题目列表(包括答案和解析)
(6分)为测量小球从固定倾角的斜槽顶端滚动到底端所用的微小时间,某同学设计了这样的实验装置:如图所示,O为水平轴,两个摆长略有微小差别的长摆和短摆前后悬挂于水平轴上,让两摆以O为轴在各自的竖直平面内摆动(两摆振动面平行但摆球并不相碰),利用两摆的周期差来测量微小时间,实验中主要操作步骤如下:
a.把两摆球向右拉至相同的摆角处
b.从斜槽顶端由静止释放小球,同时释放长摆摆球;
c.当小球滚到斜槽底端时释放短摆摆球(此时长摆尚未完成一次全振动);
d.当短摆经过若干次全振动.两摆恰好第一次同时同方向通过某位置时.停止计数,记下短摆全振动的次数和此时摆球通过的位置;
e.通过计算可得释放两摆的微小时间差,也就是小球滚动到斜槽底端的时间.
(1) 现测得两单摆完成50次全振动的时间分别为50.0s和49.0s.则两单摆的周期差△T=__________s;
(2)若测得两摆恰好第一次同时向左通过平衡位置时短摆已发生16个全振动,则小球下滑的时间是_________。
(3)为了能更准确地测量微小的时间差,你认为此装置还可做的改进是_______________
_________________________________________________________________
某研究性学习小组用如图(a)所示装置验证机械能守恒定律,让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置,若不考虑空气的阻力,小球的机械能应该守恒,即,因直接测量摆球到达B点的速度v比较困难,现让小球在B点处脱离悬线做平抛运动,利用平抛的特性来间接地测出v。如图(a)中,悬点正下方P点处有水平放置的炽热电热丝,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断,小球由于惯性向前飞出作平抛运动,在地面上放上白纸,其上面覆盖着复写纸,当小球落在复写纸上时,在下面的白纸上留下痕迹。用重锤线确定出A、B点的投影点N、M。重复实验10次(小球每一次从同一静止释放),球的落点痕迹如图(b)所示,图中米尺水平放置,零刻度线与M对齐,用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2,算出A、B两点的竖直距离,再量出M、C之间的距离x,即可验证机械能守恒定律,已知重力加速度为g,小球的质量为m。
(1)根据图(b)可以确定小球平抛时的水平射程为 cm。
(2)用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v0= 。
(3)用测出的物理量表示出小球从A到B过程中,重力势能的减少量△Ep= ,动能的增加量△Ek= 。
(09年长春市一调)(12分)某同学利用如图1所示的装置测量当地的重力加速度。实验步骤如下:
A.按装置图安装实验装置;
B.用游标卡尺测量小球的直径d;
C.用米尺测量悬线的长度l;
D.让小球在竖直平面内小角度摆动。当小球经过最低点时开始计时,并计数为0。此后小球每经过最低点一次,依次计数1、2、3……当数到20时,停止计时,测得时间t;
E.多次改变悬线长度,对应每个悬线,都重复实验步骤C、D;
F.计算出每个悬线对应的t2;
G.以t2为纵坐标、l为横坐标,作出t2-l图线。
(1)用主尺的最小分度是1mm、游标尺上有20个小的等分刻度的游标卡尺测量小球的直径。某次测量的示数如图2所示,读出小球的直径是______________cm。
(2)该同学利用实验数据作出t2-l图线,如图3所示为图线的示意图,发现图线没有通过坐标原点。并从理论上分析了图线没有通过坐标原点的原因。他提出了四种可能的原因,其中分析正确的是
A.不应在小球经过最低点时开始计时,应该在小球运动到最高点时开始计时;
B.开始计时后,不应记录小球经过最低点的次数,而应记录小球做全振动的次数;
C.不应作t2-l图线,而应作t-l图线;
D.不应作t2-l图线,t2-(l-)图线。
(3)该同学根据实验数据得到图线的方程t2=404.0l-b(其中b为截距,未知)。并由此求出了当地的重力加速度,他计算重力加速度是利用图线中的哪些数据?
A.图线上某点的坐标
B.图线的斜率
C.图线横轴的截距
D.图线纵轴的截距
(4)由上述图线方程求得的重力加速度g=____m/s2。(取π2=9.86,结果保留3位有效数字)
(1)在“用单摆测定重力加速度”的实验中,①测摆长时,若正确测出悬线长l和摆球直径d,则摆长为 ;②测周期时,当摆球经过 位置时开始计时并计数l次,测出经过该位置N次(约60~100次)的时间为t,则周期为 。
此外,请你从下列器材中选用所需器材,再设计一个实验,粗略测出重力加速度g,并参照示例填写下表(示例的方法不能再用)。
A.天平;B.刻度尺;C.弹簧秤;D.电磁打点计时器;E.带夹子的重锤;
F.纸带;G.导线若干;H.铁架台;I.低压交流电源;J.低压直流电源;
K.小车;L.螺旋测微器;M.斜面(高度可调,粗糙程度均匀)。
所选器材(只填器材序号) | 简述实验方法(不要求写出具体步骤) | |
示例 | B、D、E、F、G、H、I | 安装仪器,接通电源,让纸带随重锤竖直下落。用刻度尺测出所需数据,处理数据,得出结果。 |
实验设计 |
(2)在“测定金属的电阻率”实验中,需要测量金属丝的长度和直径。现用最小分度为1 mm的米尺测量金属丝长度,图中箭头所指位置是拉直的金属丝两端在米尺上相对应的位置,测得的金属丝长度为 mm。在测量金属丝直径时,如果受条件限制,身边只有米尺1把和圆柱形铅笔1支。如何较准确地测量金属丝的直径?请简述测量方法:
(1)在“用单摆测定重力加速度”的实验中,①测摆长时,若正确测出悬线长l和摆球直径d,则摆长为 ;②测周期时,当摆球经过 位置时开始计时并计数l次,测出经过该位置N次(约60~100次)的时间为t,则周期为 。
此外,请你从下列器材中选用所需器材,再设计一个实验,粗略测出重力加速度g,并参照示例填写下表(示例的方法不能再用)。
A.天平;B.刻度尺;C.弹簧秤;D.电磁打点计时器;E.带夹子的重锤;
F.纸带;G.导线若干;H.铁架台;I.低压交流电源;J.低压直流电源;
K.小车;L.螺旋测微器;M.斜面(高度可调,粗糙程度均匀)。
所选器材(只填器材序号) | 简述实验方法(不要求写出具体步骤) | |
示例 | B、D、E、F、G、H、I | 安装仪器,接通电源,让纸带随重锤竖直下落。用刻度尺测出所需数据,处理数据,得出结果。 |
实验设计 |
(2)在“测定金属的电阻率”实验中,需要测量金属丝的长度和直径。现用最小分度为1mm的米尺测量金属丝长度,图中箭头所指位置是拉直的金属丝两端在米尺上相对应的位置,测得的金属丝长度为 mm。在测量金属丝直径时,如果受条件限制,身边只有米尺1把和圆柱形铅笔1支。如何较准确地测量金属丝的直径?请简述测量方法:
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