4. (08 Xiangfan, Hubei) (5 puntos) Después de aprender "Factores que afectan la magnitud de la fricción", Xiaoqiang descubrió que había bloques de hierro y bloques de madera en el laboratorio como se muestra en la imagen. Quería comparar la rugosidad de la superficie del bloque de hierro y la superficie del bloque de madera, y realizó los siguientes experimentos: (1) Como quería comparar la rugosidad de las superficies de los dos, debían permanecer sin cambios al experimentar. en el mismo nivel de escritorio. (2) Primero apile los bloques de madera sobre los bloques de hierro y tire de ellos con un dinamómetro de resorte. La indicación del dinamómetro de resorte es como se muestra en la figura, entonces la fuerza de fricción de la mesa contra el objeto es N. (3) Luego, (completa la ubicación de los dos bloques), repite el proceso anterior. La fuerza de fricción medida esta vez es 3,4 N. Se puede ver en los fenómenos experimentales anteriores que: La rugosidad de la superficie es mayor. 2. Explore la eficiencia mecánica de la pendiente. En la clase de actividad de física, los estudiantes anduvieron en bicicleta por una pendiente. Xiao Ming corrió hasta la cima de la pendiente en línea recta, mientras que Xiao Hong cabalgó hasta la cima de la pendiente a lo largo de una pendiente. Recorrido en forma de "S". Cuando llegaron a la cima de la pendiente, los dos tuvieron una conversación muy emotiva, como se muestra en la Figura 15. (1) Para verificar la afirmación de Xiao Ming, diseñaron un experimento para medir la eficiencia mecánica del plano inclinado: ① Como se muestra en la Figura 16, el equipo seleccionado es una tabla de madera larga, un bloque de madera 1 y un bloque de madera. 2. La herramienta de medición requerida es una báscula y_____ _______. ②Durante el experimento, se debe tirar del bloque de madera 1 para realizar un movimiento ___________. ③Realizaron tres operaciones A, B y C: entre las tres operaciones anteriores, las dos operaciones que pueden verificar la declaración de Xiao Ming son _______________. ④Si la afirmación de Xiao Ming es correcta, la relación entre la eficiencia mecánica de las dos operaciones que seleccionó es _________. (2) Si existen otras aplicaciones prácticas del conocimiento de la física en las que se basa el enfoque de Xiaohong, dé un ejemplo: ______________. 3. Explora las características de la presión de los líquidos 3. La siguiente imagen muestra al maestro demostrando la presión interna de los líquidos en seis imágenes. Excepto el agua salada concentrada en el vaso 2, el resto de los vasos están llenos de agua. Observe atentamente estas seis imágenes y luego responda: (1) Comparando las dos imágenes ①②, se puede concluir que la presión interna del líquido está relacionada con el _______ del líquido (2) Comparando las dos imágenes ⑤⑥, puede; Se puede concluir: El líquido La presión interna también está relacionada con el _______ del líquido (3) Comparando las tres imágenes ③④⑤, ¿qué otras conclusiones puedes sacar? _______ 4. Explora los factores que afectan la fuerza de flotación. Xiao Ming usó un dinamómetro de resorte, un bloque de metal y dos vasos de precipitados idénticos (que contienen una cierta cantidad de agua y queroseno, respectivamente) para medir la fuerza de flotación sobre un objeto sumergido en un líquido. . Para explorar. La siguiente figura muestra el proceso de investigación y los datos relacionados. (1) Analice las Figuras B, C y D para mostrar que la fuerza de flotación está relacionada con ____________________. (2) El diagrama de análisis ____________________ muestra que la fuerza de flotación está relacionada con la densidad del líquido. (3) La fuerza de flotación sobre un objeto completamente sumergido en queroseno es ____________________N. (4) Según los datos experimentales de la figura, la densidad del bloque de metal es kg/m3.
(g es 10 N/kg) (5) Xiao Ming también quiere explorar si la fuerza de flotación está relacionada con la forma del objeto. Describa brevemente el método experimental. 5. Explorando la Primera Ley de Newton La siguiente imagen muestra el proceso de explorar "la influencia de la resistencia en el movimiento de los objetos". (1) Según la situación en la imagen, se puede juzgar que la siguiente afirmación es correcta ( ) A. ① es una hipótesis, ②③ es un hecho experimental y ④ es una inferencia experimental B. ①②③④ son todos hechos experimentales C. ①② son hechos experimentales, ③④ son inferencias experimentales 4 D. ①②③ son hechos experimentales, ④ son inferencias experimentales (2) Cada vez, deje que el automóvil se deslice hacia abajo desde la misma altura en la pendiente desde el reposo y registre la posición donde el automóvil finalmente se detiene en el plano horizontal. Cuanto menor sea la resistencia que recibe el automóvil, mayor será la distancia que recorre. El automóvil en movimiento finalmente se detiene sobre la tabla de madera porque se actúa sobre él en dirección horizontal (seleccione "fuerza equilibrada", "fuerza desequilibrada" o "sin fuerza"). (3) Si usa bloques de madera para reemplazar el automóvil y luego explora "qué factores están relacionados con el tamaño de la fuerza de fricción", el equipo que debe agregarse son bloques de madera rectangulares, códigos de gancho y. 6. Explore los factores que afectan la energía cinética. La figura A es un dispositivo experimental para estudiar "qué factores están relacionados con la energía cinética de un objeto". alturas en la pendiente y golpear el mismo bloque de madera. La figura B es un dispositivo experimental para estudiar la "Primera ley de Newton". En el experimento, se permite que el mismo automóvil baje desde la misma altura sobre una pendiente desde el reposo y se mueva en planos con diferente rugosidad. Responda las siguientes preguntas: (1) El propósito de diseñar el experimento A es estudiar la relación entre la energía cinética de la bola de acero y . El propósito de diseñar el experimento B es estudiar la relación entre el automóvil en movimiento y . (2) El experimento A es el tamaño de la bola de acero que se empuja, lo que indica cuánto trabajo realiza la bola de acero sobre el bloque de madera, juzgando así el tamaño de la energía cinética de la bola de acero en función de la distancia; bloque de madera que se mueve en un plano con diferente rugosidad, razonando Se concluye que en circunstancias ideales, un objeto en movimiento siempre se moverá en línea recta con velocidad uniforme. (3) Sabemos que la masa de un objeto y su velocidad pueden afectar la energía cinética del objeto. Escriba en la línea horizontal a continuación cómo estudiar la relación entre la energía cinética y la masa de un objeto. 6. Exploración ampliada 1. El movimiento de un objeto que comienza a caer desde el reposo sólo bajo la acción de la gravedad se llama caída libre. Este tipo de movimiento sólo puede ocurrir en un espacio sin aire. En un espacio con aire, si el efecto de la resistencia del aire es relativamente pequeño y puede ignorarse, la caída de un objeto también puede considerarse aproximadamente como un movimiento de caída libre. Para explorar qué factores están relacionados con la velocidad del movimiento de caída libre, Xiao Ming tiene la siguiente conjetura: Conjetura 1: La velocidad del objeto que cae está relacionada con el material del objeto Conjetura 2: La velocidad del objeto que cae; está relacionado con la altura del objeto que cae Conjetura 3: La velocidad del objeto que cae está relacionada con la calidad del objeto.
Para verificar la exactitud de la conjetura, varios estudiantes realizaron una serie de experimentos con tres bolas de metal. Los datos experimentales se registran de la siguiente manera: ⑴ Para verificar la conjetura 1, se deben comparar los números de serie del experimento y la conclusión es: ⑵ Ayude a Xiao Ming a verificar la conjetura Tres: ①Equipo: bola de hierro A de 0,5 kg, bola de hierro B de 1 kg y cinta métrica. El otro equipo requerido es ②Pasos experimentales: Número de experimento Altura de caída del material (m) Tiempo de caída (s) 1; Bola de hierro 20 1,96 2 Bola de hierro 30 2,47 3 Lanzamiento de peso 20 1,96 5 ③ Conclusión: ⑶ Xiao Min también estudió este problema. Dejó que dos trozos de papel idénticos (uno plano y el otro doblado por la mitad) comenzaran a caer desde el reposo sobre el suelo. tercer piso al mismo tiempo, se encontró que dos pedazos de papel (completar "al mismo tiempo" o "no al mismo tiempo") aterrizaron en el suelo durante el proceso de caída, los dos pedazos de papel hicieron (. complete "sí" o "no") movimiento de caída libre porque. 2. Podemos utilizar botellas de agua mineral para hacer pequeños experimentos que ilustren algunos conocimientos de física. ○ 1 Apretar una botella de agua mineral vacía con ambas manos puede deformar la botella. Si la fuerza aplicada aumenta, el grado de deformación de la botella aumentará, lo que muestra que el efecto de la fuerza está relacionado con la fuerza. de la pared lateral de la botella de agua mineral vacía Haga dos pequeños orificios, el superior y el inferior, y llénelos con agua. Puede observar que el agua sale por los dos orificios y el agua sale por el orificio inferior. sale a borbotones más rápido. Esto muestra que la presión del líquido aumenta con la profundidad. ________; ○ 3 Vierta una pequeña cantidad de agua caliente en la botella de agua mineral vacía, agítela, viértala y cierre inmediatamente la tapa de la botella. mientras, verás que la botella se abolla lentamente hacia adentro, lo que significa ○ 4 Coloca la botella de agua mineral vacía sobre una superficie horizontal sobre una mesa, si soplas con fuerza hacia los lados rodará, pero si soplas con la misma fuerza hacia los lados; su parte inferior no se deslizará fácilmente, lo que demuestra que bajo las mismas condiciones de presión. 3. En cierta actividad de investigación, Xiao Ming llegó a la conclusión dada por el maestro: "Cuando la pelota se suelta desde el reposo en una pendiente suave, cuanto mayor es la altura, mayor es la velocidad cuando llega al fondo de la pendiente, independientemente de la masa de la pelota." Surgieron preguntas. Adivinó la velocidad de la pelota cuando rodó libremente desde la misma pendiente suave hasta el fondo. Conjetura 1: Puede que no tenga nada que ver con la altura de la pelota en la pendiente suave. Conjetura 2: Puede que tenga que ver con la. masa de la bola. Seleccionó algunos equipos experimentales y realizó el siguiente experimento (A, B y C en la figura representan las posiciones de las pequeñas bolas de acero al final de 0,1 s, 0,2 s y 0,3 s respectivamente. La relación de masa de las bolas de acero 1, 2 y 3 es m1 lt; m2 = m3) (1) El experimento 1 es para verificar la conjetura (completa "1" o "2"). la velocidad de una bola pequeña que rueda libremente desde la misma pendiente suave hasta el fondo es la misma que la de la bola pequeña. La masa de la bola _____________ __ (opcional "relevante" o "irrelevante") (2) En el experimento 2, Las bolas pequeñas 2 y 3 se lanzaron desde el reposo al mismo tiempo a diferentes alturas en la misma pendiente suave, y sus velocidades cuando llegaron al fondo fueron respectivamente v2, v3, juzgue v2 v3 (opcional "gt;", "=" o "lt;"). (3) Después de completar la exploración anterior, Xiao Ming continuó realizando el tercer experimento de "explorar la relación entre la magnitud de la energía cinética y la velocidad". Según los resultados experimentales 1 2 A C B 2 3 A C B Experimento 1: Experimento 2: 2. 1 Experimento 3: 6: Llegó a la conclusión de que "cuanto mayor es la velocidad, mayor es la energía cinética". (Opcional "confiable" o "no confiable").
La razón es. 7. Preguntas de cálculo 1. En la obra, los trabajadores deben transportar una pila de materiales de construcción a una altura de 10 m. El estudiante Jiang Rong diseñó e instaló el dispositivo como se muestra en la imagen. Cada polea del dispositivo pesa 100 N. Un trabajador utiliza este dispositivo para levantar una pieza de material de construcción que pesa 900 N cada vez. El trabajador tira de la cuerda a una velocidad de 0,8 m/s durante el proceso de construcción: (1) ¿Cuál es la potencia efectiva del trabajador al levantar la pieza? material de construcción? (2) ¿Cuál es la potencia del dispositivo? ¿Cuál es la eficiencia mecánica? (Excluyendo el peso de la cuerda y la fricción) (3) Sun Ping quiere utilizar motores eléctricos como energía para reemplazar el trabajo de las personas y transformar el dispositivo en un grúa simple (la velocidad de elevación de objetos está limitada a 0,4 m/s). Fue al almacén y encontró dos motores eléctricos. Algunos de los datos en las placas de identificación se muestran en la siguiente tabla. Quería elegir uno de ellos. Ayúdame a elegir. Para el motor que elijas, explica cómo usar el dispositivo para lograr una configuración razonable. 2. Como se muestra en la Figura 14, hay un polipasto "tipo jaula" que se utiliza en sitios de construcción pequeños. Puede elevar los materiales de construcción colocados en la jaula A a un lugar alto. Se sabe que la masa del material de construcción que se levanta es de 280 kg, la fuerza de tracción F lo eleva a una altura de 10 m con una velocidad constante de 0,5 m/s y la potencia de la fuerza de tracción F es de 2 kW. Ignore la fricción y el peso de los cables metálicos y las poleas en movimiento. Encuentre: (1) ¿Cuál es el trabajo realizado por la fuerza de tracción F sobre los materiales de construcción levantados? (2) ¿Cuál es la gravedad de la jaula A? (3) ¿Cuál es la eficiencia mecánica del polipasto al levantar materiales de construcción? Modelo