(2)甲同學(xué)利用上述器材做了實驗,圖乙是其中的一組數(shù)據(jù),圖中的數(shù)據(jù)記錄的是從起始點到該計數(shù)點的位移(單位cm),每個計數(shù)點間還有四個點,求出紙帶加速度為__________m/s2(保留兩位有效數(shù)字),則根據(jù)自己所學(xué)知識,判斷此紙帶可能屬于下述四個選項中的哪個實驗__________。
A.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系
B.探究小車速度隨時間變化的規(guī)律
C.探究求合力的方法
D.探究做功與物體速度變化的關(guān)系
【答案】(1)研究小車的勻變速直線運動,探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,探究做功和速度變化的關(guān)系,驗證機械能守恒定律 (2)0.50 ABD
【解析】(1)根據(jù)圖甲實驗器材以及帶滑輪的軌道,小桶,細線等器材,我們可以進行“研究小車的勻變速直線運動”“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”“探究做功和速度變化的關(guān)系”“驗證機械能守恒定律”等試驗。
(2)由勻變速直線運動推論和逐差法, 其中x1=18.82-17.42cm=1.40cm,x2=20.71-18.82cm=1.89cm,x3=23.11-20.71cm=2.40cm,x4=25.99-23.11cm=2.88cm,x5=29.38-25.99cm=3.39cm,x6=33.26-29.38cm=3.88cm,帶入可得,C中試驗不需要用紙帶測速度的,ABD三個試驗中都要用打點計時器和紙帶測速度,故C錯誤,ABD正確。
2.某同學(xué)用如圖甲所示的裝置研究勻變速直線運動,細線平行于水平桌面,遮光片的寬度為d,用手(圖中未畫出)托住托盤,滑塊靜止,光電門豎直中線到遮光片豎直中線的距離為L?,F(xiàn)將手拿開,測得遮光片通過光電門的時間為t。
(1)若用游標卡尺測量遮光片的寬度時,示數(shù)如圖乙所示,則遮光片的寬度為______ 。
(2)遮光片的豎直中線通過光電門時的速度大小為_______。(用題中涉及的物理量表示)
(3)滑塊運動的加速度大小為_______。(用題中涉及的物理量表示)
【答案】(1)6.4 (2) (3)
【解析】(1)根據(jù)游標卡尺的讀數(shù)規(guī)則可得,圖乙所示的遮光片的寬度為
。
(2)經(jīng)過光電門時,位移為遮光片寬度d,時間為t,平均速度為,由于t很小,平均速度近似等于過光電門時的瞬時速度,即有。
(3)根據(jù)勻變速直線運動的速度位移公式可得,解得。
3.(1)如圖甲為某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌“測當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭”的實驗裝置。
①主要實驗步驟如下:
A.將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上,將導(dǎo)軌調(diào)至水平
B.利用螺旋測微器測出遮光條的寬度,如圖乙所示,該遮光條寬度d=________mm
C.用天平稱出鉤碼的質(zhì)量m、滑塊(含傳感器和遮光條)的總質(zhì)量M
D.將滑塊移至圖示位置,測出遮光條到光電門的距離s
E.打開氣源,釋放滑塊,讀出遮光條通過光電門的擋光時間t
②在滑塊從靜止釋放到遮光條運動到光電門的過程中,系統(tǒng)動能增加量的測量值為ΔEk=_________;
③通過改變s重復(fù)實驗得到多組數(shù)據(jù),作出了圖像,測得圖像斜率為k,則當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=________;
(2)另一同學(xué)仍用該裝置,探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系。該同學(xué)根據(jù)第(1)問的數(shù)據(jù)可得物體運動加速度a=_______(用d、t、s表示),該同學(xué)根據(jù)傳感器的讀數(shù)直接得出了拉力F,則a與F的關(guān)系圖象最符合本實驗實際情況的是_______。
【答案】(1)1.200 (2) A
【解析】(1)螺旋測微器固定刻度讀數(shù)是1mm,可動刻度讀數(shù)是20.0×0.01mm=0.200mm,故結(jié)果為1.200mm;系統(tǒng)動能增加量,,帶入可得,由機械能守恒可得,得出,則,得。
(2)根據(jù) ,將,v0=0帶入可得,傳感器的讀數(shù)直接得出了拉力F,滑塊在氣墊導(dǎo)軌上運動不受摩擦力作用,F(xiàn)就是滑塊所受的合外力,沒有系統(tǒng)誤差,所以圖像應(yīng)該是一條通過原點的傾斜的直線,選A。
4.某同學(xué)用如圖所示的裝置測量滑塊與長木板之間的動摩擦數(shù)。將木板固定在水平桌面上,木板左端固定一個擋板,擋板與滑塊之間有一個輕質(zhì)彈簧,輕質(zhì)彈簧與擋板固定連接,滑塊靠近彈簧。長木板上安裝有兩個光電門。
(1)用螺旋測微器測量素光片的寬度,如圖所示,其讀數(shù)為d=________mm;
(2)給滑塊裝上遮光片,向左推動滑塊,壓縮彈簧到適當(dāng)位置,由靜止松手,滑塊離開彈贊后分別通過P、Q兩位置的光電門,與光電門相連的計時器分別記錄下滑塊上遮光片通過光電門的時間Δt1和Δt2,改變彈簧的壓縮程度進行多次實驗,并計算得出多組滑塊通過P點和Q點的速度v1和v2,根據(jù)下表中的數(shù)據(jù)在坐標紙上描繪描點連線,作出v12-v22圖象。
(2)若重力加速度為g=9.8 m/s2,用刻度尺測出PQ間的距離l=45.0 cm,由v12-v22圖象可得,滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為___________(結(jié)果保留兩位小數(shù))。
【答案】(1)4.704 (2)見解析圖 (3)0.25
【解析】(1)螺旋測微器讀數(shù)為。
(2)根據(jù)描點法可得v12-v22圖象,如圖所示。
(3)根據(jù)速度位移公式得,根據(jù)牛頓第二定律得,聯(lián)立得,可得圖象的縱軸截距,得,結(jié)合圖像解得。
5.三個同學(xué)根據(jù)不同的實驗條件,進行了探究平拋運動規(guī)律的實驗:
(1)甲同學(xué)采用如圖甲所示的裝置。用小錘擊打彈性金屬片,金屬片把A球沿水平方向彈出,同時B球被松開自由下落,觀察到兩球同時落地。改變小錘擊打的力度,即改變A球被彈出時的速度,兩球仍然同時落地,這說明______。
(2)乙同學(xué)采用如圖乙所示的裝置,兩個相同的弧形軌道M、N,分別用于發(fā)射小鐵球P、Q,其中N的末端可看做與光滑的水平板相切,兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D;調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度使AC=BD,從而保證小鐵球P、Q在軌道末端的水平初速度v0相等。現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上,然后切斷電源,使兩小球能以相同的初速度v0同時分別從軌道M、N的末端射出。實驗可觀察到的現(xiàn)象應(yīng)是______。僅僅改變弧形軌道M的高度,重復(fù)上述實驗,仍能觀察到相同的現(xiàn)象,這說明______。
(3)丙同學(xué)采用頻閃照相法拍攝到如圖丙所示的小球做平拋運動的照片,圖中每個小方格的邊長為L=1.25 cm,則由圖可求得拍攝時每______s曝光一次,該小球做平拋運動的初速度大小為____m/s。(g取9.8 m/s2)
(4)下列哪個因素不會使“研究平拋物體的運動”實驗誤差增大______。
A.小球與斜槽之間有摩擦
B.安裝斜槽時其末端切線不水平
C.建立坐標系時,以斜槽末端端口位置為坐標原點
D.根據(jù)曲線計算平拋運動的初速度時,在曲線上取作計算的點離原點O較近
【答案】(1)平拋運動的物體在豎直方向上做自由落體運動 (2)P球擊中Q球 平拋運動的物體在水平方向上做勻速直線運動 0.7 (3)A
【解析】(1)B球做自由落體運動,改變平拋運動的初速度,發(fā)現(xiàn)兩球仍同時落地,說明豎直方向兩球運動情況相同,即平拋運動的物體在豎直方向上做自由落體運動。
(2)改變兩球高度差P球總能擊中Q球,說明兩球水平方向運動情況相同,因Q球做勻速直線運動,說明平拋運動的物體在水平方向上做勻速直線運動。
根據(jù)平拋運動規(guī)律,則有,,代入數(shù)值可解得,。
(3)小球與斜槽之間有摩擦力不影響實驗的誤差,只要保證小球從同一位置由靜止釋放,使得平拋運動的初速度相同,故A正確;安裝斜槽時末端不水平,會導(dǎo)致初速度不水平,使得誤差增大,故B錯誤;建立坐標系時,應(yīng)該以小球在斜槽末端在豎直板上球心的投影為坐標原點,以末端端口位置為坐標原點使得誤差增大,故C錯誤;為了減小測量的誤差,在曲線上所取的計算點離原點遠一些,故D錯誤。
6.某實驗小組利用如圖(a)所示實驗裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)探究動能定理,軌道兩端固定有位移傳感器和力傳感器,光電門固定在A點。已知重力加速度為g。實驗過程如下:
(1)用天平測得滑塊(包括遮光條)的質(zhì)量為m,用游標卡尺測得遮光條的寬度為d。
(2)先測動摩擦因數(shù)。不安裝彈簧,給滑塊一初速度,讓滑塊沿軌道從A的左端向右運動,遮光條通過光電門時計時器記錄的時間為Δt1,測出滑塊停止的位置與A點的距離為x0,則滑塊與軌道間動摩擦因數(shù)μ=___。(用題中所給已知或已測的物理量表示)。
(3)將彈簧一端連接力傳感器,另一端連接滑塊,將滑塊拉到O點由靜止釋放,從釋放滑塊到遮光條通過光電門的過程中,傳感器顯示出彈簧彈力F隨滑塊位移x的變化情況如圖(b)所示,F(xiàn)O、FA分別表示滑塊在O點、A點時彈簧彈力的大小,xA表示O到A的位移大小,遮光條通過光電門時記錄的時間為Δt2,則此過程中合外力做的功W合=_________,動能改變量ΔEk=_________(用題中所給已知或已測的物理量表示)。
(4)改變滑塊釋放點O的位置,重復(fù)步驟(3),多次測量研究合外力做的功W合與動能改變量ΔEk的關(guān)系,即探究動能定理。
【答案】(2) (3)
【解析】(2)滑塊通過光電門時的速度,據(jù)運動學(xué)公式,解得。
(3)彈簧彈力做的功,摩擦力做的功,則,遮光條通過光電門計時器的速度,動能改變量。
7.為測冰鞋滑冰板與冰面間的動摩擦因數(shù),幾位同學(xué)在一粗糙程度相同的水平滑冰場上配合著進行了如下操作和測量:如圖所示,甲乙同學(xué)穿冰鞋對面站立靜止,迅速相互推一下對方,保持不變姿勢沿同一直線向相反方向運動到靜止;另外兩位同學(xué)用手機秒表計時軟件分別測出甲乙運動時間t甲、t乙,用卷尺測出甲乙通過的距離d甲、d乙。已知甲乙同學(xué)質(zhì)量(含冰鞋)分別為m甲、m乙重力加速度g。
(1)甲同學(xué)冰鞋滑冰板與冰面間的動摩擦因數(shù)μ甲=________。
(2)由于有空氣阻力,甲同學(xué)冰鞋滑冰板與冰面間動摩擦因數(shù)真實值μ甲真_______μ甲。(選填“>”或“

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