如图甲所示,是科技迷小明制作的“真空炮”模型:在一根两端开口、内壁光滑、水平放置的透明塑料管左端管口处,放置一枚弹丸;管口两端各有一块可自由开合的挡板;靠近管口右端连接一抽气机。抽气一段时间后,迅速将挡板1打开,弹丸便可冲开挡板2从管右端射出。
弹丸从管口射出的出口速度与哪些因素有关呢?小明提出了如下猜想:
A:与弹丸的形状有关 B:与弹丸的直径有关 C:与塑料管的长度有关
小明在塑料管壁两侧安装了多套光电传感计时器,用于测量弹丸在管中不同位置的运动速度。
请完成下列各实验步骤的填空:
(1)抽出挡板1时,弹丸受到的动力来自于其两端气体的_______。
(2)探究猜想A时,控制其他因素相同,分别用球形与弹头形弹丸进行实验,测得弹丸速度大小随运动位置变化关系的图象(如图乙所示),则出口速度较大的是_______弹丸。
(3)探究猜想B时,小明仅换用底面直径不同的两枚弹头形弹丸重复上述实验,发现直径越小的弹丸,出口速度越小。你认为直径小的弹丸出口速度小的原因可能是_______。
气压差 弹头形 弹丸与塑料管间缝隙大,气压差减小的快,即弹丸的动力减小快,造成速度小。
【解析】
(1)抽气机将透明塑料管内的气体抽出,管内气体压强减小,外界大气压大于里面的气压,内外的气压差是弹丸的动力来源;
(2)由图乙知,弹头形弹丸的出口速度大;
(3)探究猜想B即探究弹丸从管口射出的出口速度与弹丸直径的关系时,仅换用底面直径不同的两枚弹头形弹丸重复上述实验,是不够合理的,因为直径越小的弹丸,弹丸与塑料管的缝隙越大,当挡板1打开时,空气会迅速从缝隙中到达弹丸右侧,从而造成气压差减小,则弹头的动力减小,速度慢。
所以直径小的弹丸出口速度小的原因可能是:弹丸与塑料管间缝隙大,气压差减小的快,即弹丸的动力减小快,造成速度小。
【点睛】
理解抽出塑料管中的空气中时,内外气压不同,此气压差是弹丸的动力来源;最后一问要理解,仅换用底面直径不同的两枚弹头形弹丸实验,因为直径小的弹丸实验时,气压差减小的快,所以不符合控制变量法的思想,也是直径小的弹丸速度小的原因。
一辆重为1.5×104N的”东风日产”摸品牌小汽车,当它以60Km/h的速度在水平路面上匀速行驶时受到的牵引力为2000N,那么汽车受到的阻力为 N;当它停在水平路面上时,它受到的支持力为 N.