题目列表(包括答案和解析)
测量滑块在运动过程中所受的合外力是“探究动能定理”实验要解决的一个重要问题。为此,某同学设计了如下实验方案:
A.实验装置如图所示,一端系在滑块上的细绳通过转轴光滑的轻质滑轮挂上钩码,用垫块将长木板固定有定滑轮的一端垫起。调整长木板的倾角,直至轻推滑块后,滑块沿长木板向下做匀速直线运动;
B.保持长木板的倾角不变,取下细绳和钩码,让滑块沿长木板向下做匀加速直线运动。请回答下列问题:
①滑块做匀速直线运动时,打点计时器在纸带上所打出点的分布应该是;
②滑块在匀加速下滑过程中所受的合外力大小钩码的重力大小(选填“大于”、“等于”或“小于”);
③当滑块沿长木板向下做匀加速直线运动时,某同学打出的一条纸带如图所示,用刻度尺测得记数点1,2,3,4到记数起点O的距离分别为3.15cm,12.40cm,27.70cm,49.05cm,由此可得,物体的加速度为_____m/s2.(计算结果保留三位有效数字)
④若滑块质量为M、钩码质量为m、当打点计时器打下1、3点时滑块的速度分别为和
,1、3两点之间距离为s,重力加速度为g,探究结果的表达式是。(用相应的符号表示)
(18分)(1)如图所示,在“研究平抛物体运动”的实验中,有一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=2.5 cm。若小球在平抛运动过程中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为v0=__________(用L、g表示),其值为__________ m/s;小球在b点的速度大小为__________ m/s。(取g=10 m/s2,计算结果全部取2位有效数字),
(2)一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系。
①首先,他们让一砝码做半径r为0.08m的圆周运动,数字实验系统通过测量和计算得到若干组向心力F和对应的角速度ω,如下表。请你根据表中的数据在图甲上绘出F-ω的关系图像。
实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
F/N | 2.42 | 1.90 | 1.43 | 0.97 | 0.76 | 0.50 | 0.23 | 0.06 |
ω/rad·s-1 | 28.8 | 25.7 | 22.0 | 18.0 | 15.9 | 13.0 | 8.5 | 4.3 |
②通过对图像的观察,兴趣小组的同学猜测F与ω2成正比。你认为,可以通过进一步转换,做出____________关系图像来确定他们的猜测是否正确。
③在证实了F∝ω2之后,他们将砝码做圆周运动的半径r再分别调整为0.04m、0.12m,又得到了两条F-ω图像,他们将三次实验得到的图像放在一个坐标系中,如图乙所示。通过对三条图像的比较、分析、讨论,他们得出F∝ r的结论,你认为他们的依据是___________________________________________________________。
④通过上述实验,他们得出:做圆周运动的物体受到的向心力F与角速度ω、半径r的数学关系式是F=kω2r,其中比例系数k的大小为__________。(计算结果取2位有效数字)
某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”,设计了如下实验,他的操作步骤是:①按图(a)摆好实验装置,其中小车质量M=0.20kg,钩码总质量m=0.05kg.
②释放小车,然后接通打点计时器的电源(电源频率为=50Hz),打出一条纸带.
(1)他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条,如图(b)所示.把打下的第一点记作0,然后依次取若干个计数点,相邻计数点间还有4个点未画出,用厘米刻度尺测得各计数点到0点距离分别为,
…,他把钩码重力(当地重力加速度g=9.8m/s2)作为小车所受合力算出打下0点到打下第5点合力做功W=____________J(结果保留三位有效数字),把打下第5点时小车动能作为小车动能的改变量,算得Ek=" ______" (结果保留三位有效数字)
(2)此次实验探究的结果,他没能得到“合力对物体做的功,等于物体动能的增量”,且误差很大。通过反思,他认为产生误差的原因如下,其中正确的是( )
A.钩码质量太大,使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多 |
B.没有平衡摩擦力,使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多 |
C.释放小车和接通电源的次序有误,使得动能增量的测量值比真实值偏小 |
D.没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离也是产生此误差的重要原因 |
某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”,设计了如下实验,他的操作步骤是:①按图(a)摆好实验装置,其中小车质量M=0.20kg,钩码总质量m=0.05kg.
②释放小车,然后接通打点计时器的电源(电源频率为=50Hz),打出一条纸带.
(1)他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条,如图(b)所示.把打下的第一点记作0,然后依次取若干个计数点,相邻计数点间还有4个点未画出,用厘米刻度尺测得各计数点到0点距离分别为,
…,他把钩码重力(当地重力加速度
g=9.8m/s2)作为小车所受合力算出打下0点到打下第5点合力做功W=____________J(结果保留三位有效数字),把打下第5点时小车动能作为小车动能的改变量,算得Ek=" ______" (结果保留三位有效数字)
(2)此次实验探究的结果,他没能得到“合力对物体做的功,等于物体动能的增量”,且误差很大。通过反思,他认为产生误差的原因如下,其中正确的是( )
A.钩码质量太大,使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多
B.没有平衡摩擦力,使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多
C.释放小车和接通电源的次序有误,使得动能增量的测量值比真实值偏小
D.没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离也是产生此误差的重要原因
(3)在(2)的基础上该同学对操作步骤进行了改进(步骤已正确),小车质量M,钩码总质量m,让钩码带动小车加速运动.用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1<v2).则本实验最终要验证的数学表达式为__________________________.(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com