最右端N的位置)时,电流表的示数为
(4) 当电流表读数为0.5A时,物体所受的冲击力大小为
【考点】
力的作用效果; 欧姆定律及其应用; 电路的动态分析;
【答案】

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实验探究题 困难
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1. 小华在观摩一次自行车比赛中,看到运动员在转弯时,身体和自行车都是向弯道内侧倾斜的,骑自行车转弯时,身体为什么要向弯道内侧倾斜呢?小华提出疑问:“要想转弯,身体倾斜是为了给自行车一个向内侧转弯的力”,我们平时骑自行转弯时,身体的倾斜没有这么明显,可为什么比赛时选手倾斜得这么明显呢?且靠近内道的选手转弯时比外道选手倾斜得更明显,使骑行的自行车转弯的力的大小,可能与哪些因素有关呢?接着,小华小组设计实验,并在实验室里用小球代替运动员,探究“小球转弯时受力的大小与哪些因素有关”的实验,小华提出了三种猜想:

猜想一:可能与小球的速度有关;

猜想二:可能与小球的质量有关;

猜想三:可能与圆弧形轨道的半径有关。

把半径为0.5米的半圆轨道(左端连着横杆)通过横杆在O点与墙壁活动连接(能绕O点在竖直方向自由转动),轨道置于压力传感器上时,分别让小钢球分别从距离传感器表面不同高度的弧面处自由滚下,如图乙所示,观察、记录每次压力传感器达到的最大示数(注:小钢球到达最低点时的示数最大),记录如下表:

次数

1

2

3

4

5

6

7

8

9

小钢球质量m/g

30

30

30

60

60

60

90

90

90

距离传感器高度h/m

0.3

0.4

0.5

0.3

0.4

0.5

0.3

0.4

0.5

传感器最大示数F/N

1.66

1.78

1.9

2.32

2.56

2.80

2.98

3.34

3.70

(1)小华“要想转弯必须受力”的观点很有道理,因为力可以

(2)小钢球从轨道同一高度由静止释放的目的是

(3)通过比较实验1、4、7(或2、5、8或3、6、9),能够初步得出的结论是

(4)通过比较(填实验序号)三次实验可以论证猜想一。查阅资料可知,F等于轨道和小钢球的总重力G与小球滚动时产生的一个“力”的和,在固定的轨道滚动时,结合表格数据,当小球质量为60g时,传感器最大示数F与距离传感器的高度h的表达式是F=

(5)分析材料,你觉得小华是因为上文中现象提出这个猜想三的。如果还想验证猜想三,请你说说简要的做法:

实验探究题 普通