今年6月7日虎门大桥撞船事故后,全国交通部门加强了对国内各种大桥的检测与维修.某校研究性学习小组的同学们很想知道每根长50m·、横截圆面积为400的新悬索能承受
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今年6月7日虎门大桥撞船事故后,全国交通部门加强了对国内各种大桥的检测与维修.某校研究性学习小组的同学们很想知道每根长50m·、横截圆面积为400的新悬索能承受
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今年6月7日虎门大桥撞船事故后,全国交通部门加强了对国内各种大桥的检测与维修.某校研究性学习小组的同学们很想知道每根长50m·、横截圆面积为400
的新悬索能承受的最大拉力。由于悬索很长.抗断拉力又很大.直接测量很困难.同学们则取来了同种材料制成的样品进行实验探究。由胡克定律可知.在弹性限度内.弹簧的弹力F与形变量x成正比.其比例系数与弹簧的长度、横截面积及材料有关。因而同学们猜想.悬索可能也遵循类似的规律。
(1)同学们准备和《探究弹簧弹力与弹簧伸长量之间关系》的实验一样将样品竖直悬挂.再在其下端挂上不同重量的重物.来完成本实验。但有同学说悬索的重力是不可忽略的.为了避免悬索所受重力对实验的影响.你认为可行的措施应该足:
。
(2)同学们通过游标卡尺测样品的直径来测定其截面积.某次测量的结果如图所示.则该样品的直径为
cm。
(3)经过同学们充分的讨沦.不断完善实验方案.最后实验取得数据如下
①分析样品C的数据可知,其所受拉力
(单位N)与伸长量x(单位m)遵循的函数关系式是
②对比各样品的实验数据可知.悬索受到的拉力与悬索的伸长量成正比.其比例系数与悬索长度的
成正比、与悬索的横截面积的大小成正比;
答案
(1)将悬索样品水平放置在光滑水平面上,用定滑轮将竖直向下的重力变为水平方向的拉力(2)0.830cm(3)①
②平方的倒数
解析
试题分析:(1)通过定滑轮把重力变为水平方向的拉力后,悬索自身重力对其拉力就没有任何影响了。(2)游标卡尺的读数分两部分,一部分是游标卡尺零刻度线左侧读数主尺上面毫米的整数部分即
,另一部分根据与主尺刻度线对齐的游标卡尺刻度线示数与精确度的乘积,即
,最终读数为
(3)①分析样品C的数据可发现拉力F与伸长量成正比,比例系数为
②分析样品ABD,可以发现,拉力F与伸长量的比例系数分别为
,
和
,而长度比为1:2:3,所以比例系数与悬索长度的平方倒数成正比。
举一反三
(4分)下列有关实验的描述中,正确的是
(不定项)
A.在“验证力的平行四边形定则”实验中,只需橡皮筋的伸长量相同
B.在“探究弹簧弹力与其伸长量”关系的实验中,作出弹力和弹簧长度的图象也能求出弹簧的劲度系数
C.在“恒力做功与动能改变的关系”的实验中,应当先平衡摩擦力
D.在“验证机械能守恒定律”的实验中,必须由v=gt求出打某点时纸带的速度
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(12分)“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的(甲)或(乙)方案来进行。
①比较这两种方案,
(填“甲”或“乙”)方案好些,理由是:
②如图丙是该实验中得到的一条纸带,测得每两个计数点间的距离如图中所示,已知每两个计数点间的时间间隔T
=
0.1s.物体运动的加速度a
=
m/s²(两位有效数字);该纸带是采用
(填“甲”或“乙”)实验方案得到的。简要写出判断依据
.
③图丁是采用(甲)方案时得到的一条纸带,现选取N点来验证机械能守恒定律。下面是几位同学分别用不同方法计算N点的速度,其中正确的是
(多选)
A.
B.
C.
D.
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验证“机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法(g=9.8m/s
2
):每空2分,共18分
(1)通过验证
来验证机械能守恒定律时,对纸带上起点的要求是____________;为此,所选择纸带的第一、二两点间距应接近______________。
(2)若实验中所用重锤质量m=1kg,打点纸带如图所示,所用电压频率为50Hz,则打点时间间隔为____________,则记录B点时,重锤的速度
=_______________,重锤动能
=_______________。从开始下落起至B点,重锤的重力势能减少量是______________,因此可得出的结论是:___________________________。(结果保留2位有效数字)
(3)根据纸带算出相关各点的速度
,量出下落距离h,则以
为纵轴,画出的图像应是图5中的__________,图线的斜率表示_________。
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I(1)某同学在做“研究弹簧的形变与外力的关系”实验时将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂:然后在其下部施加外力F,测出弹簧的总长度L,改变外力F的大小,测出几组数据,作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的)由图可知该弹簧的自然长度为
cm;该弹簧的劲度系数为____N/m
(2)在利用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验中,某同学在实验中得到的纸带如图所示,其中A、B、C、D是打下的相邻的四个点,它们到运动起始点O(初速度可认为是零)的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm.已知当地的重力加速度g=9.80m/s
2
,打点计时器所用电源的频率为50 Hz,重物的质量为1. 00 kg请根据以上数据计算重物由O点运动到C点的过程中,重力势能的减少量为____J,动能的增加量为
J(结果均保留三位有效数字)
Ⅱ在“测金属丝的电阻率”的实验中,提供了下列器材:螺旋测微器、待测金属丝(总电阻约30
、电压表V(量程0~3V,内电阻约3K
、电流表A(量程0~120mA.内电阻约5
、滑动变阻器R(0~10
)、电源E(电动势3V,内阻约1
)、开关、导线若干。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径如图所示,则其度数D
mm
(2)如图,将待测的金属丝拉直后两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上,刻度尺的中间有一个可沿金属丝滑动的触头P.当用手按下触头P时.触头P才会与金属丝接触.接人电路中金属丝的长度L可通过触头的位置在刻度尺上读出,对该实验设计有触头P的好处是
。
(3)触头P选一个位置,读出金属丝长度L.利用测量的数据画出该段金属丝的I-U图线如图,其中(U
0
,I
0
)是图线上的一点坐标。用测量的物理量符号表示金属丝电阻率的式子是
(4)在右方框中画出测量的电路图
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利用力传感器研究 “加速度与合外力的关系”的实验装置如图甲.
①下列关于该实验的说法,错误的是______(选填选项前的字母)
A.做实验之前必须平衡摩擦力
B.小车的质量必须比所挂钩码的质量大得多
C.应调节定滑轮的高度使细线与木板平行
D.实验开始的时候,小车最好距离打点计时器远一点
②从实验中挑选一条点迹清晰的纸带,每5个点取一个计数点,用刻度尺测量计数点间的距离如图乙所示,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz.从图中所给的刻度尺上读出A、B两点间的距离s
1
=_____cm;该小车的加速度a =____m/s
2
(计算结果保留两位有效数字),实验中纸带的____(填“左”或“右”)端与小车相连接.
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