某实验小组用图1所示装置探究“重锤动能变化与重力对它做功的关系”。实验中,让拖着纸带的重锤从高处由静止自由落下,打点计时器在纸带上打出一系列的点,通过对打下的点
题型:不详难度:来源:
某实验小组用图1所示装置探究“重锤动能变化与重力对它做功的关系”。实验中,让拖着纸带的重锤从高处由静止自由落下,打点计时器在纸带上打出一系列的点,通过对打下的点进行测量和研究,即可达到实验目的.
小题1: 图2是实验中打下的一条纸带,O点是重物开始下落时打下的起点,该小组在纸带上选取A、B、C、D、E、F、G七个计数点,每两个计数点间还有一个计时点(图中未画出),各计数点与起点O的距离如图所示,已知打点计时器工作频率为50Hz,分别计算B、C、D、E、F五个计数点与O点的速度平方差△v2(△v2= v2- v02)。其中D点应填的数据为: (保留3位有效数字)
计数点
| B
| C
| D
| E
| F
| 速度平方差△v2/(m·s-1)2
| 1.38
| 2.45
|
| 5.52
| 7.50
| 小题2:以Δv 2为纵轴,以各计数点到O点的距离h为横轴,在坐标系中做出Δv 2—h图像。若不考虑误差,认为动能的变化量等于重力做的功,利用做出的图线的斜率,可求得当地的重力加速度g′= .(保留3位有效数字) 小题3:重锤下落过程中一定受到阻力的作用。若已知当地的重力加速度为g,用这一装置测量重锤下落过程中受到的阻力F的大小,还需测量的物理量是 , F大小的表达式为:F= (用符号表示) |
答案
小题1:3.84 小题2:9.78m/s2 小题3:重锤质量m,F= m(g-g’) |
解析
解:(1)计数点之间的时间间隔为T=0.04s,根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度,可以求出D点速度大小为:vD=≈1.96m/s 所以△v2=-0=3.83m2/s2,由于所取位移和时间不同,因此在3.83~3.84范围范围内均可以.故答案为:3.83(3.83~3.84) (2)根据公式学公式v2=2gh,可知图象的斜率表示2g,由图象求出其斜率为k=19.56,所以当地的重力加速度为g=9.78m/s2,在9.67~9.94m/s2范围内均正确.故答案为:9.78m/s2(9.67~9.94m/s2). (3)根据牛顿第二定律有mg-f=mg′,可知,只要测量重锤的质量m,即可正确求出空气阻力大小.故答案为:重锤质量m. 根据牛顿第二定律有mg-F=mg′可以求出阻力的表达式为F=mg-mg′.故答案为:mg-mg′. 点评:解决实验的根本是明确实验原理,然后熟练应用所学基本运动学规律求解. |
举一反三
如图为“探究求合力的方法”的实验装置.PO为橡皮条,两测力计通过绳子拉橡皮条一端,使橡皮条水平。拉力的大小可从测力计中读取。对本实验: 小题1:下列说法中正确的是 A.在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中,橡皮条结点O的位置不能变化 | B.弹簧测力计拉细线时,拉力方向必须竖直向下 | C.F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程 | D.为减小测量误差,F1、F2方向间夹角应为90° | 小题2:在此实验中,假如F1的大小及方向固定不变,那么为了使橡皮条仍然伸长到O点,对F2来说,下面几种说法中正确的是_______A.F2可以有多个不同的方向 | B.F2的方向和大小可以有多个值 | C.F2的方向和大小是唯一确定的 | D.F2的方向是唯一的,但大小可以有多个值 |
|
小题1:测定木块与长木板之间的动摩擦因数时,采用如图所示的装置,图中长木板水平固定.
(1)实验过程中,电火花计时器应接在___ ___(选填“直流”或“交流”)电源上.调整定滑轮高度,使________ ___. (2)已知重力加速度为g,测得木块的质量为M,砝码盘和砝码的总质量为m,木块的加速度为a,则木块与长木板间动摩擦因数μ=__________ _. (3)如图为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、6为计数点,相邻两计数点间还有4个打点未画出.从纸带上测出s1=3.20 cm,s2=4.52 cm,s5=8.42 cm,s6=9.70 cm.则木块加速度大小a=___ _m/s2(保留三位有效数字).
小题2:“探究求合力的方法”实验装置如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳.图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示.F与F′中,方向一定沿AO方向的是___ _____.
小题3:李泳探究小组在实验室探究弹簧的弹力和弹簧伸长关系的过程如下:
[猜想与假设] 弹簧的弹力和弹簧伸长成正比关系. [设计与实验步骤] a.设计的实验装置如图所示; b.先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,然后在弹簧下端分别悬挂100g、200 g的钩码,记下指针所指的标尺刻度; c.将实验数据记录在表格中; d.整理器材,分析实验数据并得出结论.
钩码质量m/g
| 0
| 100
| 200
| 标尺刻度L/cm
| 15.0
| 20.10
| 24.96
| [交流与评估]
根据实验数据在坐标纸上描点画出L-m图象,如图所示.李泳探究小组根据图象分析,否定了原来的猜想,得出“弹簧弹力和弹簧长度成正比”的结论. ①你认为该小组所得结论对吗?________.(填“对”或“错”)你的理由是_____________ __________________________________________________。 ②李泳小组在[设计与实验步骤]中存在的一项严重不足是 ____________________________________________________ |
光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图1所示,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。利用如图2所示装置测量滑块在导轨上滑行的加速度。图中导轨左侧固定有一个处于锁定状态的压缩轻弹簧(弹簧长度与导轨相比可忽略),弹簧右端与滑块接触,1和2是固定在导轨上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器没有画出。现使弹簧解除锁定,滑块获得一定的初速度后,水平向右运动。光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为和。用毫米刻度尺测量小滑块的宽度d=0.60cm。
小题1:小滑块通过光电门1的速度v1= m/s;小滑块通过光电门2的速度v2= m/s。 (保留二位有效数字) 小题2:现测得小滑块由光电门1到光电门2的时间间隔为△t=3.20s,则滑块的加速度大小为 ________m/s。(保留二位有效数字),方向 ____。(填“与运动方向相同”或“与运动方向相反”) |
某同学用图甲所示的实验装置研究小车在斜面上的匀变速直线运动。实验步骤如下: a.安装好实验器材,将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上。 b.接通电源后,让拖着纸带的小车沿斜面向下运动,重复几次。选出一条点迹清晰的纸带,舍去开始密集的点迹,从便于测量的点开始,每2个打点间隔取一个计数点,如图乙中0、1、2……8点所示。 c.用最小刻度是毫米的刻度尺测量各计数点的刻度数值,分别记作x0、x1、x2……x8。 d.分别计算出打点计时器打下计数点1、2、3……7时小车的瞬时速度v1、v2、v3……v7。 e.以v为纵坐标、t为横坐标,标出v与对应时间t的坐标点,画出v-t图线。
乙 结合上述实验步骤,请你完成下列任务: 小题1: 表1记录的是该同学测出计数点的刻度数值,其中x5未测定,请你根据图乙将这个测量值填入表1中。 表1:
符 号
| x0
| x1
| x2
| x3
| x4
| x5
| x6
| x7
| x8
| 刻度数值/cm
| 0
| 1.12
| 2.75
| 4.86
| 7.49
|
| 14.19
| 18.27
| 22.03
| 小题2: 表2记录的是该同学根据各计数点的刻度数值,计算出打点计时器打下各计数点时小车的瞬时速度,请你根据表1中x5和x7计算出v6的值,并填入表2中。 表2:
符 号
| v1
| v2
| v3
| v4
| v5
| v6
| v7
| 速度数值/(m·s-1)
| 0.34
| 0.47
| 0.59
| 0.72
| 0.84
|
| 0.98
| 小题3: 该同学在图丙中已标出v1、v2、v3、v4、v5和v7对应的坐标点,请你在图中标出v6对应的坐标点,并画出v-t图线。 小题4: 根据v-t图线可计算出小车的加速度a=___________m/s2。(保留两位有效数字) |
小题1:如图a所示中给出的是用螺旋测微器测量某导体棒直径时的示数,此读数应为 mm
小题2:某物理实验小组在使用多用电表按正确步骤测量某一电阻阻值,选择开关指在“×100”欧姆档,指针指示位置如图b所示,则这电阻是 。如果要用该多用电表测量一个约140的电阻,为了使测量结果比较精确,应选的欧姆档是 (填“×1”“×10”、“×100”、或“×1k”)。 在使用欧姆档时要注意,变换另一个倍率的欧姆档后,必须重新 。 |
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