:在中国科技馆“探索与发现A厅”,有一个有趣的磁悬浮灯泡,其示意图如下,在磁悬浮灯泡的内部装有一块永磁体,在灯泡上方的展柜中安装有永磁体和一个励磁线圈,先给励磁线圈通电,在控制电路的调节下,永磁体和励磁线圈产生的磁场使灯泡静止悬浮在空中。关于灯泡受力情况,下列说法正确的是:
A.灯泡受到的磁力方向竖直向下
B.灯泡受到的磁力方向竖直向上
C.灯泡受到的磁力小于灯泡受到的重力
D.灯泡受到的磁力大于灯泡受到的重力
:学校组织学生参观中国科技馆,同学们在“探索与发现A厅”里面看到一个十分有趣的“物体上滚?”实验。实验时,将双圆锥体轻轻放在倾斜轨道的最低端,看到双圆锥体从静止向轨道高处滚去。实验引起了同学们的讨论,小军认为“双圆锥体上滚”是真的,眼见为实;小乐认为:“双圆锥体上滚”是错觉,双圆锥体不可能自动由低处向高处运动。小乐和小军为证明各自的观点,取了两根木条放在水平桌面上,将木条左端垫高,做成一个倾斜轨道,将双圆锥体放在轨道右端,如图甲所示,由静止释放后双圆锥体向轨道高处滚去,双圆锥体最终停在轨道左端,如图乙所示。这个实验成功再现了在科技馆看到的现象。
请你根据图甲、乙所示的实验,选择适当的器材,通过测量判断小军和小乐谁的观点正确,写出你的测量方法并简要说明。
答案
器材:刻度尺
实验步骤:(1)将双锥体放在轨道右端,用刻度尺测量出双锥体锥尖到桌面的距离记为h1;
(2)将双锥体放在轨道左端,明刻度尺测量出双锥体锥尖到桌面的距离记为h2;
(3)通过测量发现h1>h2; h1、h2为双锥体重心的高度,在左端轨道虽然高,但是双锥体的重心位置其实低,所以双锥体由于受到重力作用,不能由低处向高处运动。所以小军的观点错误,小乐的观点正确。
1作用力与反作用力
:中国科技馆主展厅二楼A厅
:力的作用效果
掉?不掉?
2影响滑动摩擦力大小的因素
:中国科技馆主展厅二楼A厅
:影响滑动摩擦力大小的因素
33.中国科技馆探索与发现A厅有这样一样展品,一根质地均匀的金属杆架在两个可以旋转的光滑程度相同的轮子之间,两轮均向内侧旋转,发现金属杆做往复运动。若实验开始时把金属杆水平静止放置在如图16所示位置(La<Lb),图中O为金属杆的重心,O1、O2分别为两轮和金属杆的接触点,金属杆与两轮接触点受到向上的支持力分别为N1和N2。(3分)
(1)若以O2为支点,依据杠杆平衡原理可得表达式N1=_________(分别用G 、La和 Lb表示)。同理可得N2的表达式。由此可知:N1 N2(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(2)当两轮开始转动时金属杆O1、O2处受到摩擦力分别为f1和f2,则f1 f2(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
3流体压强(伯努利定律)
:中国科技馆主展厅二楼A厅
:流体的压强与流速的关系
3水中沉浮
:中国科技馆主展厅二楼A厅
:物体的沉浮条件
:潜水艇和小鱼在水底是如何实现上浮、悬浮和下沉呢?不同状态下的浮力和重力又是什么关系呢?
浸在水中的物体会受到水的浮力,浮力大小与物体排开水的重量相等。因此,如果排开的水多,浮力就大,如果大于物体的重力,物体就会上浮;反之,浮力小于物体重力时,物体就下沉。鱼在水中靠改变鱼鳔贮存的气体体积实现沉浮。当鱼要浮起来时,鱼鳔充满空气并增大,鱼受到的浮力大于鱼的重量,鱼就会上浮了;反之,排空鱼鳔的空气,可以使鱼下沉。潜水艇的上浮和下沉同鱼的原理相同,但过程不同。潜水艇需要沉入水中时,会在水舱中充水,使潜艇排开水的量减小,从而减小浮力,实现下沉;反之,当潜艇利用压缩空气排掉水舱中的水,就可以增大浮力,实现上浮。
4独轮车走钢丝
:中国科技馆主展厅二楼A厅
:运动杠杆平衡条件解决有关问题
:独轮车为什么可以平稳地在钢丝上骑行呢?其下方的配重与杆长需要满足什么条件呢?在这里你可以亲自动手探究,利用杠杆原理分析出独轮车保持平衡的秘密。随后请仔细观察该展品旁边的“空中自行车”,估算一下其下方的配重至少要多少公斤才能保证骑行人的安全呢?
其实,独轮车偶是否会从钢丝上翻倒,与独轮车下方配重有关。人、车、配重三者构成一个整体,其重心的高低受到配重的大小和位置影响。当位置相同时,配重越重,整体重心越靠下;当配重的重量相同时,位置越靠下,整体重心越靠下。如果重心处于支点下方,三者会保持稳定,一旦车身歪斜,支点下方会产生一个回复力矩,使车身回到竖直位置。反之,如果重心位于支点上放,当车身歪斜时,重心产生的力矩会使这个歪斜进一步加剧,从而使独轮车翻倒。
5
位置
中国科技馆主展厅二楼A厅
知识点
电磁波可以进行信息传递
原理
根据英国科学家麦克斯韦的电磁场理论,当变化的电场产生变化的磁场,变化的磁场再产生变化的电场,交替变化的电场和磁场就会形成电磁波,并在空间中以光速传播。赫兹通过实验证明了麦克斯韦的理论。
现实生活中,我们会接触的各种形式的电磁波,它们按照频率的不同可以被分成不同类型。频率最低、波长最长的是无线电波,广泛用于广播、通讯等领域,其后依次是微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。它们的性质、功用各不相同,在科研、工程、医疗等多个领域发挥作用。
6
位置
中国科技馆主展厅二楼A厅
知识点
电磁感应现象、磁场对通电导体的作用力
原理
7
位置
中国科技馆主展厅二楼A厅
知识点
磁体和磁极、电流的磁场
原理
当导体中有电流时,导体周围会产生磁场。对于螺旋线圈形成的导体,可以借助右手螺旋定则来判断电流产生的磁场方向。当螺旋线圈中通电,磁场会使周围的小磁针转向相应的方向。同时,螺旋线圈的每一匝产生的磁场的S极,都与相邻线圈的N极相对,而N极则与相邻线圈的S极相对,从而使螺旋线圈每一匝之间都产生吸引力,如果螺旋线圈不是刚性固定的,各匝在通电后就会在引力作用下收缩在一起。
32.(2分)如图19甲所示,将一对用软磁性材料制成的弹性舌簧密封于玻璃管中,舌簧端面互叠,但留有间隙,就制成了一种磁控元件——干簧管,以实现自动控制。某同学自制了一个线圈,将它套在干簧管上,制成一个干簧继电器,用来控制灯泡的亮灭,如图19乙所示为工作原理图。与干簧继电器在工作中所利用的电磁现象无关的是
A.磁化
B.电流的磁效应
C.磁极间的相互作用
D.磁场对电流的作用
8
位置
中国科技馆主展厅三楼D厅
知识点
四冲程内燃机的工作原理
原理
目前汽车最常用的动力来源是汽油。发动机的工作包括四个冲程:一、进气阀打开,活塞向下移动使气缸吸入汽油和空气的混合物;二、阀门关闭,活塞向上移动,将汽油和空气混合物压缩;三、火花塞点火,引燃汽油,爆炸使活塞再次向下运动,并带动车轮做功;四、排气阀打开,活塞再次向上移动,推动汽油燃烧爆炸后的尾气从排气管排出。四个冲程循环接替,使发动机源源不断地对外做功,带动汽车前进。
9
位置
中国科技馆主展厅四楼A厅
知识点
汽化和液化、升华和凝华
原理
液氮是氮的液态形式。氮气在-173摄氏度时会液化,形成液氮。可以利用液氮的温度低、气化迅速的性质完成一些有趣的实验和应用。一些材料,如橡胶等,在液氮低温下会失去弹性,变硬变脆,很容易折断,纸张、玫瑰花等也会变得易碎,而钇钡铜氧等材料在液氮的低温下则会进入超导态,电阻完全消失,并可以悬浮在磁场中。
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