小華在觀摩一次自行車比賽中,看到運(yùn)動(dòng)員在轉(zhuǎn)彎時(shí),身體和自行車都是向彎道內(nèi)側(cè)傾斜的,如圖甲所示,騎自行車轉(zhuǎn)彎時(shí),身體為什么要向彎道內(nèi)側(cè)傾斜呢?小華提出疑問:“要想轉(zhuǎn)彎,必須受力,身體傾斜是為了給自行車一個(gè)向內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)彎的力”,我們平時(shí)騎自行轉(zhuǎn)彎時(shí),身體的傾斜沒有這么明顯,可為什么比賽時(shí)選手傾斜得這么明顯呢?且靠近內(nèi)道的選手轉(zhuǎn)彎時(shí)比外道選手傾斜得更明顯,使騎行的自行車轉(zhuǎn)彎的力的大小,可能與哪些因素有關(guān)呢?接著,小華小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),并在實(shí)驗(yàn)室里用小球代替運(yùn)動(dòng)員,探究“小球轉(zhuǎn)彎時(shí)受力的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)。小華提出了三種猜想。
猜想一:可能與小球的速度有關(guān);
猜想二:可能與小球的質(zhì)量有關(guān);
猜想三:可能與圓弧形軌道的半徑有關(guān)。
把半徑為0.5米的半圓軌道(左端連著橫桿)通過橫桿在O點(diǎn)與墻壁活動(dòng)連接(能繞O點(diǎn)在豎直方向自由轉(zhuǎn)動(dòng)),軌道置于壓力傳感器上時(shí),分別讓小鋼球從距離傳感器表面不同高度的弧面處自由滾下,如圖乙所示,觀察、記錄每次壓力傳感器達(dá)到的最大示數(shù)(注:小鋼球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的示數(shù)最大),記錄如下表:
次數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
小鋼球質(zhì)量m/g | 30 | 30 | 30 | 60 | 60 | 60 | 90 | 90 | 90 |
距離傳感器高度h/m | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.3 | 0.4 | 0.5 |
傳感器最大示數(shù)F/N | 1.66 | 1.78 | 1.9 | 2.32 | 2.56 | 2.80 | 2.98 | 3.34 | 3.70 |
改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
。(2)小鋼球從軌道同一高度由靜止釋放的目的是
小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)具有相同的速度
小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)具有相同的速度
。(3)通過比較實(shí)驗(yàn)1、4、7(或2、5、8或3、6、9),能夠初步得出的結(jié)論是
小球速度一定時(shí),小球的質(zhì)量越大,小球轉(zhuǎn)彎時(shí)受力就越大
小球速度一定時(shí),小球的質(zhì)量越大,小球轉(zhuǎn)彎時(shí)受力就越大
。(4)通過比較
1、2、3(或4、5、6或7、8、9)
1、2、3(或4、5、6或7、8、9)
(填實(shí)驗(yàn)序號(hào))三次實(shí)驗(yàn)可以論證猜想一。查閱資料可知,F(xiàn)等于軌道和小鋼球的總重力G與小球滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的一個(gè)“力”的和,在固定的軌道滾動(dòng)時(shí),該“力”的大小與小球距離傳感器高度h成正比,結(jié)合表格數(shù)據(jù),當(dāng)小球質(zhì)量為60g時(shí),傳感器最大示數(shù)F與距離傳感器的高度h的表達(dá)式是F=2.4h+1.6
2.4h+1.6
。(5)分析材料,你覺得小華是因?yàn)樯衔闹?
靠近內(nèi)道的選手轉(zhuǎn)彎時(shí)比外道選手傾斜得更明顯
靠近內(nèi)道的選手轉(zhuǎn)彎時(shí)比外道選手傾斜得更明顯
現(xiàn)象提出這個(gè)猜想三的。如果還想驗(yàn)證猜想三,請(qǐng)你說說簡(jiǎn)要的做法:使同一小鋼球從不同軌道的同一高度自由滾下
使同一小鋼球從不同軌道的同一高度自由滾下
。【考點(diǎn)】控制變量法.
【答案】改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài);小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)具有相同的速度;小球速度一定時(shí),小球的質(zhì)量越大,小球轉(zhuǎn)彎時(shí)受力就越大;1、2、3(或4、5、6或7、8、9);2.4h+1.6;靠近內(nèi)道的選手轉(zhuǎn)彎時(shí)比外道選手傾斜得更明顯;使同一小鋼球從不同軌道的同一高度自由滾下
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/9/19 17:0:8組卷:7引用:1難度:0.4
相似題
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1.小華騎自行車下坡時(shí)腳并沒有對(duì)踏板施力,但是自行車下坡越來越快,他想到:在斜面上,物體下滑的快慢與哪些因素有關(guān)呢?回家后他找來了小車、秒表、刻度尺、充當(dāng)斜面的木板和可以墊高木板一端的木塊,開始進(jìn)行了探究,如圖所示。首先對(duì)影響小車下滑快慢的因素作出以下猜想:
猜想一:與小車的質(zhì)量有關(guān);
猜想二:與斜面的長(zhǎng)度有關(guān);
猜想三:與斜面的高度有關(guān)。
(1)根據(jù)所學(xué)知識(shí),小車由斜面高處下滑過程中,速度越來越快是由于小車的 能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能;下滑過程中,由于受到摩擦力,小車的一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為 能。
(2)為了驗(yàn)證猜想一,小華設(shè)計(jì)的方案是在小車內(nèi)放置不同數(shù)量的鉤碼,分別從斜面的頂端由靜止釋放,測(cè)出下滑的時(shí)間,用下滑時(shí)間的長(zhǎng)短來比較物體在斜面上下滑的快慢。小華測(cè)量的結(jié)果如下表,若小車從斜面頂端到底端經(jīng)過的長(zhǎng)度為1m,則第1次小車下滑的平均速度為 m/s。觀察了數(shù)據(jù)后,她懷疑第三次測(cè)量錯(cuò)誤,于是重新測(cè)量并進(jìn)行了修正。你認(rèn)為小華第三次測(cè)量時(shí)間偏小的原因,除了秒表使用過程中不符合要求外,還有可能在操作上存在的問題是 ;經(jīng)過對(duì)修正后的數(shù)據(jù)分析,猜想一是錯(cuò)誤的。實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 小車內(nèi)放置鉤碼的質(zhì)量m/g 0 50 100 150 時(shí)間t/s 2.5 2.5 2.0 2.5
(4)小華若要檢驗(yàn)猜想三,每一次實(shí)驗(yàn)可以讓小車都從同一斜面的頂端開始下滑,通過改變 來改變小車的初始離地高度,然后通過計(jì)算小車在斜面上的平均速度來比較下滑的快慢。發(fā)布:2024/12/24 4:30:1組卷:116引用:2難度:0.5 -
2.“瓢潑大雨”以很大的速度落到地面,“毛毛細(xì)雨”則緩慢地飄落到地面。這是怎么回事呢?原來從高空下落的物體,開始時(shí)的速度會(huì)越來越大,所受空氣阻力也會(huì)隨速度的增大而增大。當(dāng)速度增大到一定程度,空氣阻力增大到與物體的重力相等時(shí),這時(shí)物體將以這一速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),通常把這個(gè)速度稱為收尾速度,所以輕重和大小不同的雨滴收尾速度不同。受此啟發(fā),小白同學(xué)認(rèn)為可以通過測(cè)量不同的小球的收尾速度等,得出最大空氣阻力跟球的半徑和速度的關(guān)系,部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示。(g=10N/kg)
小球編號(hào) 1 2 3 4 5 小球質(zhì)量m(g) 2 5 45 40 小球半徑r(cm) 0.5 0.5 1.5 2 3 小球的受尾速度v(m/s) 16 40 40 20
(2)實(shí)驗(yàn)中,測(cè)量出小球受到最大空氣阻力大小的原理是 ;編號(hào)為1的小球在BC段所受空氣阻力為 N。
(3)通過比較 號(hào)(寫數(shù)字序號(hào)即可)兩個(gè)小球可以初步得出結(jié)論:半徑相同時(shí),小球受到的最大空氣阻力與速度成正比。
(4)通過比較2、3號(hào)兩個(gè)小球可以初步得出結(jié)論是:速度相同時(shí),小球受到的最大空氣阻力與 成正比。
(5)如果上述規(guī)律具有普遍性,為了與4號(hào)小球作對(duì)比,再次探究最大空氣阻力與小球半徑的關(guān)系,5號(hào)小球的質(zhì)量應(yīng)設(shè)置為 g。發(fā)布:2024/12/24 4:30:1組卷:124引用:2難度:0.5 -
3.閱讀《空氣對(duì)球形物體的阻力》,回答題。
空氣對(duì)球形物體的阻力
日常生活中存在這樣的現(xiàn)象:飛機(jī)、輪船、汽車等交通工具運(yùn)行時(shí),受到空氣阻力;人在水中游泳、船在水中行駛時(shí),受到水的阻力;百米賽跑時(shí),奔跑得越快,我們感到風(fēng)的阻力越大,這是什么原因呢?
查閱相關(guān)資料得知:物體在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)受到阻力作用,該阻力叫做流體阻力。流體阻力大小跟相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度大小有關(guān),速度越大,阻力越大;跟物體的橫截面積有關(guān),橫截面積越大,阻力越大;跟物體的形狀有關(guān),頭圓尾尖(這種形狀通常叫做流線型)的物體受到的阻力較小。物體從高空由靜止下落,速度會(huì)越來越大,所受阻力也越來越大,下落一段距離后,當(dāng)阻力增加到與重力相等時(shí),將以某一速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),這個(gè)速度稱為收尾速度。
某科學(xué)活動(dòng)小組做了“球形物體在空氣中下落時(shí),受到的阻力大小與球的半徑和速度關(guān)系”的實(shí)驗(yàn),測(cè)量數(shù)據(jù)見下表。(g取10N/kg)球體編號(hào) 1 2 3 球體質(zhì)量(kg) 2 5 18 球體半徑(×10-2m) 5 5 15 球體收尾速度(m/s) 16 40 40
(1)1號(hào)球受到空氣阻力的最大值是N。
(2)分析半徑相同的球,收尾速度的大小與有關(guān)。
(3)對(duì)于3號(hào)球,當(dāng)速度為20m/s時(shí),受到的空氣阻力(填“大于”、“等于”或“小于”)重力。
(4)轎車的外形通常做成流線型,其目的是。發(fā)布:2024/12/24 6:30:1組卷:63引用:4難度:0.5
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