科学规律的发现离不开科学探究,而科学探究可以分为理论探究和实验探究。下面我们追寻科学家的研究足迹用两种方法探究恒力做功和物体动能变化间的关系。I.理论探究:根据
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科学规律的发现离不开科学探究,而科学探究可以分为理论探究和实验探究。下面我们追寻科学家的研究足迹用两种方法探究恒力做功和物体动能变化间的关系。I.理论探究:根据
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科学规律的发现离不开科学探究,而科学探究可以分为理论探究和实验探究。下面我们追寻科学家的研究足迹用两种方法探究恒力做功和物体动能变化间的关系。
I.理论探究:根据牛顿运动定律和有关运动学公式,推导在恒定合外力的作用下,功与物体动能变化间的关系,请在答题纸上对应位置写出你的推导过程。
II.实验探究:①某同学的实验方案如图甲所示,他想用钩码的重力表示小车受到的合外力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为在实验中还应该采取的两项措施是:a
;b
。
②如图乙所示是某次实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、F、F是计数点,相邻计数点间的时间间隔为T。距离如图。则打C点时小车的速度为
;要验证合外力的功与动能变化间的关系,除位移、速度外,还要测出的物理量有
。
答案
I推导见解析;Ⅱ①a.平衡摩擦力 b.钩码的重力远小于小车的总重力 ②
钩码的重力和小车的总质量
解析
试题分析:Ⅰ推导:牛顿第二定律得F
合
=ma,由运动学公式得v
2
2
-v
1
2
=2ax,结合功的定义式W
合
=F
合
x,三式联立得W
合
=
。
Ⅱ①平衡摩擦力就是让长木板的一端垫起一定的高度,给小车一个速度,小车能匀速下滑;钩码的重力远小于小车的总重力,只有满足这个关系,钩码对小车的拉力才近似等于钩码的重力。
②纸带上计算某点的瞬时速度,是根据匀变速运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,因此C点的瞬时速度为
;钩码的重力就是拉力的大小,计算拉力的功必须要测量钩码的重力,要计算小车的动能就必须测量小车的总质量。
举一反三
橡皮筋也像弹簧一样,在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比,即F = kx,k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关。理论与实验都表明
,其中Y是由材料决定的常数,材料力学中称之为杨氏模量。
①在国际单位中,杨氏模量Y的单位应该是
a.N b.m c.N/m d.N/m
2
②有一段横截面是圆形的橡皮筋,应用刻度尺和螺旋测微器分别测量它的长度和直径如图所示,刻度尺的读数为
cm,螺旋测微器的读数为
mm。
③小华通过实验测得该橡皮筋的一些数据,做出了外力F与伸长量x之间的关系图像如图所示。由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k =
N/m (结果保留两位有效数字) 。图像中图线发生弯曲的原因是
。
题型:不详
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(1)要测量下图中螺母的深度,应该用图甲游标卡尺的A、B、C中的
部分,读数如图乙所示,其深度为
cm。
(2)某同学用螺旋测微器测金属丝的直径d,其示数如图丙所示,则金属丝直径d=
mm。
题型:不详
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如图甲所示,万能角度尺是利用游标读数原理来直接测量工件角度或进行划线的一种角度量具。它有一个可转动的圆盘(即主尺),在圆盘的边缘标有表示圆心角的刻度,在圆盘的外侧有一个固定不动的圆弧状的游标尺。如图乙所示,主尺上29°对应的弧长与游标尺上30格对应的弧长相等。图乙中万能角度尺所测量的角度为
。
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某同学用右图所示的实验装置研究小车在斜面上的运动.
①实验中,除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、平板、铁架台、导线及开关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有_____
_.(填选项代号)
A.电压合适的50 Hz交流电源
B.电压可调的直流电源
C.刻度尺
D.停表
E.天平
F.重锤
②实验中所用电源的频率为50Hz。选取合适的纸带如下图,以每5个点为一个记数点,分别记0、1、2……用刻度尺测得S
1
=2.80cm;S
2
=4.29cm;S
3
=5.79cm;S
4
=7.30cm;根据纸带中所给的信息,图中标出的相邻两计数点的时间间隔T=
s,当打点计时器打下点“2”时的瞬时速度为v
2
=
m/s,小车加速度的计算公式为a=
(每两个计数点间的时间间隔用T表示),计算结果为a=
m/s
2
。(保留三位有效数字)
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I.在探究平抛运动的规律时,可选用图中两种实验装置,下列说法中合理的是
。
A.选用装置1可探究平抛物体在竖直方向的运动规律
B.选用装置1可探究平抛物体在水平方向的运动规律
C.选用装置2要获得钢球的平抛运动轨迹,所用斜槽必须必须是光滑的
D.选用装置2要获得钢球的平抛运动轨迹,每次钢球一定要从斜槽上同一位置由静止释放
II.在做用单摆测当地重力加速度的试验中,某同学组装好单摆后,单摆自然悬垂。用毫米刻度尺测出悬点到摆球的最低端的距离L="0." 9880m,再用游标卡尺测量摆球直径,结果如图所示,则摆球的直径为
mm,单摆摆长为
m;为减小实验误差,该同学在测量摆球振动周期时应从摆球经过
(填“最低点”或“最高点”)位置时开始计时。
III.在测定金属丝电阻率的实验中,需要测量金属丝的电阻,可供选用的器材如下:
待测金属丝:R
x
(阻值约5Ω)
电流表A
1
:量程0.6A,内阻r
1
约为0.2Ω
电流表A
2
:量程10mA,内阻r
2
=50Ω
定值电阻R
1
:阻值20Ω
定值电阻R
2
:阻值200Ω
滑动变阻器R:阻值范围0~5Ω电源
E:干电池2节
开关S,导线若干。
①要想较准确测量待测金属丝的阻值,应选用定值电阻
。(填R
1
或R
2
)
②实验中要求金属丝中的电流能从0开始变化,请在方框图中画出该实验的电路图(图中务必标出选用的电流表和定值电阻的符号)。
③若试验中A
1
表的示数为0.36A,A
2
表的示数为5.4mA,待测金属丝的阻值为
Ω(结果保留两位有效数字)
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