8. 同学们通过实验探究了“物体重力的大小与质量的关系”,实验数据记录如下表。


(1)测量前,需要把弹簧测力计进行(填“水平”或“竖直”)方向的调零。
(2)分别测量不同物体的质量和重力,并将实验数据填入上表中。如图甲所示,在第⑤次实验测量时,弹簧测力计的示数为N。
(3)根据表中数据在坐标系中的描点如图乙所示,小明因粗心而漏描一个点以及描错了一个点,则描错的是第次实验的数据点。
(4)请补描出第⑤次实验数据点,并在图乙中画出G-m图像。
(5)分析表中数据和图像可知,重力与质量的定量关系是。
(1)测量前,需要把弹簧测力计进行(填“水平”或“竖直”)方向的调零。
(2)分别测量不同物体的质量和重力,并将实验数据填入上表中。如图甲所示,在第⑤次实验测量时,弹簧测力计的示数为N。
(3)根据表中数据在坐标系中的描点如图乙所示,小明因粗心而漏描一个点以及描错了一个点,则描错的是第次实验的数据点。
(4)请补描出第⑤次实验数据点,并在图乙中画出G-m图像。
(5)分析表中数据和图像可知,重力与质量的定量关系是。
答案
解:
(1) 竖直
(2) 2.2
(3) ①
(4) 在横坐标为0.22kg、纵坐标为2.2N的位置描出第⑤次实验的对应点,剔除偏离正比规律的错误点,将其余符合规律的点拟合为一条过坐标原点的倾斜直线。
(5) 物体所受重力的大小与它的质量成正比(重力与质量的比值为10N/kg,即G=10m)
(1) 竖直
(2) 2.2
(3) ①
(4) 在横坐标为0.22kg、纵坐标为2.2N的位置描出第⑤次实验的对应点,剔除偏离正比规律的错误点,将其余符合规律的点拟合为一条过坐标原点的倾斜直线。
(5) 物体所受重力的大小与它的质量成正比(重力与质量的比值为10N/kg,即G=10m)
9. 碳纤维自行车主要是中高档的竞赛用自行车,作为新兴材料,用碳纤维材质制成的车架具有质量轻、刚性好、冲击吸收性好的特点,一款碳纤维自行车的相关数据如下表所示(g取10 N/kg)。
(1)求碳纤维车架的密度。
(2)求这辆自行车整车所受的重力。
(3)若仅将车架换成铁材质($\rho_{铁}=7.8×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$),求整车质量。

(1)求碳纤维车架的密度。
(2)求这辆自行车整车所受的重力。
(3)若仅将车架换成铁材质($\rho_{铁}=7.8×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$),求整车质量。
答案
解:
(1) 碳纤维车架的体积:
$V = 2500\ \mathrm{cm^3} = 2.5×10^{-3}\ \mathrm{m^3}$
由密度公式$\rho=\dfrac{m}{V}$得,碳纤维车架的密度:
$\rho = \dfrac{m_{\mathrm{车架}}}{V} = \dfrac{4.5\ \mathrm{kg}}{2.5×10^{-3}\ \mathrm{m^3}} = 1.8×10^3\ \mathrm{kg/m^3}$
(2) 由$G=mg$得,整车所受的重力:
$G = m_{\mathrm{整车}}g = 10\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 100\ \mathrm{N}$
(3) 铁车架的体积与原碳纤维车架体积相等,即$V=2.5×10^{-3}\ \mathrm{m^3}$,
铁车架的质量:
$m_{\mathrm{铁}} = \rho_{\mathrm{铁}}V = 7.8×10^3\ \mathrm{kg/m^3} × 2.5×10^{-3}\ \mathrm{m^3} = 19.5\ \mathrm{kg}$
自行车除车架外其余部分的质量:
$m_{\mathrm{余}} = 10\ \mathrm{kg} - 4.5\ \mathrm{kg} = 5.5\ \mathrm{kg}$
更换车架后的整车质量:
$m_{\mathrm{总}} = m_{\mathrm{铁}} + m_{\mathrm{余}} = 19.5\ \mathrm{kg} + 5.5\ \mathrm{kg} = 25\ \mathrm{kg}$
答:(1) 碳纤维车架的密度为$1.8×10^3\ \mathrm{kg/m^3}$;(2) 整车所受重力为$100\ \mathrm{N}$;(3) 更换为铁材质车架后的整车质量为$25\ \mathrm{kg}$。
(1) 碳纤维车架的体积:
$V = 2500\ \mathrm{cm^3} = 2.5×10^{-3}\ \mathrm{m^3}$
由密度公式$\rho=\dfrac{m}{V}$得,碳纤维车架的密度:
$\rho = \dfrac{m_{\mathrm{车架}}}{V} = \dfrac{4.5\ \mathrm{kg}}{2.5×10^{-3}\ \mathrm{m^3}} = 1.8×10^3\ \mathrm{kg/m^3}$
(2) 由$G=mg$得,整车所受的重力:
$G = m_{\mathrm{整车}}g = 10\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 100\ \mathrm{N}$
(3) 铁车架的体积与原碳纤维车架体积相等,即$V=2.5×10^{-3}\ \mathrm{m^3}$,
铁车架的质量:
$m_{\mathrm{铁}} = \rho_{\mathrm{铁}}V = 7.8×10^3\ \mathrm{kg/m^3} × 2.5×10^{-3}\ \mathrm{m^3} = 19.5\ \mathrm{kg}$
自行车除车架外其余部分的质量:
$m_{\mathrm{余}} = 10\ \mathrm{kg} - 4.5\ \mathrm{kg} = 5.5\ \mathrm{kg}$
更换车架后的整车质量:
$m_{\mathrm{总}} = m_{\mathrm{铁}} + m_{\mathrm{余}} = 19.5\ \mathrm{kg} + 5.5\ \mathrm{kg} = 25\ \mathrm{kg}$
答:(1) 碳纤维车架的密度为$1.8×10^3\ \mathrm{kg/m^3}$;(2) 整车所受重力为$100\ \mathrm{N}$;(3) 更换为铁材质车架后的整车质量为$25\ \mathrm{kg}$。
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