失重现象
在一次太空知识讲座中,老师让同学们做一个实验:用弹簧测力计竖直悬挂一个重物,分别使重物静止、匀速下降和加速下降。同学们发现,重物在静止和匀速下降时,弹簧测力计的示数相同﹣﹣等于物体所受的重力;而加速下降时,却看到弹簧测力计的示数明显减小,好像物体的重力突然间减小了。
老师解释说:“这在物理学上称为失重现象,失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象,并不是失去了重力。如当人们乘电梯加速下降时,人对电梯地面压力就小于人受到的重力”。小倩在老师指导下到电梯内做失重实验,她将一个体重秤放在电梯水平地面上,然后站上体重秤,如图甲所示。在电梯向下运动的过程中,她记录下体重秤在不同时间段的示数及对应的时间,描绘出了体重秤的示数随时间t的变化图象,如图乙所示(已知小倩的实际质量为60kg,g取10N/kg)。
课后小倩和同学们查资料还了解到:当电梯更快向下加速时,体重秤的示数为零,即说明他对体重秤的压力为零,我们称这种现象为完全失重现象。请根据上述材料,回答下列问题:
(1)电梯静止时,小倩对秤台的压力是______ N。
(2)根据图乙分析,小倩在______ 段时间内处于失重状态,小倩处于失重状态时,秤台对小倩的支持力与小倩重力______ (填“是”或“不是”)一对平衡力。
(3)物体处于完全失重状态,是指物体(的)______ 。
A.质量为零
B.重力为零
C.受到的支持力或拉力为零
(4)小倩在______ 段时间内处于匀速下降阶段。
在一次太空知识讲座中,老师让同学们做一个实验:用弹簧测力计竖直悬挂一个重物,分别使重物静止、匀速下降和加速下降。同学们发现,重物在静止和匀速下降时,弹簧测力计的示数相同﹣﹣等于物体所受的重力;而加速下降时,却看到弹簧测力计的示数明显减小,好像物体的重力突然间减小了。
老师解释说:“这在物理学上称为失重现象,失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象,并不是失去了重力。如当人们乘电梯加速下降时,人对电梯地面压力就小于人受到的重力”。小倩在老师指导下到电梯内做失重实验,她将一个体重秤放在电梯水平地面上,然后站上体重秤,如图甲所示。在电梯向下运动的过程中,她记录下体重秤在不同时间段的示数及对应的时间,描绘出了体重秤的示数随时间t的变化图象,如图乙所示(已知小倩的实际质量为60kg,g取10N/kg)。
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(1)电梯静止时,小倩对秤台的压力是
(2)根据图乙分析,小倩在
(3)物体处于完全失重状态,是指物体(的)
A.质量为零
B.重力为零
C.受到的支持力或拉力为零
(4)小倩在
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更新时间:2020-11-15 22:56:01
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解题方法
【推荐1】牛顿曾说过,如果说我比别从看得更远些,那是因为我站在了巨人的肩膀上,这体现了牛顿谦逊的品质。但前人的研究确实对牛顿产生了启迪,其中的一位巨人就是伽利略,他400多年前的研究思想一直闪耀着理性的光辉。
伽利略之前观测到,钟摆来回摆动的高度是相同的,如图甲,因此他设想了这样一个实验:在左边一个固定的斜坡上滚下一个球,球又滚上右边不同坡度的斜坡,如果球没有受到摩擦的作用,他认为这个球在右边任何坡度的斜坡上滚到的高度都与起始高度一样,好像这个球“记住”了起始高度.经过进一步思考,伽利略推断,如果右边的斜坡变成平坦,球将会一直匀速滚动下去,如图乙。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/2/056e9a9b-f0e2-479f-87f3-022a9a5eed01.png?resizew=450)
请回答:
(1)像科学家那样“进一步思考”:图丙是伽利略想象的每隔相同时间在右边不同坡度的斜坡上球的位置,他认为当斜坡倾角变小时,___________ ,于是他大胆推测:当斜坡变成平坦时,球的速度不再变小,球将做匀速滚动;
(2)伽利略认为,球匀速滚动是球的“自然运动”状态,“自然运动”是球所具有的属性,在我们今天看来,球的这种属性称为__________ ;
(3)我们学习了“能量”的知识后知道,事实上球“记住”的是能量,因为有摩擦的存在,球将不会到达起始高度,此过程中球的机械能减少,但减少的机械能转化为__________ 能,而能的总量保持不变。
伽利略之前观测到,钟摆来回摆动的高度是相同的,如图甲,因此他设想了这样一个实验:在左边一个固定的斜坡上滚下一个球,球又滚上右边不同坡度的斜坡,如果球没有受到摩擦的作用,他认为这个球在右边任何坡度的斜坡上滚到的高度都与起始高度一样,好像这个球“记住”了起始高度.经过进一步思考,伽利略推断,如果右边的斜坡变成平坦,球将会一直匀速滚动下去,如图乙。
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【推荐2】我国自主研发的“蛟龙号”载人潜水器(如图甲)多次下潜到7000m海底,深海潜水器是用增加和抛弃压载铁的办法来改变所受重力来实现浮沉.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/6/27/1718003536420864/1726942704861184/STEM/7562a0bc2b6d4fe093266af6e1ed1aa0.png?resizew=513)
(1)若“蛟龙号”到达7000m深的海底世界,海水对“蛟龙号”外壳的压强约为7×107Pa,则潜水器的一个面积为300 cm2观测孔受到海水的压力约为多大______________ ?
(2)正在水中匀速直线下潜的“蛟龙号”潜水器的总质量为22t,在水中抛弃4000N的重物后潜水器以同样的速度匀速直线上浮,潜水艇的外壳及体积不发生改变,所受海水的阻力不变,请你估算潜水器的体积约为多大_________ ?(海水的密度近似取1.0×103kg/m3,g=10N/kg).
(3)如图乙为某专业区内海水的密度σ(单位体积内含盐量)随海水垂直深度h变化的图线,海水密度的垂直分布主要是由盐度决定,其他因素的影响可忽略.装载着潜水器的轮船在作业区域,将潜水器用钢缆吊起浸没水中悬停在水中时,松开钢缆,潜水器刚好匀速下沉,则下沉过程中,潜水器速度最大位置为________ (选填“A”“B”“C”“D”),此位置潜水器受到的力是________ (选填“平衡力”“非平衡力”).
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(1)若“蛟龙号”到达7000m深的海底世界,海水对“蛟龙号”外壳的压强约为7×107Pa,则潜水器的一个面积为300 cm2观测孔受到海水的压力约为多大
(2)正在水中匀速直线下潜的“蛟龙号”潜水器的总质量为22t,在水中抛弃4000N的重物后潜水器以同样的速度匀速直线上浮,潜水艇的外壳及体积不发生改变,所受海水的阻力不变,请你估算潜水器的体积约为多大
(3)如图乙为某专业区内海水的密度σ(单位体积内含盐量)随海水垂直深度h变化的图线,海水密度的垂直分布主要是由盐度决定,其他因素的影响可忽略.装载着潜水器的轮船在作业区域,将潜水器用钢缆吊起浸没水中悬停在水中时,松开钢缆,潜水器刚好匀速下沉,则下沉过程中,潜水器速度最大位置为
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解题方法
【推荐1】阅读短文,回答问题
如图甲所示,为某款多轴植保无人机,其质量(含空药箱)为14kg,由锂电池供电,当电池剩余电量为电池容量的20%时,无人机会自动下降到地面等待充电。该无人机采用6个相同电动机带动旋翼产生动力,通过电子调速器(简称电调)来控制电动机的电流从而改变电动机的功率,每一个电动机连接一个电调。该无人机有急速升空、悬停、一键返航等功能,当无人机急速升空时,旋翼由于与空气摩擦会微微发热。该无人机飞行时锂电池将电能转化为机械能的效率为90%,其他参数如下表。g取10N/kg,ρ农药=1.1×103 kg/m3。
______ 联的。
(2)某次植保无人机药箱起飞作业,下列说法正确的是______ 。
A.以最大竖直速度匀速上升5s,无人机克服重力做功3500J
B.无人机急速升空时通过做功改变旋翼的内能
C.水平匀速喷洒农药时,无人机的机械能不变
D.匀速下降时,无人机的重力势能转化为动能
(3)一次装满药剂飞行喷洒最多要______ min。
(4)已知无人机所受空气阻力与作业速度的关系如图乙所示,若无人机以最大作业速度匀速飞行时,飞机受到的阻力为______ N;电池充满电后,求无人机以最大作业速度匀速飞行的最长时间为_________ s。
植保无人机
植保无人机,是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机,通过地面遥控或导航飞控,来实现喷洒作业,可以喷洒药剂、种子、粉剂等。如图甲所示,为某款多轴植保无人机,其质量(含空药箱)为14kg,由锂电池供电,当电池剩余电量为电池容量的20%时,无人机会自动下降到地面等待充电。该无人机采用6个相同电动机带动旋翼产生动力,通过电子调速器(简称电调)来控制电动机的电流从而改变电动机的功率,每一个电动机连接一个电调。该无人机有急速升空、悬停、一键返航等功能,当无人机急速升空时,旋翼由于与空气摩擦会微微发热。该无人机飞行时锂电池将电能转化为机械能的效率为90%,其他参数如下表。g取10N/kg,ρ农药=1.1×103 kg/m3。
旋翼电动机额定电压 | 32V | 锂电池 | 储存的最大电能4×106J |
每个旋翼电动机额定功率 | 400W | ||
最大竖直速度 | 5m/s | 喷洒流量 | 1000~1200mL/min |
药箱容量 | 15L | 作业速度 | 1~4m/s |
(2)某次植保无人机药箱起飞作业,下列说法正确的是
A.以最大竖直速度匀速上升5s,无人机克服重力做功3500J
B.无人机急速升空时通过做功改变旋翼的内能
C.水平匀速喷洒农药时,无人机的机械能不变
D.匀速下降时,无人机的重力势能转化为动能
(3)一次装满药剂飞行喷洒最多要
(4)已知无人机所受空气阻力与作业速度的关系如图乙所示,若无人机以最大作业速度匀速飞行时,飞机受到的阻力为
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【推荐2】如图1,M、N、H三个物体在F=10N的拉力作用下分别沿力的方向运动,CD、EF段为粗糙不同的水平面;三个物体的重力GM=20N、GN=40N、GH=35N,图2为三个物体运动过程中所对应的运动信息图像。
(1)求H在EF段运动通过的距离;______
(2)求F在AB段做的功______ 和功率;______
(3)物体在CD段和EF段受到摩擦力分别为fCD、fEF,则fCD______ fEF(选填“大于”“等于”或“小于”)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/9/8d7a23b9-9a58-4f8d-adde-b41aec7a5122.png?resizew=693)
(1)求H在EF段运动通过的距离;
(2)求F在AB段做的功
(3)物体在CD段和EF段受到摩擦力分别为fCD、fEF,则fCD
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解题方法
【推荐3】一辆质量为2.4×103kg的汽车陷入一泥泞路段,司机师傅想利用滑轮组和周围条件,组装成一套拖车装置用最小的力将车匀速拖离泥泞路段。已知汽车通过泥泞路段需移动8m的距离,汽车在泥泞路段受到的阻力为车重的0.1倍,g取10N/kg(不计滑轮重、绳重、滑轮与轴及滑轮与绳之间的摩擦)。
求:(1)如图所示,请在图中画出滑轮组的绕线;
(2)汽车在泥泞路段受到的阻力;
(3)作用在绳子自由端的拉力以及绳子自由端的移动距离。
求:(1)如图所示,请在图中画出滑轮组的绕线;
(2)汽车在泥泞路段受到的阻力;
(3)作用在绳子自由端的拉力以及绳子自由端的移动距离。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/21/63fa5833-4803-41d4-b92c-6d4858dcc702.png?resizew=290)
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