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23.(5分)如图所示,小明把小桌放在透明的沙箱中,让重物从高处落下,撞击小桌,观察桌腿陷入沙子的深度,探究重力势能的大小与哪些因素有关。
(1)实验探究的是________(选填“重物”或“小桌”的重力势能。
(2)通过实验,发现同一个重物从不同高度落下,高度越高,能够对外做功越________,说明它的重力势能越________。
(3)重力势能与质量有什么关系?你的猜想是:物体的质量越大,其重力势能越________。为了验证猜想,请你简述实验操作方法:__________________________。

(1)实验探究的是________(选填“重物”或“小桌”的重力势能。
(2)通过实验,发现同一个重物从不同高度落下,高度越高,能够对外做功越________,说明它的重力势能越________。
(3)重力势能与质量有什么关系?你的猜想是:物体的质量越大,其重力势能越________。为了验证猜想,请你简述实验操作方法:__________________________。
答案:
(1)重物
(2)多 大
(3)大 让质量不同的重物从相同的高度释放,撞击小桌,观察桌腿陷入沙子的深度 [解析]
(1)重物从高处落下,撞击小桌,重物给小桌一个竖直向下的压力,小桌在这个力的作用下竖直向下移动了距离,重物对小桌做功,故实验探究的是重物的重力势能;
(2)通过实验,发现同一个重物从不同高度落下,高度越高,能够对外做功越多,说明它的重力势能越大;
(3)猜想是:物体的质量越大,其重力势能越大;实验步骤:让质量不同的重物从相同的高度释放,撞击小桌,观察桌腿陷入沙子的深度。
(1)重物
(2)多 大
(3)大 让质量不同的重物从相同的高度释放,撞击小桌,观察桌腿陷入沙子的深度 [解析]
(1)重物从高处落下,撞击小桌,重物给小桌一个竖直向下的压力,小桌在这个力的作用下竖直向下移动了距离,重物对小桌做功,故实验探究的是重物的重力势能;
(2)通过实验,发现同一个重物从不同高度落下,高度越高,能够对外做功越多,说明它的重力势能越大;
(3)猜想是:物体的质量越大,其重力势能越大;实验步骤:让质量不同的重物从相同的高度释放,撞击小桌,观察桌腿陷入沙子的深度。
24.(4分)小刚想粗略地测算自己在单杠上做引体向上运动时的功率,如图所示。
(1)该过程需要的测量工具:电子秤、刻度尺、________。
(2)请帮他设计实验步骤:
①用电子秤测出小刚的________(填物理量及其对应字母);
②小刚吊在单杠上,测量下巴到单杠的高度h,也就是人体上升的高度;
③连续完成n次引体向上,记录需要的________(填物理量及其对应字母);
④计算做功的功率P=________(用已知量g及上述所测物理量的符号表示)。

(1)该过程需要的测量工具:电子秤、刻度尺、________。
(2)请帮他设计实验步骤:
①用电子秤测出小刚的________(填物理量及其对应字母);
②小刚吊在单杠上,测量下巴到单杠的高度h,也就是人体上升的高度;
③连续完成n次引体向上,记录需要的________(填物理量及其对应字母);
④计算做功的功率P=________(用已知量g及上述所测物理量的符号表示)。
答案:
(1)秒表
(2)①质量m ③时间t ④nmgh/t
[解析]
(1)实验中,需要测量连续完成n次引体向上的时间,因此还需要的测量工具有秒表;
(2)①实验中应该用电子秤测量小刚的质量m;③连续完成n次引体向上,记录需要的时间t;④计算做功的功率的表达式为:P = W/t = nGh/t = nmgh/t。
(1)秒表
(2)①质量m ③时间t ④nmgh/t
[解析]
(1)实验中,需要测量连续完成n次引体向上的时间,因此还需要的测量工具有秒表;
(2)①实验中应该用电子秤测量小刚的质量m;③连续完成n次引体向上,记录需要的时间t;④计算做功的功率的表达式为:P = W/t = nGh/t = nmgh/t。
25.(5分)小明利用弹簧测力计、实心铁块、烧杯等器材,探究浮力的大小跟哪些因素有关。他提出如下猜想,设计并进行了实验,如图所示。
猜想1:浮力大小与液体的密度有关;
猜想2:浮力大小与物体排开液体的体积有关;
猜想3:浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关。
(1)实心铁块的重力是________N。
(2)实心铁块在水中受到的最大浮力是________N。
(3)从图c到图d的过程中,水对烧杯底的压强________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)d、e两图可以验证猜想________是正确的。
(5)易错题e图中,若烧杯的底面积是25cm²,实心铁块浸没入液体前后,液体对容器底的压强变化了________Pa。(ρ酒精=0.8×10²kg/m²)

猜想1:浮力大小与液体的密度有关;
猜想2:浮力大小与物体排开液体的体积有关;
猜想3:浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关。
(1)实心铁块的重力是________N。
(2)实心铁块在水中受到的最大浮力是________N。
(3)从图c到图d的过程中,水对烧杯底的压强________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)d、e两图可以验证猜想________是正确的。
(5)易错题e图中,若烧杯的底面积是25cm²,实心铁块浸没入液体前后,液体对容器底的压强变化了________Pa。(ρ酒精=0.8×10²kg/m²)
答案:
(1)5
(2)1
(3)不变
(4)1
(5)320
[解析]
(1)弹簧测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为5N,即铁块的重力为5N;
(2)由a、c两图知实心铁块在水中受到的最大浮力是:F浮 = G - F示 = 5N - 4N = 1N;
(3)由图c到图d知,同种液体密度相同,铁块都浸没在液体中,V排相同,故液面深度不变,根据p = ρgh可知,水对烧杯底部的压强不变;
(4)由图d到图e知,铁块排开液体的体积不变,液体密度不同,弹簧测力计的示数不同,由F浮 = G - F示知浮力不同,可以得出浮力与液体的密度有关,故猜想1正确;
(5)由F浮 = ρ液gV排得实心铁块排开酒精的体积为:V排 = F浮酒精/(ρ酒精g) = (5N - 4.2N)/(0.8×10³kg/m³×10N/kg) = 1×10⁻⁴m³;铁块浸入前到浸没后,圆柱形容器内酒精液面上升的高度为:Δh = V排/S = 1×10⁻⁴m³/(25×10⁻⁴m²) = 0.04m,液体对容器底的压强变化了:Δp = ρ酒精gΔh = 0.8×10³kg/m³×10N/kg×0.04m = 320Pa。
(1)5
(2)1
(3)不变
(4)1
(5)320
[解析]
(1)弹簧测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为5N,即铁块的重力为5N;
(2)由a、c两图知实心铁块在水中受到的最大浮力是:F浮 = G - F示 = 5N - 4N = 1N;
(3)由图c到图d知,同种液体密度相同,铁块都浸没在液体中,V排相同,故液面深度不变,根据p = ρgh可知,水对烧杯底部的压强不变;
(4)由图d到图e知,铁块排开液体的体积不变,液体密度不同,弹簧测力计的示数不同,由F浮 = G - F示知浮力不同,可以得出浮力与液体的密度有关,故猜想1正确;
(5)由F浮 = ρ液gV排得实心铁块排开酒精的体积为:V排 = F浮酒精/(ρ酒精g) = (5N - 4.2N)/(0.8×10³kg/m³×10N/kg) = 1×10⁻⁴m³;铁块浸入前到浸没后,圆柱形容器内酒精液面上升的高度为:Δh = V排/S = 1×10⁻⁴m³/(25×10⁻⁴m²) = 0.04m,液体对容器底的压强变化了:Δp = ρ酒精gΔh = 0.8×10³kg/m³×10N/kg×0.04m = 320Pa。
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