题目列表(包括答案和解析)
11.某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验.如图a为实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有砝码的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重量,小车运动加速度a可用纸带上点求得.
(1)图(b)为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s2.(保留二位有效数字)
(2)在“探究加速度与质量的关系”时,保持砝码和小桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m数据如下表:
次 数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
小车加速度a/m·s-2 |
1.98 |
1.72 |
1.48 |
1.25 |
1.00 |
0.75 |
0.48 |
0.50 |
0.30 |
小车质量m/kg |
0.25 |
0.29 |
0.33 |
0.40 |
0.50 |
0.71 |
0.75 |
1.00 |
1.67 |
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根据上表数据,为直观反映F不变时a与m的关系,请在图c方格坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系,并作出图线.(如有需要,可利用上表中空格)
(3)在“探究加速度与力的关系”时,保持小车的质量不变,改变小桶中砝码的质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图d,该图线不通过坐标原点,试分析图线不通过坐标原点的原因.
答: .
( (1)3.2m/s2
(2)见右图
(3)实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分
10.在探究“牛顿第二定律”时,某小组设计双车位移比较法来探究加速度与力的关系.实验装置如图所示,将轨道分上下双层排列,两小车后的刹车线穿过尾端固定板,由安装在后面的刹车系统同时进行控制(未画出刹车系统).通过改变砝码盘中的砝码来改变拉力大小.通过比较两小车的位移来比较两小车的加速度大小,是因为位移与加速度的关系式为 .已知两车质量均为200g,实验数据如表中所示:
实验次数 |
小车 |
拉力F/N |
位移s/cm |
拉力比F甲/F乙 |
位移比s甲/s乙 |
1 |
甲 |
0.1 |
22.3 |
0.50 |
0.51 |
乙 |
0.2 |
43.5 |
|||
2 |
甲 |
0.2 |
29.0 |
0.67 |
0.67 |
乙 |
0.3 |
43.0 |
|||
3 |
甲 |
0.3 |
41.0 |
0.75 |
0.74 |
乙 |
0.4 |
55.4 |
分析表中数据可得到结论:_____________________________________________.
该装置中的刹车系统的作用是_________________________________.
为了减小实验的系统误差,你认为还可以进行哪些方面的改进?(只需提出一个建议即可)_______________________________________________________ .
( (2) ; 在实验误差范围内当小车质量保持不变时,由于说明 ;控制两车同时运动和同时停止 ;调整两木板平衡摩擦力(或使砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量等) )
9.(1)某小组在“探究加速度与力、质量关系”的实验中,得到一条打点的纸带,相邻计数点间的时间间隔为T,且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出,写出计算加速度的表达式: _____________________。
(2)另一小组在该实验中得到了如下一组实验数据:
F/N |
0.196 |
0.294 |
0.392 |
0.490 |
0.588 |
a/(m·s-2) |
0.25 |
0.58 |
0.90 |
1.20 |
1.53 |
① 请在图示的坐标中画出a--F的图线
②从图中可以发现实验操作中存在的问题可能是 (填字母 序号)
A.实验中没有平衡摩擦力 B.实验中摩擦力平衡不够
C.实验中摩擦力平衡过度 D.实验中小车质量发生变化
( (1) a=[(x4+x5+x6)-(x1+x2+x3)]/9T2
(2)①
② AB )
8.某同学用如图所示装置测量重力加速度g,所用交流电频率为50 Hz。在所选纸带上取某点为0号计数点,然后每3个点取一个计数点,所以测量数据及其标记符号如题图所示。
该同学用两种方法处理数据(T为相邻两计数点的时间间隔):
方法A:由……, 取平均值g=8.667 m/s2;
方法B:由取平均值g=8.673 m/s2。
(1)从实验装置看,该同学所用交流电的电压为_________伏特,操作步骤中释放纸带和接通电源的先后顺序应该是___________________________________.
(2)从数据处理方法看,在S1、S2、S3、S4、S5、S6中,对实验结果起作用的,方法A中有__________;方法B中有_______________________________。因此,选择方法___________(A或B)更合理,这样可以减少实验的__________(系统或偶然)误差。
(3)本实验误差的主要来源有______________________________________(试举出两条)。
( (1)从实验装置看,该同学所用交流电的电压为 _220 伏特,操作步骤中释放纸带和接通电源的先后顺序应该是 _先接通电源后释放纸带
(2)从数据处理方法看,在S1、S2、S3、S4、S5、S6中,对实验结果起作用的,方法A中有 _ S1、S6; 方法B中有S1、S2、S3、S4、S5、S6。因此,选择方法 _B (A或B)更合理,这样可以减少实验的 _偶然 (系统或偶然)误差。
(3)本实验误差的主要来源有(试举出两条).
重物下落过程中受到阻力; S1、S2、S3、S4、S5、S6 长度测量;
交流电频率波动; 数据处理方法等。 )
7.(1) 一游标卡尺的主尺最小分度为1mm,现用它测量一工件的长度,其读数如图,则读数为_________________mm;
(2)如图甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置,半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上,在电动机的带动下匀速转动.在圆形卡纸的旁边安装一个改装了的电火花计时器.
下面是该实验的实验步骤:
Ⅰ.使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触;
Ⅱ.启动电动机,使圆形卡纸转动起来;
Ⅲ.接通电火花计时器的电源,使它工作起来;
Ⅳ.关闭电动机,拆除电火花计时器;研究卡纸上留下的一段痕迹(如图乙所示),写出角速度ω的表达式,代入数据,得出ω的测量值。
①.要得到角速度ω的测量值,还缺少一种必要的测量工具,它是_______
A .秒表 B .游标卡尺 C. 圆规 D .量角器
②.写出ω的表达式,并指出表达式中各个物理量的含义:______________________
___________________________________________________________________________;
③.为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠,在电火花计时器与盘面保持良好接触的同时,可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动。则卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆,而是类似一种螺旋线,如图丙所示。这对测量结果有影响吗?
___________________。(选填“有影响”或“没有影响”)
理由是:__________________________________________________________________。
( (1) 100.2mm
(2)①.D
② ,θ是n个点对应的圆心角,t是电火花计时器的打点时间间隔;
③.没有影响 ,电火花计时器向卡纸中心移动时不影响角度的测量 )
6.在“探究小车速度随时间变化规律”的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示,并在其上取A、B、C、D、E、F、G等7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点,图中没有画出,打点计时器接周期为T=0.02s的低压交流电源。他经过测量和计算得到打点计时器打下B、C、D、E、F各点时小车的瞬时速度,记录在下面的表格中。
① 计算打点计时器打下F点时小车的瞬时速度的公式为vF= ;② 根据上面得到的数据,以A点对应的时刻为t=0时刻,在坐标纸上作出小车的速度随时间变化的v-t图线;③ 由v-t图线求得小车的加速度a= m/s2
(结果保留两位有效数字)。
( (2) ①
② 如右图所示
③ a=0.42 )
5.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S1=7.05cm、S2=7.68cm、S3=8.33cm、S4=8.95cm、S5=9.61cm、S6=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_____m/s2(计算结果保留两位有效数字)。
( __0.864____m/s 、 、 __0.64___m/s2 )
4.在“利用打点计时器测定匀加速直线运动加速度”的实验中,打点计时器接在50HZ的低压交变电源上。某同学在打出的纸带上每5点取一个计数点,共取了A、B、C、D、E、F六个计数点(每相邻两个计数点间的四个点未画出).从每一个计数点处将纸带剪开分成五段(分别为a、b、c、d、e段),将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xoy坐标系中,如图所示,由此可以得到一条表示v-t关系的图线,从而求出加速度的大小.
⑴请你在xoy坐标系中用最简洁的方法作出能表示v-t关系的图线(作答在右图上),并指出哪个轴相当于v轴?答: ;
⑵从第一个计数点开始计时,为求出0.15s时刻的瞬时速度,需要测出哪一段纸带的长度?答: ;
⑶若测得a段纸带的长度为2.0cm,e段纸带的长度为10.0cm,则可求出加速度的大小为 m/s2.
( ⑴v-t图线如图所示
y轴相当于v轴
⑵ b ⑶ 2.0 )
3.在“验证力的平行四边形定则”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,先用一个弹簧秤拉橡皮条的另一端到某-点并记下该点的位置;再将橡皮条的另一端系两根细绳,细绳的另一端都有绳套,用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉像皮条。某同学认为在此过程中必须注意以下几项:
A.两根细绳必须等长
B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
D.在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等
E.在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置
其中正确的是 。(填入相应的字母)
( C E 。(填入相应的字母) )
(2) 在“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,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。
①图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向是 ____________________。(2分)
②本实验采用的科学方法是---( )(2分)
A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 建立物理模型法
( (2) ①F' ② B )
2.某同学在做测定木板与木块间的动摩擦因数的实验时,设计了两种实验方案:
方案A:木板固定,用弹簧秤拉动木块,如图(a)所示;
方案B:木块固定,用手拉动木板,如图(b)所示.
除了实验必需的弹簧秤、木板、木块、细线外,该同学还准备了质量为200g的配重若干个.(g=10m/s2)
①上述两种方案中,你认为更合理的方案 ,原因是 ;
②该实验中应测量的物理量是 ;
③该同学在木块上加放配重,改变木块对木板的正压力,记录了5组实验数据,如下表所示:
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
配重(个数) |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
弹簧秤读数/N |
0.50 |
1.00 |
1.50 |
1.80 |
2.50 |
木块重/N |
2.00 |
4.00 |
6.00 |
8.00 |
10.00 |
请根据上述数据画出木块所受摩擦力和压力的关系图象;由图象可求出木板和木块间动摩擦因数是 .
( ① B ; 不受木板如何运动的限制 ②木块的重力、每次拉木板时木块和木板间的摩檫力 ③如图所示 μ=0.25 )
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