廣州市2019年高中物理 力學競賽輔導資料 專題08 力學實驗(含解析)
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1、專題08 力學實驗 1、甲同學準備做“驗證機械能守恒定 律”實驗,乙同學準備做“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”實驗. 圖1 (1)圖1中A、B、C、D、E表示部分實驗器材,甲同學需在圖中選用的器材________;乙同學需在圖中選用的器材________.(用字母表示) 圖2 (2)某同學在實驗室選齊所需器材后,經(jīng)正確操作獲得如圖2所示的兩條紙帶①和②.紙帶________的加速度大(填“①”或“②”),其加速度大小為 ________. 【解析】(1)“驗證機械能守恒定律”一般采用重錘自由落體運動,使用紙帶法測速度,所以要用到重錘和電火花打點計時器,即A、B;“探究加速度
2、與力、質(zhì)量的關系”實驗一般以小車為研究對象,需改變小車質(zhì)量,要用到紙帶法測加速度,所以需要電火花計時器、小車、鉤碼,即B、D、E. (2)紙帶①相鄰相等時間位移之差Δx1=0.1 cm,而②紙帶的Δx2=0.05 cm,由a=可知①紙帶加速度大,且可算得a== m/s2=2.5 m/s2. 【答案】(1)AB BDE (2)① (2.5±0.2) m/s2 2、某同學用如圖所示的裝置驗證機械能守恒定律。一根細線系住鋼球,懸掛在鐵架臺上,鋼球靜止于A點,光電門固定在A的正下方,在鋼球底部豎直地粘住一片寬度為d的遮光條。將鋼球拉至不同位置由靜止釋放,遮光條經(jīng)過光電門的擋光時間t可由計時器測出
3、,取v=作為鋼球經(jīng)過A點時的速度。記錄鋼球每次下落的高度h和計時器示數(shù)t,計算并比較鋼球在釋放點和A點之間的勢能變化大小ΔEp與動能變化大小ΔEk,就能驗證機械能是否守恒。 (1)ΔEp=mgh計算鋼球重力勢能變化的大小,式中鋼球下落高度h應測量釋放時的鋼球球心到 之間的豎直距離。 A.鋼球在A點時的頂端 B.鋼球在A點時的球心 C.鋼球在A點時的底端 (2)用ΔEk=mv2計算鋼球動能變化的大小,用刻度尺測量遮光條寬度,示數(shù)如圖所示,其讀數(shù)為 cm。某次測量中,計時器的示數(shù)為0.010 0 s,則鋼球的速度為v= m/s。 (3)
4、下表為該同學的實驗結(jié)果: ΔEp(×10-2 J) 4.892 9.786 14.69 19.59 29.38 ΔEk(×10-2 J) 5.04 10.1 15.1 20.0 29.8 他發(fā)現(xiàn)表中的ΔEp與ΔEk之間存在差異,認為這是由于空氣阻力造成的。你是否同意他的觀點?請說明理由。 (4)請你提出一條減小上述差異的改進建議。 【解析】(1)鋼球下落高度h,應測量釋放時鋼球心到鋼球在A點時的球心之間的豎直距離,故選B。 (2)遮光條的寬度d=1.50 cm,鋼球的速度v==1.50 m/s (3)不同意,因為空氣阻力會造成ΔEk小于ΔEp,但表中ΔEk大于
5、ΔEp。 (4)分別測出光電門和球心到懸點的長度L和l,計算ΔEk時,將v折算成鋼球的速度v′=v。 【答案】(1)B (2)1.50 1.50 (3)不同意 理由見解析(4)見解析 3、某物理課外小組利用圖(a)中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關系。圖中,置于實驗臺上的長木板水平放置,其右端固定一輕滑輪;輕繩跨過滑輪,一端與放在木板上的小滑車相連,另一端可懸掛鉤碼。本實驗中可用的鉤碼共有N=5個,每個質(zhì)量均為0.010 kg。實驗步驟如下: 圖(a) (1)將5個鉤碼全部放入小車中,在長木板左下方墊上適當厚度的小物塊,使小車(和鉤碼)可以在木板上勻速下滑。 (2)將
6、n(依次取n=1,2,3,4,5)個鉤碼掛在輕繩右端,其余N-n個鉤碼仍留在小車內(nèi);用手按住小車并使輕繩與木板平行。釋放小車,同時用傳感器記錄小車在時刻t相對于其起始位置的位移s,繪制s-t圖象,經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應的加速度a。 (3)對應于不同的n的a值見下表。n=2時的s-t圖象如圖(b)所示;由圖(b)求出此時小車的加速度(保留2位有效數(shù)字),將結(jié)果填入下表。 n 1 2 3 4 5 a/m·s-2 0.20 0.58 0.78 1.00 圖(b) (4)利用表中的數(shù)據(jù)在圖(c)中補齊數(shù)據(jù)點,并作出a-n圖象。從圖象可以看出:當物體質(zhì)量一定時,物體的
7、加速度與其所受的合外力成正比。 圖(c) (5)利用a-n圖象求得小車(空載)的質(zhì)量為 kg(保留2位有效數(shù)字,重力加速度取g=9.8 m·s-2)。 (6)若以“保持木板水平”來代替步驟(1),下列說法正確的是 (填入正確選項前的標號) A.a(chǎn)-n圖線不再是直線 B.a(chǎn)-n圖線仍是直線,但該直線不過原點 C.a(chǎn)-n圖線仍是直線,但該直線的斜率變大 【解析】(3)因為小車做初速度為零的勻加速直線運動,將圖(b)中點(2,0.78)代入s=at2可得,a=0.39 m/s2。 (4)根據(jù)描點法可得如圖所示圖線。 (5)根據(jù)牛頓第二定律可得nm
8、g=(M+5m)a,則a=n,圖線斜率k==,可得M=0.45 kg (6)若不平衡摩擦力,則有nmg-μ[M+(5-n)m]g=(M+5m)a,則a=n-,所以a-n圖線仍是直線,但直線不過原點,斜率變大,故B、C正確。 【答案】(3)0.39 (4)見解析圖 (5)0.45 (6)BC 4、用如圖所示的裝置測量彈簧的彈性勢能。將彈簧放置在水平氣墊導軌上,左端固定,右端在O點;在O點右側(cè)的B、C位置各安裝一個光電門,計時器(圖中未畫出)與兩個光電門相連。先用米尺測得B、C兩點間距離s,再用帶有遮光片的滑塊壓縮彈簧到某位置A,靜止釋放,計時器顯示遮光片從B到C所用的時間t,用米尺測量A、
9、O之間的距離x。 (1)計算滑塊離開彈簧時速度大小的表達式是 。 (2)為求出彈簧的彈性勢能,還需要測量 。 A.彈簧原長 B.當?shù)刂亓铀俣? C.滑塊(含遮光片)的質(zhì)量 (3)增大A、O之間的距離x,計時器顯示時間t將 。 A.增大 B.減小 C.不變 【解析】(1)滑塊離開彈簧后做勻速直線運動,v=。 (2)根據(jù)功能關系可得,Ep=mv2,則還需要測量滑塊的質(zhì)量,選項C正確。 (3)增大A、O之間的距離x,彈簧的彈性勢能增大,滑塊離開彈簧后的速度增大,從B到C的時間t將減小,選項B正確。 【答案】(1) (2)C (3
10、)B 5、在“驗證力的平行四邊形定則”實 驗中,某同學用圖釘把白紙固定在水平放置的木板上,將橡皮條的一端固定在板上一點,兩個細繩套系在橡皮條的另一端.用兩個彈簧測力計分別拉住兩個細繩套,互成角度地施加拉力,使橡皮條伸長,結(jié)點到達紙面上某一位置,如圖所示.請將以下的實驗操作和處理補充完整: ①用鉛筆描下結(jié)點位置,記為O; ②記錄兩個彈簧測力計的示數(shù)F1和F2,沿每條細繩(套)的方向用鉛筆分別描出幾個點,用刻度尺把相應的點連成線; ③只用一個彈簧測力計,通過細繩套把橡皮條的結(jié)點仍拉到位置O,記錄測力計的示數(shù)F3,________________; ④按照力的圖示要求,作出拉力F1、F
11、2、F3; ⑤根據(jù)力的平行四邊形定則作出F1和F2的合力F; ⑥比較________的一致程度,若有較大差異,對其原因進行分析,并作出相應的改進后再次進行實驗. 【解析】③此步驟中應記錄此時拉力的大小和方向,結(jié)合②的操作,③中橫線應填寫:沿此時細繩(套)的方向用鉛筆描出幾個點,用刻度尺把這些點連成直 線.⑥要驗證平行四邊形定則,需要比較F與F3的大小,方向是否一致,故⑥中橫線應填寫F和F3 【答案】③沿此時細繩(套)的方向用鉛筆描出幾個點,用刻度尺把這些點連成 直線 ⑥F和F3 6、利用圖2裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗。 圖2 ①為驗證機械能是否守恒,需要比較重物下落過程
12、中任意兩點間的 。 A.動能變化量與勢能變化量 B.速度變化量與勢能變化量 C.速度變化量與高度變化量 ②除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(含鐵夾)、電磁打點計時器、導線及開關外,在下列器材中,還必須使用的兩種器材是 。 A.交流電源 B.刻度尺 C.天平(含砝碼) ③實驗中,先接通電源,再釋放重物,得到圖3所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C,測得它們到起始點O的距離分別為hA、hB、hC。 已知當?shù)刂亓铀俣葹間,打點計時器打點的周期為T。設重物的質(zhì)量為m。從打O點到打B點的過程中,重物的重力勢能變化量ΔEp=
13、,動能變化量ΔEk= 。 圖3 ④大多數(shù)學生的實驗結(jié)果顯示,重力勢能的減少量大于動能的增加量,原因是 。 A.利用公式v=gt計算重物速度 B.利用公式v=計算重物速度 C.存在空氣阻力和摩擦阻力的影響 D.沒有采用多次實驗取平均值的方法 ⑤某同學想用下述方法研究機械能是否守恒,在紙帶上選取多個計數(shù)點,測量它們到起始點O的距離h,計算對應計數(shù)點的重物速度v,描繪v2-h(huán)圖象,并做如下判斷:若圖象是一條過原點的直線,則重物下落過程中機械能守恒,請你分析論證該同學的判斷是否正確的。 【解析】①重物下落過程中重力勢能減少,動能增加,故該實驗需要比較重物
14、下落過程中任意兩點間的動能變化量與勢能變化量在誤差范圍內(nèi)是否相等,A項正確。 ②電磁打點計時器使用的是交流電源,故要選A,需要測紙帶上兩點間的距離,還需要刻度尺,選B,根據(jù)mgh=mv2-0可將等式兩邊的質(zhì)量抵消,不需要天平,需使用C。 ③重物的重力勢能變化量為ΔEp=-mghB,動能的變化量ΔEk=mv=m()2 ④重物重力勢能的減少量略大于動能的增加量,是因為重物下落過程中存在空氣阻力和摩擦阻力的影響,C正確。 ⑤該同學的判斷依據(jù)不正確,在重物下落h的過程中,若阻力f恒定,根據(jù)mgh-fh=mv2-0,則v2=2(g-)h可知,v2-h(huán)圖象就是過原點的一條直線。要想通過v2-h(huán)圖象
15、的方法驗證機械能是否守恒,還必須看圖象的斜率是否接近2g?!敬鸢浮?1)增強 敏感 (2)①A ②AB?、郏璵ghB m()2?、蹸 ⑤不正確,理由見解析 7、某同學利用如圖1所示裝置研究外力與加速度的關系。將力傳感器安裝在置于水平軌道的小車上,通過細繩繞過定滑輪懸掛鉤碼,小車與軌道及滑輪間的摩擦可忽略不計。開始實驗后,依次按照如下步驟操作: ①同時打開力傳感器和速度傳感器; ②釋放小車; ③關閉傳感器,根據(jù)F-t,v-t圖象記錄下繩子拉力F和小車加速度a; ④重復上述步驟。 (1)某次釋放小車后得到的F-t,v-t圖象如圖2和3所示。根據(jù)圖象,此次操作應記錄下的外力F
16、大小為 N,對應的加速度a為 m/s2。(保留2位有效數(shù)字) (2)利用上述器材和過程得到的多組數(shù)據(jù)作出小車的加速度a隨F變化的圖象(a-F圖象),如圖4所示。若圖線斜率為k,則安裝了力傳感器的小車的質(zhì)量為 。 【解析】(1)根據(jù)v-t圖象得到0.8 s前小車是靜止的,0.8 s后小車做勻加速運動,所以此次操作應記錄下的外力F大小為:F=0.785 N=0.79 N, 根據(jù)v-t圖象的斜率求出加速度: a== m/s2=1.8 m/s2。 (2)根據(jù)a=可知a-F圖象理論上直線斜率應等于小車質(zhì)量的倒數(shù),則小車的質(zhì)量為m=。 【答案】(1)0
17、.79 1.8 (2) 8、某實驗小組利用圖(a)所示實驗裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)探究“外力做功與小車動能變化的關系”。實驗時將小車拉到水平軌道的O位置由靜止釋放,在小車從O位置運動到 A位置過程中,經(jīng)計算機處理得到了彈簧彈力與小車位移的關系圖線如圖(b) 所示,還得到了小車在 A位置的速度大小vA ;另外用電子秤測得小車(含位移傳感器發(fā)射器)的總質(zhì)量為m。回答下列問題: (1)由圖(b)可知,圖(a)中A位置到力傳感器的距離 (“小于”、“等于”或“大于”)彈簧原長。 (2)小車從O位置運動到A位置過程中彈簧對小車所做的功W= ,小車的動能改變量ΔE
18、k = 。( 用m、vA、xA中各相關物理量表示) (3)若將彈簧從小車上卸下,給小車一初速度v0,讓小車從軌道右端向左端滑動,利用位移傳感器和計算機得到小車的速度隨時間變化的圖線如圖(c)所示,則小車所受軌道摩擦力的大小= 。( 用m、v0、tm中各相關物理量表示) (4)綜合步驟(2)、(3),該實驗所要探究的“外力做功與小車動能變化的關系”表達式是 。( 用m、vA、xA、v0、tm中各相關物理量表示) 【解析】(1)由圖(b)可知,圖(a)中A位置到力傳感器的
19、距離大于彈簧原長。 (2)小車從O位置運動到A位置過程中彈簧對小車所做的功W=(F0+FA)xA,小車的動能改變量ΔEk =mv; (3)由圖線可知,小車的加速度為a=,則根據(jù)牛頓第二定律可知,小車所受軌道摩擦力的大小f=m; (4)該實驗所要探究的“外力做功與小車動能變化的關系”表達式是WF-Wf=mv,即:(F0+FA)xA-mxA=mv。 【答案】(1)大于 (2)(F0+FA)xA mv (3)m (4)(F0+FA)xA-mxA=mv 9、某實驗小組利用彈簧秤和刻度尺,測量滑塊在木板上運動的最大速度。 實驗步驟: ①用彈簧秤測量橡皮泥和滑塊的總重力,記作G;
20、②將裝有橡皮泥的滑塊放在水平木板上,通過水平細繩和固定彈簧秤相連,如圖甲所示。在A端向右拉動木板,待彈簧秤示數(shù)穩(wěn)定后,將讀數(shù)記作F; ③改變滑塊上橡皮泥的質(zhì)量,重復步驟①②; 實驗數(shù)據(jù)如下表所示: G/N 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 F/N 0.59 0.83 0.99 1.22 1.37 1.61 ④如圖乙所示,將木板固定在水平桌面上,滑塊置于木板上左端C處,細繩跨過定滑輪分別與滑塊和重物P連接,保持滑塊靜止,測量重物P離地面的高度h; ⑤滑塊由靜止釋放后開始運動并最終停在木板上的D點(未與滑輪碰撞),測量C、D間的距離s。
21、 完成下列作圖和填空: (1) 根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定坐標紙上作出F-G圖線。 (2)由圖線求得滑塊和木板間的動摩擦因數(shù)μ= (保留2位有效數(shù)字)。 (3)滑塊最大速度的大小v= (用h、s、μ和重力加速度g表示)。 【解析】((1)根據(jù)描點法在F-G圖象上描出各點,再連接起來,如圖所示; (2)由圖甲可知F=μG,則F-G圖象上的直線的斜率代表μ值的大小。由F-G圖象可知μ==0.40; (3)當重物P剛好下落到地面時,滑塊的速度v最大,此時滑塊的位移為h,此后滑塊做加速度為μg的勻減速運動,由公式v2-v=2as知:滑塊的最大速度vmax滿足:v=
22、2μg(s-h(huán)), 則vmax=。 【答案】(1)圖象如解析圖 (2)0.40 (3) 10、現(xiàn)用頻閃照相方法來研究物塊的變速運動.在一小物塊沿斜面向下運動的過程中,用頻閃相機拍攝的不同時刻物塊的位置如圖所示.拍攝時頻閃頻率是10 Hz;通過斜面上固定的刻度尺讀取 的5個連續(xù)影像間的距離依次為x1、x2、x3、x4.已知斜面頂端的高度h和斜 面的長度s.數(shù)據(jù)如下表所示.重力加速度大小g=9.80 m/s2. 單位:cm x1 x2 x3 x4 h s 10.76 15.05 19.34 23.65 48.00 80.00 根據(jù)表中的數(shù)據(jù),完成下列填空:
23、 (1)物塊的加速度a=__________m/s2(保留3位有效數(shù)字). (2)因為__________________________,可知斜面是粗糙的. 【解析】(1)根據(jù)“逐差法”可得物塊的加速度為 a= =m/s2 ≈4.30 m/s2. (2)假設斜面光滑,對物塊受力分析可得物塊下滑的加速度a′=gsin θ=g=9.80×m/s2=5.88 m/s2.根據(jù)a′>a可知斜面是粗糙的. 【答案】(1)4.30(填“4.29”或“4.31”同樣給分) 11、某同學探究小磁鐵在銅管中下落時受電磁阻尼作用的運動規(guī)律.實驗裝置如圖1所示,打點計時器的電源為50Hz的交流電.
24、 圖1 (1)下列實驗操作中,不正確的有________. A.將銅管豎直地固定在限位孔的正下方 B.紙帶穿過限位孔,壓在復寫紙下面 C.用手捏緊磁鐵保持靜止,然后輕輕地松開讓磁鐵下落 D.在磁鐵下落的同時接通打點計時器的電源 (2)該同學按正確的步驟進行實驗(記為“實驗①”),將磁鐵從管口處釋放,打出一條紙帶,取開始下落的一段,確定一合適的點為O點,每隔一個計時點取一個計數(shù)點,標為1,2,…,用刻度尺量出各計數(shù)點的相鄰兩計時點到O點的距離,記錄在紙帶上,如圖2所示. 圖2 計算相鄰計時點間的平均速度v,粗略地表示各計數(shù)點的速度,抄入下表.請將表中的數(shù)據(jù)補充完整. 位
25、置 1 2 3 4 5 6 7 8 v(cm/s) 24.5 33.8 37.8 ____ 39.5 39.8 39.8 39.8 (3)分析上表的實驗數(shù)據(jù)可知:在這段紙帶記錄的時間內(nèi),磁鐵運動速度的變化情況是________________;磁鐵受到阻尼作用的變化情況是____________ ____________________________________________________________. (4)該同學將裝置中的銅管更換為相同尺寸的塑料管,重復上述實驗操作(記為“實驗②”),結(jié)果表明磁鐵下落的運動規(guī)律與自由落體運動規(guī)律幾乎相同
26、.請問實驗②是為了說明什么?對比實驗①和②的結(jié)果可得到什么結(jié)論? _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ 【解析】(1)在實驗時,應用手捏住紙帶上端,保持靜止,再接通電源,讓打點計時器工作,然后迅速釋放紙帶,故做法不對的是C、D,所以本題正確選項為C、D. (2)由v=可求v4= m/s=39.0 cm/s. (3)由紙帶上的測量數(shù)據(jù)可知,磁鐵下落的速度逐漸增大,
27、最后勻速下落,所受阻力逐漸增大到大小等于重力. (4)實驗結(jié)果表明磁鐵在塑料管中幾乎不受阻尼作用,而磁鐵在銅管中下落時受到的阻尼作用主要是電磁阻尼作用. 【答案】(1)CD (2)39.0 (3)逐漸增大到39.8 cm/s且增加的越來越慢 逐漸增大到等于重力 (4)為了說明磁鐵在塑料管中幾乎不受阻尼作用,磁鐵在銅管中受到的阻尼作用主要是電磁阻尼作用 12、某探究學習小組用如圖所示的方案測滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)。在實驗桌上固定一斜面,在斜面上距斜面底端擋板一定距離處放置一小滑塊,系住小滑塊的輕質(zhì)細線跨過光滑的定滑輪后系住一小球,整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。剪斷細線后,小滑塊沿斜面向下運動與擋
28、板相碰,小球自由下落與地面相碰,先后聽到兩次碰撞的聲音。反復調(diào)節(jié)擋板的位置,直到只聽到一次碰撞的聲音。測得此情況下小滑塊距擋板的距離x=0.5 m,距桌面距離h=0.3 m,小球下落的高度H=1.25 m,取g=10 m/s2。不考慮空氣的阻力,則: (1)小滑塊與擋板碰前的速度大小為 m/s。 (2)滑塊與木板間動摩擦因數(shù)的表達式為 (用所給物理量的符號表示),代入數(shù)據(jù)得μ= 。 【解析】(1)同時聽到聲音說明小球與小滑塊運動時間相同,設都為t,由小球做自由落體運動有H=gt2,解得t==0.5 s, 則小滑塊與擋板碰撞時的速度為v==2
29、 m/s。 (2)對滑塊做勻加速直線運動,有x=at2 由牛頓第二定律得mgsin θ-μmgcos θ=ma 由幾何關系得sin θ=,cos θ= 聯(lián)立以上各式解得μ= 代入數(shù)值解得μ=0.25 【答案】(1)2 (2)μ= 0.25 13、某實驗小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長度(圈數(shù))的關系.實驗裝置如圖(a)所示:一均勻長彈簧豎起懸掛,7個指針P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分別固定在彈簧上距懸點0、10、20、 30、40、50、60圈處;通過旁邊豎起放置的刻度尺,可以讀出指針的位置,P0指向0刻度.設彈簧下端未掛重物時,各指針的位置記為x0,掛有質(zhì)量為0.10
30、0 kg的砝碼時,各指針的位置記為x.測量結(jié)果及部分計算結(jié)果如下表所示(n為彈簧的圈數(shù),取重力加速度為9.80 m/s2).已知實驗所用彈簧總?cè)?shù)為 60,整個彈簧的自由長度為11.88 cm. P1 P2 P3 P4 P5 P6 x0(cm) 2.04 4.06 6.06 8.05 10.03 12.01 x(cm) 2.64 5.26 7.81 10.30 12.93 15.41 n 10 20 30 40 50 60 k(N/m) 163 ① 56.0 43.6 33.8 28.8 (m/N) 0.006 1
31、 ② 0.0179 0.022 9 0.029 6 0.034 7 (1)將表中數(shù)據(jù)補充完整:①__________;②__________. (2)以n為橫坐標,為縱坐標,在圖(b)給出的坐標紙上畫出n圖象. (3)圖(b)中畫出的直線可近似認為通過原點,若從實驗中所用的彈簧截取圈數(shù) 為n的一段彈簧,該彈簧的勁度系數(shù)k與其圈數(shù)n的關系的表達式為k= __________N/m;該彈簧的勁度系數(shù)k與其自由長度l0(單位為m)的關系的表 達式為k=__________N/m. 【解析】(1)根據(jù)胡克定律有:F=k(x-x0),得k=81.7 N/m,則=0.012 2 m/
32、N. (2)-n圖象如圖所示 (3)由-n圖象可得圖線的斜率為5.72×10-4 m/N,則有=5.72×10-4n,整理得k=; 由題中給的數(shù)據(jù)可得圈數(shù)n與彈簧自由長度間的關系為n=4.97×102l0, 代入k=得k=N/m. 【答案】(1)①81.7 ②0.012 2 (2)見解析圖(3)(在~之間均同樣給分) (在~之間均同樣給分) 14、在“探究彈力和彈簧伸長的關系” 時,某同學把兩根彈簧如圖1連接起來進行探究. (1)某次測量如圖2所示,指針示數(shù)為______cm. (2)在彈性限度內(nèi),將50 g的鉤碼逐個掛在彈簧下端,得到指針A、B的示數(shù)LA和LB,如表1
33、.用表1數(shù)據(jù)計算彈簧Ⅰ的勁度系數(shù)為__________N/m(重力加速度g取10 m/s2). 由表1數(shù)據(jù)__________(填“能”或“不能”)計算出彈簧Ⅱ的勁度系數(shù). 鉤碼數(shù) 1 2 3 4 LA/cm 15.71 19.71 23.66 27.76 LB/cm 29.96 35.76 41.51 47.36 表1 【解析】(1)考查讀數(shù)問題,精確度為0.1 cm,還需估讀一位; (2)由ΔF=kΔx可得k;彈簧串聯(lián)時兩彈簧上的力都與外力相等,k1== N/m=12.5 N/m.同樣應用胡克定律可求出k2. 【答案】(1)16.00 (2)12.5
34、0 能 15、圖1是“研究平拋物體運動”的實驗裝置圖,通過描點畫出平拋小球的運動軌跡. (1)以下是實驗過程中的一些做法,其中合理的有__________. a.安裝斜槽軌道,使其末端保持水平 b.每次小球釋放的初始位置可以任意選擇 c.每次小球應從同一高度由靜止釋放 d.為描出小球的運動軌跡,描繪的點可以用折線連接 (2)實驗得到平拋小球的運動軌跡,在軌跡上取一些點,以平拋起點O為坐標原點,測量它們的水平坐標x和豎直坐標y,圖2中yx2圖象能說明平拋小球運動軌跡為拋物線的是__________. (3)圖3是某同學根據(jù)實驗畫出的平拋小球的運動軌跡,O為平拋的起點,
35、在軌跡上任取三點A、B、C,測得A、B兩點豎直坐標y1為5.0 cm,y2為45.0 cm,A、B兩點水平間距Δx為40.0 cm,則平拋小球的初速度v0為__________m/s,若C點的豎直坐標y3為60.0 cm,則小球在C點的速度vC為__________m/s(結(jié) 果保留兩位有效數(shù)字,g取10 m/s2). 【解析】(1)安裝斜槽軌道時,必須使其末端保持水平,保證小球離開軌道后水平飛出.為了描下軌跡上的多個點,實驗須重復多次,但每次小球平拋的初速度必須相同,所以每次小球應從同一高度由靜止釋放.描繪軌跡時,應該用平滑的曲線把描的點連接起來.選項a、c正確. (2)若軌跡為拋物線,則軌跡方程為y=kx2,即y與x2成正比,選項c正確. (3)設從O運動到A、B兩點所用時間分別為tA、tB, 由y=gt2得tA=0.1 s,tB=0.3 s v0== m/s=2.0 m/s 由機械能守恒得:mv+mgy3=mv 得vC=4.0 m/s 【答案】(1)ac (2)c (3)2.0 4.0 17
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