知识要点梳理 实验目的 1.练习使用打点计时器.学会用打上点的纸带研究物体的运动. 2.掌握判断物体是否作匀变速运动的方法. 3.测定匀变速直线运动的加速度. 4.能利用“逐差法 求加速度. 实验器材 打点计时器.纸带.复写纸片.低压交流电源.小车.细绳.一端附有滑轮的长木板.刻度尺.钩码.开关及导线 实验原理 1.由纸带判断物体做匀变速运动的方法 如图所示.0.1.2..-为时间间隔相等的各计数点.为相邻两计数点间的距离.若 .即若两连续相等的时间间隔里的位移之差为恒量.则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动. 2.由纸带求物体运动加速度的方法 (1)用“逐差法 求加速度 即根据 (T为相邻两计数点间的时间间隔)求出 .再算出平均值即为物体运动的加速度. (2)用图象求加速度 即先根据求出打第n点时纸带的瞬时速度.然后作出图象. 图线的斜率即为物体运动的加速度. 实验步骤 1.按图把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上.并使滑轮伸出桌面.把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端.连接好电路. 2.把细绳的一端固定在小车上.跨过滑轮后在另一端挂上适量的钩码.让纸带穿过打点计时器的限位孔后一端固定在小车上.用手拉住小车. 3.先接通电源.后放开小车.让小车运动.这样打点计时器就在纸带上打下一系列点.取下纸带.更换新纸带.至少重复3次. 4.选打点清晰的纸带进行研究.舍去开头比较密集的点.确定好计数始点.每隔4个计时点取一个计数点.使时间间隔为T=0.1s. 5.用毫米刻度尺量出各计数点之间的距离.用逐差法计算加速度的值.最后求其平均值(计算出各计数点对应的瞬时速度.作出图象.求得直线的斜率即为物体运动的加速度). 实验方法攻略 数据处理 1.从三条纸带中选择一条比较理想的.舍掉开头一些比较密集的点.在后边便于测量的地方找一个开始点来确定计数点.为了计算方便和减小误差.通常用连续打五个点的时间作为时间单位.即T=0.1 s. 2.正确使用毫米刻度尺测量每相邻两计数点间的距离.并填入表内.用逐差法求出加速度.最后求其平均值.. 3.也可求出各计数点对应的瞬时速度.作出图象.求直线的斜率.即物体运动的加速度. 误差分析 由于相邻计数点之间的距离测量有误差而使加速度a的测量结果产生误差,由于交流电源频率不稳定使打点周期T不稳定产生误差. 注意事项 1.细绳尽可能与木板平行.以确保细绳对小车的拉力不变, 2.开始释放小车时.小车应尽量靠近打点计时器, 3.小车的加速度应适当大一些.以能在纸带长约50 cm的范围内清楚地取7-8个计数点为宜, 4.要防止钩码落地撞坏以及小车跟定滑轮相撞.应采取一些防范措施, 5.要区别计时器打出的点与人为选取的计数点(一般把计时器打出的5个点作为1个计数点).选取的计数点不少于6个, 6.不要分段测量各段位移.应尽可能地一次测量完毕(可先统一量出到计数起点0之间的距离).读数时估读到毫米的下一位. 典型例题透析 1.如图所示.某同学在做“研究匀变速直线运动 实验中.由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带.纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s.其中=7.05cm.=7.68cm.=8.33cm.=8.95cm.=9.61cm.=10.26cm.则A点处瞬时速度的大小是 m/s.小车运动的加速度计算表达式为 .加速度的大小是 (计算结果保留两位有效数字). 思路点拨:本题考查和的应用. 解析: 总结升华:这类题要把所给的数据尽量多地用上.如用逐差法求加速度等.容易犯的错误就是只用其中的几组数据.造成数据处理的误差. 举一反三 [变式]研究匀变速直线运动的实验中打出的纸带如图所示.图中的A.B.C.D.E均为计数点.相邻两计数点之间均包含5个自然打点间隔.测量计数点间距时.用刻度尺的零刻度线与纸带上的起始点O对齐.由A至E各点对应的刻度值分别为7.00.11.10.17.20.25.20和35.10.根据纸带.求: (1)物体运动的加速度, (2)打出C.D点时纸带速度各为多大? 解析:由图可知:相邻两计数点的间距分别为 =4.1cm.=6.1cm.=8.0cm.=9.9cm. 所以在实验误差允许的范围内 (1) (2)瞬时速度: . 2.如图(a)所示.小车放在斜面上.车前端栓有不可伸长的细线.跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连.小车后面与打点计时器的纸带相连.起初小车停在靠近打点计时器的位置.重物到地面的距离小于小车到滑轮的的距离.启动打点计时器.释放重物.小车在重物的牵引下.由静止开始沿斜面向上运动.重物落地后.小车会继续向上运动一段距离.打点计时器使用的交流电频率为50Hz.图(b)中a.b.c是小车运动纸带上的三段.纸带运动方向如箭头所示. (1)根据所提供纸带上的数据.计算打c段纸带时小车的加速度大小为 . (2)打a段纸带时.小车的加速度是2.5.请根据加速度的情况.判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的 . (3)如果取重力加速度10.由纸带数据可推算出重物与小车的质量比为 . 思路点拨:本题考查了对有效数字的认识.对实验数据的处理.数字运算.实验误差的理解.考查推理能力和实验探究能力.该题的易忽视点在于第(3)问中.列关系式时.忘记了m.M为一个系统.而错写成. 解析: (1)采用逐差法求加速度.这样做的目的是减小偶然误差. (2)在打c段时小车做匀减速运动.说明物体已落地.由纸带上的数据可以判断在b段纸带中的区间可能出现最大速度 (3)设重物质量为m.小车质量为M.根据牛顿第二定律 则有 由此可得 答案:区间内 (3)1:1 总结升华:本题考查学生对有效数字的认识.对实验数据的处理.数字运算.实验误差的理解.考查推理能力和实验探究能力.命题难度中等. 举一反三 [变式]用如图所示的实验装置测量物体沿斜面匀加速下滑的加速度.打点计时器打出的纸带如图所示.已知纸带上各相邻点的时间间隔为T.则可以得出打点计时器在打出C点时小车的速度大小的表达式为 .小车运动的加速度大小的表达式为 .若测出斜面的长度l和斜面右端距桌面的高度h.已知重力加速度为g.小车的质量为m.则可以得出斜面对小车的阻力的表达式为 . 解析: (1)小车沿斜面匀加速下滑.而从B到C和从C到D的时间间隔相等.所以C点即为BD段的时间中点.所以C点的瞬时速度等于BD的平均速度.即 (2)处理纸带数据.由逐差法可求得加速度a, (3)以小车为研究对象.受力分析.列出牛顿第二定律方程可得.为斜面倾角).而.可求出. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

为了测量两个质量不等的沙袋的质量,某实验小组在实验室找到了下列器材:轻质定滑轮(质量和摩擦可忽略)、砝码一套、细线、米尺、秒表,由于没有找到直接测量工具,他们决定根据已学过的物理学知识,改变实验条件进行测量,通过选择合适的变量得到线性关系,再根据图线的斜率和截距求出沙袋的质量,于是他们进行了下列操作:
①实验装置如图,设两边沙袋的质量分别为m1、m2
②砝码的总质量为△m=0.5kg,实验小组先从△m中取出质量为m′的砝码放在m1沙袋中,剩余砝码都放在m2沙袋中,发现m1下降m2上升;
③用米尺测出沙袋运动的距离h,用秒表测出沙袋的运动时间t,则可知沙袋的加速度大小为a=
2h
t2
2h
t2

④改变m′,测量加速度a,得多组(m′,a)数据,作出“a-m′”图线;
⑤该小组成员得到图线的斜率为k=4m/kg?s2,截距为b=2,请你算出沙袋的质量m1=
3
3
kg,m2=
1.5
1.5
kg.(其中g取10m/s2

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(8分)为了测量两个质量不等的沙袋的质量,由于没有直接测量工具,某实验小组应用下列器材测量:轻质定滑轮(质量和摩擦可忽略)、砝码一套(总质量为m=0.5 kg)、细线、米尺、秒表,他们根据已学过的物理学知识,改变实验条件进行多次测量,选择合适的变量得到线性关系,作出图线并根据图线的斜率和截距求出沙袋的质量.操作如下:

(1)实验装置如图,设左右两边沙袋的质量分别为m1、m2

(2)从m中取出质量为m′的砝码放在右边沙袋中,剩余砝码都放在左边沙袋中,发现m1下降m2上升;

(3)用米尺测出沙袋m1从静止下降的距离h,用秒表测出沙袋m1下降时间t,则可知沙袋的加速度大小为a=________

(4)改变m′,测量相应的加速度a,得到多组m′及a的数据,作出________(选填“a~m′” 或“a~”)图线;

(5)若求得图线的斜率k=4 m/kg·s2,截距b=2 m/s2,沙袋的质量m1=________kg,m2=________kg。

 

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小实验:器材:日光灯镇流器(8~40 W)1个,氖泡(日光灯启动器中的)1只,干电池,按钮开关,导线等.?

方法:按图3-6-11接好电路.L是日光灯镇流器,A是氖泡,电源用2节或3节干电池,S是按钮开关.按下开关S,给A通电,此时L不亮(因氖泡的直流启动电压一般不小于140 V).然后松开开关S,切断原电流,在此瞬间A启动发出红光,随即熄灭.?

图3-6-11

请依据所学知识对上述实验现象进行解释.???????

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精英家教网物体在空中下落的过程中,重力做正功,物体的动能越来越大,为了“探究重力做功和物体动能变化的定量关系”,我们提供了如图的实验装置.
①某同学根据所学的知识,结合如图所示的装置,设计了一个本实验情景的命题:
设质量为m(已测量)的小球在重力mg作用下从开始端自由下落至光电门发生的
 
,通过光电门时的
 
,试探究外力做的功
 
与小球动能变化量
 
的定量关系. 
请在前两空格处填写物理量的名称和对应符号;在后两空格处填写数学表达式.
②某同学根据上述命题并测出如下数字:
用天平测定小球的质量m=0.50kg,用游标尺测出小球的直径d=1.00cm,用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离h=80.80cm,计时装置记下小球经过光电门所用的时间t=2.50×10─3s,由此可算得小球经过光电门的速度为
 
m/s.小球从电磁铁处下落到经过光电门时重力做的功为
 
J,小球动能变化量为
 
J.(g取10m/s2,结果保留三位有效数字)
③根据②中计算出的数据得出本实验的结论为:
 

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(2010?南京模拟)本题包括A、B、C三个小题,请选定其中两题,并在相应的答题区域内作答.若三题都做,则按A、B两题评分.
A.(选修模块3-3)
(1)下列说法正确的是
A.分子间的引力和斥力是不能同时存在的,有引力就不会有斥力
B.布朗运动就是液体分子的热运动
C.一定质量的理想气体的内能只与温度有关,温度越高,内能越大
D.做功和热传递在改变物体内能上是等效的
(2)一定质量的理想气体的状态变化过程如图所示,A到B是等压过程,B到C是等容过程,则A到B过程中气体是
吸热
吸热
 (填“吸热”或“放热”)过程,B到C过程中气体内能
减小
减小
(填“增加”或“减少”).

(3)已知阿伏伽德罗常数是NA=6.0×1023/mol,铜的摩尔质量为6.4×10-2kg/mol,铜的密度是8.9×103kg/m3.试估算1个铜原子占有的体积为多少?(结果保留二位有效数字)

B.(选修模块3-4)
(1)下列说法正确的是
A.在波的传播过程中,质点的振动频率等于波源的振动频率,振动速度等于波的传播速度
B.爱因斯坦狭义相对论指出,真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
C.在光的双逢干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,则干涉条纹间距变宽
D.水中的气泡看起来特别明亮,是因为光从水射向气泡时,一部分光在界面上发生了全反射的缘故
(2)某介质中,x=0处的质点在t=0时刻开始振动,产生的波沿x轴正方向传播,t=0.3s时刻波的图象如图所示,质点b刚好开始振动,则此时质点a的振动方向为沿y轴
方向(填“正”或“负”),波在介质中传播的速度为
40m/s
40m/s


(3)如图所示,直角三棱镜折射率为
2
,∠B=30°,一束单色光垂直于AC面射向棱镜,入射点为O,试画出光在棱镜中传播的光路图,并求出光射出棱镜时折射角.(不考虑BC面对光线的反射)

C.(选修模块3-5)
(1)日本福岛核电站泄漏事故中释放出大量的碘131,碘131是放射性同位素,衰变时会发出β射线与γ射线,碘131被人摄入后,会危害身体健康,由此引起了全世界的关注.下面关于核辐射的相关知识,说法正确的是
A.人类无法通过改变外部环境来改变碘131衰变的快慢
B.碘131的半衰期为8.3天,则4个碘原子核经16.6天后就一定剩下一个原子核
C.β射线与γ射线都是电磁波,但γ射线穿透本领比β射线强
D.碘131发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的
(2)在光电效应现象中,若某金属的截止波长为λ0,已知真空中的光速和普朗克常量分别为c和h,该金属的逸出功为
h
c
λ0
h
c
λ0
.若用波长为λ(λ<λ0)单色光做实验,则光电子的最大初动能为
h
c
λ
-h
c
λ0
h
c
λ
-h
c
λ0

(3)在光滑水平面上,质量为1.5kg的滑块A以2.0m/s的速度撞击质量为9.0kg的静止滑块B,撞击后滑块B的速度为0.5m/s,求滑块A碰后的速度大小和方向.

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同步练习册答案