为了探究加速度与力、质量的关系,使用如下图所示的气垫导轨装置进行实验.其中G1、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器通过G1、G2光电门时,光束被遮
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为了探究加速度与力、质量的关系,使用如下图所示的气垫导轨装置进行实验.其中G1、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器通过G1、G2光电门时,光束被遮
题型:不详
难度:
来源:
为了探究加速度与力、质量的关系,使用如下图所示的气垫导轨装置进行实验.其中G
1
、G
2
为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器通过G
1
、G
2
光电门时,光束被遮挡的时间Δt
1
、Δt
2
都可以被测量并记录,滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M,挡光片宽度为d,光电门间距为x(满足x >>d),牵引砝码的质量为m.。回答下列问题:
(1) 若实验测得Δt足够小,且Δt
1
= 150ms、Δt
2
= 100ms,d = 3.0cm,X = 50.0cm,则滑行器运动的加速度 a =
m/s
2
。 若取M = 400g,在保证M>>m的条件下,如果认为绳子牵引滑块的力等于牵引砝码的总重力,则牵引砝码的质量m =
kg。(取g = 10m/s
2
)
(2) 在(1)中,实际牵引砝码的质量与上述的计算值相比
。(填偏大、偏小或相等)
答案
(1) 0.05 0.02 (2)偏大
解析
试题分析:(1)光电门的实际作用就是求出经过光电门时物体的速度,即
,
,所以加速度为
,根据题意则
即0.002Kg
(2)实际上
,在计算时忽略了砝码质量,因此实际牵引砝码的质量比上述的计算值大
点评:本题在考察过程中,通过现代传感器考察了学生们对实验原理的理解和掌握情况。要清楚传感器的作用实际上是测瞬时速度的仪器
举一反三
(1)做简谐运动的弹簧振子,下述说法中正确的是( )
A.振子通过平衡位置时,加速度最大
B.振子在最大位移处时,加速度最大
C.振子在连续两次通过同一位置时,位移相同,加速度相同
D.振子连续两次通过同一位置时,动能相同,速度相同
(2)有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室,各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”,他们通过校园网交换实验数据,并由计算机绘制了T
2
~L图像,如图甲所示.去北大的同学所测实验结果对应的图线是
(选填“A”或“B”).另外,在南大做探究的同学还利用计算机绘制了两种单摆的振动图像(如图乙所示),由图可知,两单摆摆长之比
.
(3)某同学做“用单摆测重力加速度”实验。
①用游标卡尺测量摆球直径d,把摆球用细线悬挂在铁架台上,用米尺测量出悬线长度l。
②在小钢球某次通过平衡位置时开始计时,并将这次通过平衡位置时记为0,数出以后小钢球通过平衡位置的次数为n,用停表记下所用的时间为t。请根据他的计数方法写出单摆周期的表达式:_____________。
③用上面的测量数据计算重力加速度的表达式为g=
。
题型:不详
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某同学在做“研究平抛运动”的实验时,记录了小球运动轨迹。a、b、c为轨迹上的三个点,取a点为坐标原点,建立如图所示坐标系,
。那么小球作平抛运动的初速度为
;小球开始做平抛运动的位置坐标
;
。
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在”验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,当地的重力加速度g=9.80m/s
2
,测得所用的重物的质量为1.00㎏.实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示,把第一个点记作0,另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点.经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm.根据以上数据,可知重物由O点运动到C点,重力势能的减少量等于
J,动能的增加量等于_______ J(取三位有效数字).
题型:不详
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用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验:
(1)(4分,每空2分,全部填对得2分,部分填对得1分,见错不得分)为进行该实验,备有下列器材可供选择:铁架台、电磁打点计时器、复写纸片、纸带、低压直流电源、弹簧秤、秒表、导线、开关。其中不必要的器材是
,缺少的器材是
。
(2)(6分,每小题3分,选不全得2分,见错不得分)需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h,某班同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案。
A.用刻度尺测出物体下落高度h,并测出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度v.
B.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过
计算出瞬时速度.
C.根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度,并通过
计算出高度h.
D.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v.
①以上方案中只有一种最合理,最合理的是
。(填入上述相应的字母)
②要使该实验误差尽量小,下述注意事项正确的是
(填入下述相应的字母)
A.使重锤的质量尽可能大些,但悬挂时不能拉断纸带
B.选用电火花计时器比电磁打点计时器更好,可减小阻力影响
C.测长度时保持纸带悬挂状态,刻度尺的读数更准确
D.纸带上留下的点越大越好
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在学习过机车启动问题之后,某物理兴趣小组决定按照图做一个实验,测定一电动遥控玩具车的功率,具体步骤如下:
①用天平测出电动小车的质量为0.4kg;
②将电动小车、纸带和打点计时器按如图7所示安装;
③接通打点计时器(其打点周期为0.02s);
④使电动小车以额定功率加速运动,达到最大速度一段时间后关闭小车电源,待小车静止时再关闭打点计时器(设小车在整个过程中所受的阻力恒定)。在上述过程中,打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图所示。
请你分析图纸带数据,回答下列问题:(结果保留三位有效数字)
(1)该电动小车运动的最大速度为
m/s;
(2)关闭小车电源后,小车的加速度大小为
m/s
2
;
(3)小车所受的阻力大小为
N;
(4)该电动小车的额定功率为
W。
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