9.知道“探究恒力做功与物体动能变化的关系 的实验原理和方法.能完成实验操作,知道实验误差产生的原因.能分析处理实验数据.并得出结论. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(2013?开封一模)某探究学习小组的同学欲探究恒力做功与物体动能变化的关系,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到打点计时器所用的学生电源一台、天平、刻度尺、导线、复写纸、纸带、小桶和沙子若干.当小车连接上纸带,用细线通过滑轮挂上小沙桶.
(1)某同学的实验步骤如下:用天平称量小车的质量M和沙与桶的总质量m.让沙桶带动小车加速运动,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,算出这两点的速度v1与v2
①本实验装置图1(准备放开小车时刻)中有什么缺点或错误?
细线与轨道平面应该平行,初始时刻小车应紧靠打点计时器.
细线与轨道平面应该平行,初始时刻小车应紧靠打点计时器.

②要完成本实验,还缺哪些重要实验步骤?
调节轨道的倾斜程度,使小车在无拉力时能在轨道上匀速运动(或平衡摩擦力)
调节轨道的倾斜程度,使小车在无拉力时能在轨道上匀速运动(或平衡摩擦力)

③本实验认为小车所受合外力等于沙桶重力,则应控制的实验条件是什么?
M>>m
M>>m

(2)在实验操作正确的前提下,若挑选的一条点迹清晰的纸带如图2所示,已知    相邻两个点间的时间间隔为T,从A点到B、C、D、E、F点的距离依次为s1、s2、s3、s4、s5(图中未标s3、s4、s5),则由此可求得纸带上由B点到E点所对应过程中,合外力对小车所做的功W=
mg(S4-S1
mg(S4-S1
;该小车动能改变量的表达式为△EK=
M
8T2
[(S5-S3)2-
S
2
2
]
M
8T2
[(S5-S3)2-
S
2
2
]
(结果用题中已知物理量的符号表示);若满足
W≈△Ek
W≈△Ek
,则动能定理得证.

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科学规律的发现离不开科学探究,而科学探究可以分为理论探究和实验探究。下面我们追寻科学家的研究足迹,用实验探究恒力做功和物体动能变化间的关系。

①某同学的实验方案如图所示,该同学想用钩码的重力表示小车受到的合外力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为在实验中还应该采取的两项措施是:

a.                                  

b.                                  

②如图所示是某次实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、E、F是计数点。两相邻计数点间的时间间隔为T,距离如图。要验证合外力的功与动能变化间的关系,除位移、速度、重力加速度外,还必须知道或测出的物理量有

                  。计数点间恒力做功和物体动能变化间的关系表达式是

                                                               

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(1)科学规律的发现离不开科学探究,而科学探究可以分为理论探究和实验探究.下面我们追寻科学家的研究足迹,用实验探究恒力做功和物体动能变化间的关系.
①某同学的实验方案如图1所示,该同学想用钩码的重力表示小车受到的合外力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为在实验中还应该采取的两项措施是:
a.
平衡摩擦力
平衡摩擦力

b.
钩码的质量远小于小车的总质量
钩码的质量远小于小车的总质量

②如图2所示是某次实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、E、F是计数点.两相邻计数点间的时间间隔为T,距离如图.要验证合外力的功与动能变化间的关系,除位移、速度、重力加速度外,还必须知道或测出的物理量有
钩码的质量m和小车的总质量M
钩码的质量m和小车的总质量M
;写出B、E两计数点间恒力做功和物体动能变化间的关系式
mg(△x2+△x3+△x4)=
1
2
M(
x4+△x5
2T
)
2
-
1
2
M(
x1+△x2
2T
)
2
mg(△x2+△x3+△x4)=
1
2
M(
x4+△x5
2T
)
2
-
1
2
M(
x1+△x2
2T
)
2

(2)影响物质材料电阻率的因素很多,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大,而半导体材料的电阻率则与之相反,随温度的升高而减少.某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律,他们用该种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z做实验,测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律.
①答题纸上,为完成实验,请连接图3的实物图

②实验测得元件Z的电压与电流的关系如下表所示.根据表中数据,判断元件Z是金属材料还是半导体材料?答:
半导体
半导体

U/V 0 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.50 1.60
I/A 0 0.20 0.45 0.80 1.25 1.80 2.80 3.20
③把元件Z接入如图4所示的电路中,当电阻R的阻值为R1=2Ω时,电流表的读数为1.25A;当电阻R的阻值为
R2=3.6Ω时,电流表的读数为0.80A.结合上表数据,求出电池的电动势为
4.0
4.0
V,内阻为
0.40
0.40
Ω.(不计电流表的内阻,结果保留两位有效数字)

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(1)科学规律的发现离不开科学探究,而科学探究可以分为理论探究和实验探究.下面我们追寻科学家的研究足迹,用实验探究恒力做功和物体动能变化间的关系.
①某同学的实验方案如图1所示,该同学想用钩码的重力表示小车受到的合外力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为在实验中还应该采取的两项措施是:
a.______;
b.______;
②如图2所示是某次实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、E、F是计数点.两相邻计数点间的时间间隔为T,距离如图.要验证合外力的功与动能变化间的关系,除位移、速度、重力加速度外,还必须知道或测出的物理量有______;写出B、E两计数点间恒力做功和物体动能变化间的关系式______.
(2)影响物质材料电阻率的因素很多,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大,而半导体材料的电阻率则与之相反,随温度的升高而减少.某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律,他们用该种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z做实验,测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律.
①答题纸上,为完成实验,请连接图3的实物图

②实验测得元件Z的电压与电流的关系如下表所示.根据表中数据,判断元件Z是金属材料还是半导体材料?答:______.
U/V0.400.600.801.001.201.501.60
I/A0.200.450.801.251.802.803.20
③把元件Z接入如图4所示的电路中,当电阻R的阻值为R1=2Ω时,电流表的读数为1.25A;当电阻R的阻值为
R2=3.6Ω时,电流表的读数为0.80A.结合上表数据,求出电池的电动势为______V,内阻为______Ω.(不计电流表的内阻,结果保留两位有效数字)

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Ⅰ(1)某钢制工件厚度大约为10cm,现欲尽量精确地测量其厚度,下列测量工具中最恰当的是
b
b
.(填“a”、“b”或“c”)
(a)刻度尺
(b)20分度游标卡尺
(c)实验室常用的螺旋测微计
(2)在“探究做功与速度变化关系”实验中,某两位同学均采用如下左图的装置,并且分别用图a和图b的方式解决橡皮筋与小车之间的连接,图a中橡皮筋从车顶的钉子上跨过,图b中橡皮筋从车前的环里穿过:你认为合理的是图
a
a
(填“a”或“b”).

(3)两位同学在使用多用电表结束后,分别将选择开关保留在图a、图b和图c所示的位置,图
a
a
的位置比较好.

Ⅱ.
为了验证动量守恒定律(探究碰撞中的不变量),某同学选取了两个材质相同,体积不等的两个长立方体滑块A和B,按下述步骤做了如下实验:
步骤1:在A、B的相撞面分别装上尼龙拉扣,以便二者相撞以后能够立刻结为整体;
步骤2:安装好实验装置如下图,铝质轨道槽的左端是倾斜槽,右端是长直水平槽,倾斜槽和水平槽由一小段弧链接,轨道槽被固定在水平桌面上,在轨道槽的侧面与轨道等高且适当远处装一台数码频闪照相机;
步骤3:让滑块B静置于水平槽的某处,滑块A从斜槽某处静止释放,同时开始频闪拍摄,直到A、B停止运动,得到一幅多次曝光的数码照片;
步骤4:多次重复步骤3,得到多幅照片,挑出其中最理想的一幅,打印出来,将刻度尺紧靠照片放置,如下所示;
(1)由图分析可知,滑块A与滑块B碰撞发生的位置是

①A、B相撞的位置在P5、P6之间
②A、B相撞的位置在P6
③A、B相撞的位置在P6、P7之间
(2)为了探究碰撞中动量是否守恒,需要直接测量或者读取的物理量是
①⑥
①⑥

①A、B两个滑块的质量m1和m2
②滑块A释放时距桌面的高度
③频闪照相的周期
④照片尺寸和实际尺寸的比例
⑤照片上测得的S45、S56和S67、S78
⑥照片上测得的S34、S45、S56和S67、S78、S89
⑦滑块与桌面的滑动摩擦因数
(3)写出验证动量守恒的表达式
m1(2S56+S45-S34)=(m1+m2)(2S67+S78-S89
m1(2S56+S45-S34)=(m1+m2)(2S67+S78-S89

(4)为了提高实验准确度,以下措施中有效的是
①③④
①③④

①使用更平整的轨道槽
②使用更光滑的轨道槽
③在足够成像的前提下,缩短频闪照相每次曝光的时间
④适当增大相机和轨道槽的距离
(5)请再你写出一条有利于提高实验准确度或改进试验原理的建议:
将轨道的一端垫起少许,平衡摩擦力,使得滑块碰撞前后都做匀速运动
将轨道的一端垫起少许,平衡摩擦力,使得滑块碰撞前后都做匀速运动

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同步练习册答案