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【題目】如圖所示,過山車是一項(xiàng)富有刺激性的娛樂工具。那種風(fēng)馳電掣、有驚無險(xiǎn)的快感令不少人著迷。如果你對物理學(xué)感興趣的話,那么在乘坐過山車的過程中不僅能夠體驗(yàn)到冒險(xiǎn)的快感,還有助于理解力學(xué)定律。實(shí)際上,過山車的運(yùn)動包含了許多物理學(xué)原理,人們在設(shè)計(jì)過山車時(shí)巧妙地運(yùn)用了這些原理。如果能親身體驗(yàn)一下由能量守恒、加速度和力交織在一起產(chǎn)生的效果,那感覺真是妙不可言。這次同物理學(xué)打交道不用動腦子,只要收緊你的腹肌,保護(hù)好腸胃就行了。當(dāng)然,如果你受身體條件和心理承受能力的限制,無法親身體驗(yàn)過山車帶來的種種感受,你不妨站在一旁仔細(xì)觀察過山車的運(yùn)動和乘坐者的反應(yīng)。
在剛剛開始時(shí),過山車的小列車是依靠一個(gè)機(jī)械裝置的推力推上最高點(diǎn)的,但在第一次下行后,就再也沒有任何裝置為它提供動力了。事實(shí)上,從這時(shí)起,帶動它沿軌道行駛的唯一的“發(fā)動機(jī)”將是重力勢能,即由重力勢能轉(zhuǎn)化為動能、又由動能轉(zhuǎn)化為重力勢能這樣一種不斷轉(zhuǎn)化的過程構(gòu)成的。重力勢能是物體因其所處位置而自身擁有的能量,它是由于物體和地球的引力相互作用而產(chǎn)生的。對過山車來說,它的重力勢能在處于最高點(diǎn)時(shí)達(dá)到了最大值,也就是當(dāng)它爬升到“山丘”的頂峰時(shí)最大。當(dāng)過山車開始下降時(shí),它的重力勢能就不斷地減少(因?yàn)楦叨认陆盗耍,但能量不會消失,而是轉(zhuǎn)化成了動能,也就是運(yùn)動的能量。不過,在能量的轉(zhuǎn)化過程中,由于過山車的車輪與軌道的摩擦而產(chǎn)生了熱量,從而損耗了少量的機(jī)械能(動能和重力勢能)。這就是為什么在設(shè)計(jì)中隨后的小山丘比開始時(shí)的小山丘略矮一點(diǎn)的原因。
過山車最后一節(jié)小車廂里是過山車贈送給勇敢的乘客最為刺激的禮物。事實(shí)上,下降的感受在過山車的尾部車廂最為強(qiáng)烈。因?yàn)樽詈笠还?jié)車廂通過最高點(diǎn)時(shí)的速度比過山車頭部的車廂要快,這是由于過山車中部的重心最高時(shí),重力勢能最大,而當(dāng)尾部到達(dá)最高點(diǎn)時(shí),重心位置已經(jīng)不在最高位置,已經(jīng)有一部分重力勢能轉(zhuǎn)化為動能了。這樣,乘坐在最后一節(jié)車廂的人就能夠快速地達(dá)到和跨越最高點(diǎn),從而就會產(chǎn)生一種要被拋離的感覺,因?yàn)橹匦恼诩铀傧蛳逻\(yùn)動。尾部車廂的車輪是牢固地扣在軌道上的,否則在到達(dá)頂峰附近時(shí),小車廂就可能脫軌飛出去。中前部的車廂情況就不同了,過山車的重心在“身后”,在短時(shí)間內(nèi),它雖然處在下降的狀態(tài),但是它要“等待”重心越過高點(diǎn)被重力推動。
(1)過山車上升階段,其重力勢能。(填“增加”、“減少”、“不變”)
(2)過山車在軌道的最低處,運(yùn)動最快,動能最大,說明物體的動能同有關(guān)。
(3)設(shè)計(jì)師所設(shè)計(jì)的過山車軌道中,過山車依次通過的豎直回環(huán)的高度一次比一次低的原因是。
(4)在過山車運(yùn)行起來以后,坐在過山車不同位置的乘客,通過某一豎直回環(huán)的最高點(diǎn)時(shí),乘坐在( 選填“車中部”、“車尾部”)通過時(shí)速度最大。
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【題目】在實(shí)驗(yàn)課上,小芳做了如圖所示的三個(gè)實(shí)驗(yàn).由實(shí)驗(yàn)可知:
(1)她要探究的問題是:;
(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:;
(3)實(shí)驗(yàn)中所用到的科學(xué)方法有:和 .
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【題目】鄭小楚同學(xué)想要用如圖所示的杠桿來提升重物M。已知重物M的底面積為0.2m2,質(zhì)量為48kg,O點(diǎn)為支點(diǎn),A點(diǎn)為鄭小楚手的作用點(diǎn),B點(diǎn)為重物M的作用點(diǎn),且OA=2OB=60cm,求:(g取10N/kg)
(1)鄭小楚用100N的力向下拉杠桿時(shí),重物M對地面的壓強(qiáng)。
(2)當(dāng)重物恰好離開地面后,鄭小楚用力將重物M在豎直方向上以0.05m/s的速度勻速向上提升了8s,在這一過程中,王銘做的有用功。
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【題目】鄭小楚同學(xué)想要探究“影響浮力大小的因素”,于是他利用彈簧測力計(jì)、燒杯、水和酒精等實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行如圖甲所示的實(shí)驗(yàn),并且根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出了石塊從一開始到完全浸沒在水中時(shí)受到的浮力F浮隨浸入液體的體積V變化的圖像(如圖乙所示)。請根據(jù)圖示信息回答下列問題。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10 N/kg)
(1)石塊全部浸沒在水中時(shí),受到的浮力為____________N;
(2)根據(jù)圖乙我們可以得出結(jié)論:浸入水中的物體所受到的浮力隨著它浸入液體體積的增大而__________。
(3)如圖甲所示,將石塊浸沒在酒精中后,彈簧測力計(jì)的示數(shù)增大,石塊所受到的浮力_____________,由此可知,酒精的密度____________(選填“大于”或“小于”)水的密度。
【拓展】
①石塊的體積是________________m3;
②石塊的密度為ρ=____________________kg/m3。
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【題目】下列實(shí)例中屬于機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是
A.內(nèi)燃機(jī)的活塞在燃?xì)馔苿酉逻\(yùn)動 B.點(diǎn)燃的火箭飛向太空
C.夏天,廣場上的石凳被曬得發(fā)燙 D.隕石墜入地球大氣層成為流星
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【題目】某實(shí)驗(yàn)小組用四個(gè)所受重力相同的滑輪組成了如圖甲、圖乙所示的滑輪組進(jìn)行實(shí)驗(yàn),該小組用甲、乙兩個(gè)滑輪組分別將重物勻速提升相同的高度。不計(jì)繩重及摩擦,下列說法不正確的是( )
A. 若G1=G2,則拉力F1和F2做的功一定相等
B. 若G1=G2,則兩裝置的機(jī)械效率相同,且F1>F2
C. 當(dāng)提升的重物所受的重力逐漸增大時(shí),兩裝置的機(jī)械效率將隨著提高
D. 用相同速度拉動兩裝置繩子自由端時(shí),提升重物的速度一定相等
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【題目】考試時(shí),許多同學(xué)有一個(gè)不良習(xí)慣,將筆放在手指上不停地轉(zhuǎn)圈,筆會經(jīng)常掉到地面或桌面上發(fā)出噪聲.下列說法正確的是( )
A.筆在下落過程中不受力的作用,是由于慣性
B.筆在勻速轉(zhuǎn)動時(shí)受到平衡力作用
C.筆在手指撥動時(shí)才會連續(xù)轉(zhuǎn)圈,說明力是維持物體運(yùn)動的原因
D.以上都不對
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【題目】如圖所示的電路中,燈L標(biāo)有“6V 3W”的字樣(假定燈絲電阻不變),電源電壓是6V且保持不變,R1=12Ω,電流表量程是0~0.6A,在保證電路各元件安全的情況下,下列分析正確的是( 。
A. 斷開開關(guān)S1、S2,滑片從中點(diǎn)向右移動時(shí),電壓表示數(shù)變小
B. 斷開開關(guān)S1、S2,移動滑片,電路中的最大總功率可達(dá)到3.6W
C. 閉合開關(guān)S1、S2,變阻器連入電路的電阻最小是60Ω
D. 閉合開關(guān)S1、S2,滑片向左端移動時(shí),電流表的示數(shù)變大
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【題目】關(guān)于物質(zhì)的熱容,下列說法中正確的( )
A.物質(zhì)的溫度越高,比熱容越大 B.物質(zhì)吸收的熱量越多,比熱容越大
C.物質(zhì)的質(zhì)量越大,比熱容越大 D.物質(zhì)的比熱容與質(zhì)量、溫度無關(guān)
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【題目】在如圖所示的電路中,閉合開關(guān)S后會發(fā)現(xiàn)與彈簧相連的條形磁體(顏色深的一極為N極)向左滑動。則下列分析正確的是( )
A. 電磁鐵的A端為N極,電源左端為“+”極
B. 利用這一現(xiàn)象所揭示的原理可制成的設(shè)備是發(fā)電機(jī)
C. 當(dāng)滑動變阻器的滑動片P向左端移動時(shí),彈簧將伸長
D. 若滑動變阻器的滑片P不動,抽去電磁鐵鐵芯,彈簧將變長
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