汽车中的弹簧汽车安全带是用于保护驾乘人员安全的装置,如图甲。安全带结构一般由软带、卷带装置等部分组成,软带做得很宽,汽车正常行驶时,卷带装置中的卷收器借助弹簧,如图乙,使软带随身体的移动而自由伸缩且不会松弛。当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时,安全带能在人尚未移动时拉紧软带,将乘员紧紧地绑在座椅上,起缓冲保护作用。待冲击力峰值过去时,适当放松安全带,避免因拉力过大造成二次伤害,同时卷收器内的敏感元件将驱动锁止机构锁住卷轴,使软带固定在某一个位置上,有效保护乘员的安全。
(1)紧急制动时,安全带将急速前倾的驾乘人员拉回来,说明力可以改变物体的
(2)下列说法正确的是
A.汽车突然拐弯时,安全带能自由伸缩
B.为了安全,安全带要尽可能系得松一些
C.用手快速拉安全带,安全带不能被拉动
D.汽车突然启动时,安全带能对人起保护作用
(3)拉伸安全带,卷收器弹簧的弹力将
(4)发生碰撞时,安全带对人的拉力随时间变化的图是
(5)用两根轻弹簧可以模拟汽车悬架。如图丙所示,在一根大弹簧内套有一根小弹簧,它们的下端都固定在水平面上。压缩该弹簧组合,测得压力F与压缩距离ΔL之间的关系图线如图丁所示。已知弹簧中的弹力与被压缩的距离成正比,则当两根弹簧均处于自由状态时它们上端点间的距离x=
安全舒适的家用轿车
为了让驾驶员和乘客有安全舒适的驾乘体验,某款家用小轿车配有U形座椅、抬头显示器、倒车雷达、麦弗逊式悬架、真空轮胎等装置。汽车座椅设计为能增大乘客与座椅接触面积的U形,使坐感更舒适。汽车行驶中,抬头显示器可将重要行车数据和导航信息,通过前挡风玻璃投射在正前方,如图甲所示。导航系统可选择不同人的语音播报路况;倒车时,倒车雷达利用超声波探测障碍物位置,使倒车更容易、更安全。麦弗逊式悬架(图乙)是车身与车轮之间的传力部件,由螺旋弹簧和减振器有机组合,悬架工作时车身先压缩弹簧一段距离,之后将弹簧和减振器一起压缩,减缓行驶过程中车辆的振动。车轮选用真空轮胎,即无内胎的充气轮胎,空气直接充进轮胎内腔。车辆高速行驶时,轮胎和路面摩擦而产生的温度,由内部空气经钢圈传递出去,快速降低轮胎温度。轮胎的负荷指轮胎承受的压力,与轮胎气压有关,下表是汽车静止时在轮胎发生标准形变的条件下,每只轮胎的负荷F与轮胎气压p的参数。
气压p/kPa | 负荷F/N |
120 | 2920 |
150 | 3400 |
180 | 3880 |
200 | 4200 |
240 | 4840 |
(2)下列有关汽车的说法中不正确的是
A.轮胎的钢圈是热的良导体
B.倒车雷达原理与“声呐测距”相同
C.抬头显示器利用了光的折射
D.弹簧和减振器被压缩时弹性势能增大
(3)用两根轻弹簧可以模拟汽车悬架,如图乙,在一根大弹簧内套有一根小弹簧,它们的下端都固定在水平面上,压缩该弹簧组合,测得压力F与压缩距离Δl之间的关系图线如图丙所示,已知弹簧中的弹力与被压缩的距离成正比,则当两弹簧均处于自由状态时,它们上端点间的距离为x=
(4)文中画线部分描述中存在错误,请写出描述错误的文字并改正:
汽车中的弹簧
汽车安全带是用于保护驾乘人员安全的装置,如图甲。安全带结构一般由软带、卷带装置等部分组成,软带做得很宽,汽车正常行驶时,卷带装置中的卷收器借助弹簧,如图乙,使软带随身体的移动而自由伸缩且不会松弛。
当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时,安全带能在人尚未移动时拉紧软带, 将乘员紧紧地绑在座椅上,起缓冲保护作用。待冲击力峰值过去时,适当放松安全带,避免因拉力过大造成二次伤害,同时卷收器内的敏感元件将驱动锁止机构锁住卷轴,使软带固定在某一个位置上,有效保护乘员的安全。(1)紧急制动时,安全带将急速前倾的驾乘人员拉回来,说明力可以改变物体的
(2)下列说法正确的是
A.汽车突然拐弯时,安全带能自由伸缩
B.为了安全,安全带要尽可能系得松一些
C.用手快速拉安全带,安全带不能被拉动
D.汽车突然启动时,安全带能对人起保护作用
(3)拉伸安全带,卷收器弹簧的弹力将
(4)发生碰撞时,安全带对人的拉力随时间变化的图是
胡克定律
弹力的大小和形变的大小有关系,形变越大,弹力也越大,形变消失,弹力就随着消失。对于拉伸(或压缩)形变来说,伸长(或缩短)的长度越大,产生的弹力就越大。把一个物体挂在弹簧上,物体越重,把弹簧拉得越长,弹簧的拉力也越大。实验表明:弹簧弹力的大小F和弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。公式表示为F=kx,其中k是比例常数,叫做弹簧的劲度系数,在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力。劲度系数跟弹簧的长度、材料、粗细等都有关系。弹簧丝粗的硬弹簧比弹簧丝细的软弹簧劲度系数大。这个规律是英国科学家胡克发现的,叫做胡克定律。
胡克定律有它的适用范围。物体形变过大,超出一定的限度,上述比例关系不再适用,这时即使撤去外力,物体也不能完全恢复原状,这个限度叫做弹性限度。胡克定律在弹性限度内适用。弹性限度内的形变叫做弹性形变,而在弹性限度外的形变叫做塑性形变。
弹簧下方所挂钩码质量/g | 0 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 |
指针的位置/cm | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
(1)根据上述实验数据,当弹簧的长度为9cm时,弹簧所受拉力为
(2)小明想自己动手制作量程较大的弹簧测力计,他选用了甲、乙两种规格不同的弹簧进行测试,绘出如图A所示的图像,小明最终应选用
(3)小江利用完全相同的小桶分别盛满四种液体,用该弹簧测力计称出液体和小桶的总重力如图B,记录的部分数据在如表中(水的密度为1g/cm3);
液体种类 | 酒精 | 水 | 可乐 | 酱油 |
弹簧测力计的示数F/N | 2.6 | 2.8 | 3.0 | 3.2 |
A.B.C.D.
②若已知小桶的重力为0.8N,则小桶的容积为
胡克与胡克定律
胡克研制天文仪器时,接触到了弹簧。为了研究弹簧的性能,胡克做了许多实验。他把弹簧的一端悬挂起来,在另一端加重物,观察弹簧长度的变化。得出如下表格中一部分数据,当他把多次实验数据列在一起的时候,发现弹簧上所加物体重力与弹簧的伸长量成正比。这一发现,使胡克十分兴奋。弹簧的这种性质是不是对所有的弹性体都适用呢?胡克知道,必须用实验来证实自己的推理。他把表的游丝固定在黄铜的轮子上,加上外力使轮子转动,游丝便收缩或放松。改变外力的大小,游丝收缩或放松的程度也会改变。实验结果表明,外力与游丝收缩或放松的程度成正比。他又用金属线做实验,发现金属线上受到的外力也是与金属线伸长量成正比的。金属物质有这样的性质,其他物质有没有呢?他找来一根干燥的木杆,将木杆水平放置,一端固定,另一端挂上重物,结果也是一样:所加重量的大小与木杆弯曲程度也成正比。他还用丝、毛发、玻璃、土块等做实验,都发现了相同的规律。从实验中他得出:任何有弹性的物体,弹性力都与它伸长的距离成正比。1678年,胡克写了一篇名为《弹簧》的论文,向人们介绍了他对弹性物体进行实验后的结果,为材料力学和弹性力学的发展奠定了基础。后人为纪念胡克的开创性工作和取得的成果,便把这个定律叫作胡克定律。人们根据胡克定律制成了弹簧测力计。
请根据上述材料,回答下列问题:
弹簧下方所挂钩码质量/g | 0 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 |
指针的位置/cm | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
(2)小明和科技小组的同学们想自己动手制作弹簧测力计,他们选用了甲、乙两种规格不同的弹簧进行测试,绘出如图所示的图象。请你根据图象反映的现象提出一个可探究的科学问题:
(3)小华利用完全相同的小桶分别盛满四种液体,用该弹簧测力计称出液体和小桶的总重力如图甲,记录的部分数据在如表中。
液体种类 | 酒精 | 水 | 可乐 | 酱油 |
弹簧测力计的示数F/N | 2.6 | 2.8 | 3.0 | 3.2 |
A.B.C.D.
乙
②若已知可乐的密度为1.2g/cm3,小华又利用该弹簧测力计及小桶,将弹簧测力计改装成可以直接读取液体密度的弹簧密度计,该弹簧密度计能测到液体密度的最大值为
③小华想增大该“密度秤”的量程,在不更换弹簧的前提下,你的办法是