【題目】閱讀下列材料,回答題。

伽利略對(duì)擺動(dòng)的研究

意大利科學(xué)家伽利略(1564—1642)是物理學(xué)的偉大先驅(qū)。他在比薩大學(xué)讀書時(shí)對(duì)擺動(dòng)規(guī)律的研究,是他第一個(gè)重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。據(jù)說,某個(gè)星期天,伽利略在比薩大教堂參加活動(dòng),教堂穹頂上的吊燈因風(fēng)吹過不停地?cái)[動(dòng)。伽利略被擺動(dòng)的節(jié)奏吸引住了。他發(fā)現(xiàn),盡管吊燈的擺動(dòng)幅度越來越小,但每一次擺動(dòng)的時(shí)間似乎相等。

伽利略決定仔細(xì)地觀察。他知道脈搏的跳動(dòng)是有規(guī)律的,于是便按著脈注視著燈的擺動(dòng),發(fā)現(xiàn)每往返擺動(dòng)一次的時(shí)間的確相同。這使他又冒出一個(gè)疑問:假如吊燈受到強(qiáng)風(fēng)吹動(dòng),擺得高了一些,以后每次擺動(dòng)的時(shí)間還是一樣的嗎?回到宿舍后,他用鐵塊制成一個(gè)擺,把鐵塊拉到不同高度,用脈搏細(xì)心地測定擺動(dòng)所用的時(shí)間。結(jié)果表明,每次擺動(dòng)的時(shí)間仍然相同。盡管用脈搏測量時(shí)間并不精確,但已經(jīng)可以證明他最初的想法是正確的,即不論擺動(dòng)的幅度大些還是小些,完成一次擺動(dòng)的時(shí)間是一樣的。這在物理學(xué)中叫做擺的等時(shí)性。各種機(jī)械擺鐘都是根據(jù)這個(gè)原理制作的。后來,伽利略又把不同質(zhì)量的鐵塊系在繩端作擺錘進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。他發(fā)現(xiàn),只要用同一條擺繩,擺動(dòng)一次的時(shí)間并不受擺錘質(zhì)量的影響。隨后伽利略又想,如果將繩縮短,會(huì)不會(huì)擺動(dòng)得快些?于是他用相同的擺錘,用不同的繩長做實(shí)驗(yàn),結(jié)果證明他的推測是對(duì)的。他當(dāng)時(shí)得出了結(jié)論:擺繩越長,往復(fù)擺動(dòng)一次的時(shí)間(稱為周期)就越長。

人們對(duì)擺動(dòng)的研究是逐步深入的。伽利略逝世30多年后,荷蘭物理學(xué)家惠更斯找到了擺的周期與擺長間的數(shù)學(xué)關(guān)系。直到牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律,才對(duì)擺動(dòng)的規(guī)律做出了圓滿的解釋。

擺的等時(shí)性研究,使人們對(duì)鐘表的計(jì)時(shí)研究得到了發(fā)展,方便了人們的生活。

請(qǐng)根據(jù)上述材料回答下列問題:

1)依據(jù)伽利略的研究提出一個(gè)可探究的科學(xué)問題:___________________?

2)實(shí)際生活中的擺,可以抽象成一根不可伸長的細(xì)線和一個(gè)體積可忽略的小球組成的單擺模型。如圖甲所示,A、B兩點(diǎn)等高,O點(diǎn)在懸掛點(diǎn)P的正下方,若不計(jì)空氣阻力,小球從A點(diǎn)靜止釋放經(jīng)過O點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn),依據(jù)對(duì)稱性從A點(diǎn)到O點(diǎn)的時(shí)間和從O點(diǎn)到B點(diǎn)的時(shí)間相等。

①如圖乙所示,若小球從A點(diǎn)靜止釋放經(jīng)過O點(diǎn)到B點(diǎn)的時(shí)間為t,從A點(diǎn)靜止釋放經(jīng)過O點(diǎn)到B點(diǎn)的時(shí)間為t,A、B兩點(diǎn)等高,AB兩點(diǎn)等高,則t______t。(選填“=”“>”“<”

②若小球從A點(diǎn)靜止釋放后,擺到最低點(diǎn)時(shí)由于擺線碰到固定在P點(diǎn)正下方P處的障礙物,使得小球只能繞P點(diǎn)上擺到與A點(diǎn)等高的C點(diǎn),如圖丙所示,則小球從A點(diǎn)到O點(diǎn)的時(shí)間tAO和小球從O點(diǎn)到C點(diǎn)的時(shí)間tOC的大小關(guān)系為:tAO_________tOC。(選填“=”“>”“<”

【答案】擺的振動(dòng)快慢與擺球的質(zhì)量有關(guān)嗎 = >

【解析】

(1)[1]結(jié)合實(shí)際提出一個(gè)可探究的科學(xué)問題:擺的振動(dòng)快慢與擺球的質(zhì)量有關(guān)嗎?

(2)[2]不論擺動(dòng)的幅度大些還是小些,完成一次擺動(dòng)的時(shí)間是一樣的”。這在物理學(xué)中叫做“擺的等時(shí)性”。如圖乙所示,若小球從A點(diǎn)靜止釋放經(jīng)過O點(diǎn)到B點(diǎn)的時(shí)間為t,從A′點(diǎn)靜止釋放經(jīng)過O點(diǎn)到B′點(diǎn)的時(shí)間為t′,A、B兩點(diǎn)等高,A′、B′兩點(diǎn)等高,則t=t′;

[3]擺繩越長,往復(fù)擺動(dòng)一次的時(shí)間(稱為周期)就越長。小球從A點(diǎn)靜止釋放后,擺到最低點(diǎn)時(shí)由于擺線碰到固定在P點(diǎn)正下方P′處的障礙物,使得小球只能繞P′點(diǎn)上擺到與A點(diǎn)等高的C點(diǎn),如圖丙所示,則擺的繩子變短了,故周期變小了,所以,小球從A點(diǎn)到O點(diǎn)的時(shí)間tAO和小球從O點(diǎn)到C點(diǎn)的時(shí)間tOC的大小關(guān)系為tAO>tOC。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】中考體檢時(shí)用到了身高測量儀。小明為其設(shè)計(jì)了如圖所示的四個(gè)電路,其中能夠?qū)崿F(xiàn)測量時(shí),身高越高、電壓表示數(shù)越大的電路是(

A.B.

C.D.

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【題目】如圖所示,建筑工地上有一批建筑材料需要運(yùn)往高處,已知建筑材料的質(zhì)量m=80kg,卷揚(yáng)機(jī)向下拉繩子的力F=500N,建筑材料上升的速度是1m/s,不計(jì)繩重、滑輪與軸之間的摩擦,g10N/kg.求:

1)動(dòng)滑輪所受的重力G動(dòng);

2)滑輪組的機(jī)械效率η;

3)卷揚(yáng)機(jī)向下拉力F的功率.

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【題目】如圖所示,小型牽引車通過滑輪組可以將重物勻速吊起,每次重物均以0.4m/s的速度勻速上升,且滑輪的摩擦和繩重均可忽略不計(jì)。當(dāng)?shù)跗鹳|(zhì)量為270kg的重物A時(shí),牽引車對(duì)繩的拉力為F,滑輪組的機(jī)械效率為90%,取g =10N/kg。下列說法正確是

A.拉力F 的大小為800N

B.2s拉力F做的功為2000J

C.動(dòng)滑輪所受的重力為500N

D.拉力F的功率為1200W

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,實(shí)驗(yàn)桌上備有:已調(diào)好的微小壓強(qiáng)計(jì)1個(gè),側(cè)壁標(biāo)有刻度尺的圓柱形容器1個(gè)、適量的水。請(qǐng)你利用上述實(shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明:同種液體,深度越大,液體內(nèi)部產(chǎn)生的壓強(qiáng)就越大。實(shí)驗(yàn)中用U形管左右液面的高度差Δh表示液體的壓強(qiáng)的大小。要求:

1)寫出實(shí)驗(yàn)步驟;

2)畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格。

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】小東在做測量滑輪組的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)時(shí),完成以下操作:

①用調(diào)零后的彈簧測力計(jì)測鉤碼所受重力G,并將G記入表格。

②按圖甲所示安裝滑輪組,觀察并記下鉤碼和彈簧測力計(jì)的初始位置。

③拉動(dòng)彈簧測力計(jì),使鉤碼升高h,讀出拉力F的值;用刻度尺測出鉤碼上升的高度h和彈簧測力計(jì)移動(dòng)的距離s,如圖所示,并將F、h、s記入表格。

④依據(jù)W=Gh算出有用功W,依據(jù)W=___算出總功W,依據(jù)η=_____算出機(jī)械效率η,并記入表格。

⑤只改變鉤碼的數(shù)量,仿照上述步驟再做兩次,并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

1)請(qǐng)將上述實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整。

2)實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)如下表所示:

序號(hào)

G/N

h/cm

W/J

F/N

s/cm

W/J

η

1

2

5

0.8

15

2

4

10

1.5

35

3

6

15

2.2

45

3次測量時(shí)滑輪組的機(jī)械效率是____________%;(結(jié)果保留一位小數(shù))

3)請(qǐng)?zhí)岢鲆环N提高滑輪組機(jī)械效率的方案:______________________

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】A、B是一條平直公路邊上的兩塊路牌,一只小鳥和一輛小車同時(shí)分別由A、B兩路牌相向運(yùn)動(dòng),小鳥飛到小車正上方立即以同樣大小的速度折返飛回A并停留在路牌處;再過一段時(shí)間,小車也行駛到A。它們的位置與時(shí)間的關(guān)系如圖所示,圖中t22t1。則( 。

A.小鳥與汽車速度大小之比為21

B.小鳥與汽車通過的總路程之比為31

C.小鳥到達(dá)A時(shí),汽車到達(dá)AB中點(diǎn)

D.從出發(fā)到相遇這段時(shí)間內(nèi),小鳥與汽車通過的路程之比為31

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲是食堂為餐具消毒、烘干的保潔消毒柜,其內(nèi)部電路如圖乙,S1為溫控開關(guān),S2為門控開關(guān),R為石英加熱管。消毒柜的總功率為1250W,臭氧發(fā)生器的功率為150W.求:

(1)關(guān)閉柜門,門控開關(guān)S2閉合,臭氧發(fā)生器工作10 min所消耗的電能。

(2)正常工作時(shí)通過石英加熱管R的電流和它的阻值。

(3)若在貨架上放100kg的不銹鋼餐具,將其從26℃加熱到70℃,不計(jì)熱量損失,正常工作需要加熱多長時(shí)間?[c=0.46×103J/(kg℃)]。

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】如圖驗(yàn)證阿基米德原理的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖茄芯拷䴖]在水中的物體受到的浮力 與它_______所受重力之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)過程及記錄的數(shù)據(jù)用圖中字母表示,其中物體受到的 ________大小等于彈簧測力計(jì)示數(shù) F1 。物體受到的_________大小等于彈簧測力計(jì) 兩次示數(shù)差( F1 F2 ),物體排開液體的體積用 ________表示。若阿基米德原理成立,則( F1 F2 )與(V2 V1 )應(yīng)滿足的關(guān)系為_________(用字母表示)。

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