如图4-2所示.若在湖水里固定一细长圆管.管内有一活塞.它的下端位于水面上.活塞的底面积S=1 cm2.质量不计.大气压强p0=1.0×105 Pa.现把活塞缓慢地提高H=15 m.则拉力对活塞做的功为 J.(g=10 m/s2) ●案例探究 [例1]用铁锤将一铁钉击入木块.设木块对铁钉的阻力与铁钉进入木块内的深度成正比.在铁锤击第一次时.能把铁钉击入木块内1 cm.问击第二次时.能击入多少深度? 命题意图:考查对功概念的理解能力及理论联系实际抽象建立模型的能力.B级要求. 错解分析:(1)不能据阻力与深度成正比这一特点.将变力求功转化为求平均阻力的功.进行等效替代.(2)不能类比迁移. 采用类似据匀变速直线速度-时间图象 求位移的方式.根据F-x图象求功. 解题方法与技巧:解法一: 铁锤每次做功都用来克服铁钉阻力做的功.但摩擦阻力不是恒力.其大小与深度成 正比.F=-f=kx,可用平均阻力来代替. 如图4-3.第一次击入深度为x1,平均阻力=kx1,做功为W1=x1=kx12. 第二次击入深度为x1到x2,平均阻力=k(x2+x1),位移为x2-x1,做功为W2=(x2-x1)= k(x22-x12). 两次做功相等:W1=W2. 解后有:x2=x1=1.41 cm, Δx=x2-x1=0.41 cm. 解法二: 因为阻力F=kx,以F为纵坐标.F方向上的位移x为横坐标.作出F-x图象.曲线上面积的值等于F对铁钉做的功. 由于两次做功相等.故有: S1=S2.即: kx12=k(x2+x1)(x2-x1), 所以Δx=x2-x1=0.41 cm [例2] 如图4-5所示.置于水平面的平行金属导轨不光滑.导轨一端连接电阻R.其他电阻不计.垂直于导轨平面有一匀强磁场.磁感应强度为B.当一质量为m的金属棒ab在水平恒力F作用下由静止向右滑动时 A.外力F对ab棒做的功等于电路中产生的电能 B.只有在棒ab做匀速运动时.外力F做的功才等于电路中产生的电能 C.无论棒ab做何运动.它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能 D.棒ab匀速运动的速度越大.机械能转化为电能的效率越高 命题意图:考查考生理解能力.分析综合及推理能力.B级要求. 错解分析:对整个物理情景理解不透.对整个物理过程中能量的转化及传递途径理解不透. 解题方法与技巧: 在导体棒的运动过程中外力做的功.用来克服由于发生电磁感应而产生的感应电流的安培力的那一部分转化为电能. 又因为有摩擦.还需克服摩擦力做功.转化成内能.所以A.B错.C对,又当匀速运动时.由能量转化的观点.可知 η=v,B.l.F.R一定.所以η ∝v,即v越大η越大.D对. 故CD正确. ●锦囊妙计 变力做功的求解方法 对于变力做功一般不能依定义式W=Fscosθ直接求解.但可依物理规律通过技巧的转化间接求解. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

某同学用如图3所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内电阻r,R为电阻箱.干电池的工作电流不宜超过0.5A.实验室提供的器材如下:电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ),电阻箱(阻值范围0~999.9Ω);开关、导线若干.
①请根据图1的电路图,在图2中画出连线,将器材连接成实验电路.
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②实验时,改变电阻箱R的值,记录下电压表的示数U,得到如下表所示的若干组 R、U的数据.
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
电阻R/Ω 60.5 35.2 20.0 13.7 9.9 5.8 4.3 3.5 2.9 2.5
电压U/V 2.58 2.43 2.22 2.00 1.78 1.40 1.18 1.05 0.93 0.85
根据实验数据绘出如图3所示的
1
U
-
1
R
图线.由图象得出电池组的电动势E=
 
V,内电阻r=
 
Ω.
③关于这个实验中存在的误差以及减小误差的各种方法,下列说法正确的是
 

A.电压表的分流作用引起的误差属于偶然误差
B.同学读电压表读数引起的误差属于系统误差
C.本实验用图象法处理数据可以减小偶然误差
D.如果将电压表的内阻计算在内就可以减小系统误差
④若实验室没有电压表,只能用100μA的灵敏电流表和电阻箱改装.先用如图4所示的电路测量电流表的内阻:先闭合S1,调节R,使电流表指针偏转到满刻度;再闭合S2,调节R′,使电流表指针偏转到满刻度的
2
3
,读出此时R′的阻值为2.00×103Ω.则电流表内阻的测量值Rg=
 
Ω.将该灵敏电流表改装成量程为3V的电压表,需
 
(“串联”或“并联”)阻值为R0=
 
Ω的电阻.

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(1)在DIS系统中,光电门测量的是运动物体挡光时间内的平均速度,因为挡光片较窄,所以可看作测量的是瞬时速度.为了测量做匀变速直线运动的小车的加速度,将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上,如图1所示.当小车做匀变速运动经过光电门时,测得A、B先后挡光的时间分别为△tA和△tB,A、B开始挡光时刻的间隔为t,则A、B先后经过光电门时的速度分别为
b
△t1
b
△t1
b
△t2
b
△t2
;小车的加速度a=
b
t
1
△t2
-
1
△t1
b
t
1
△t2
-
1
△t1

(2)如图2所示为用打点计时器研究小车运动情况的装置:实验时由静止释放钩码,小车开始做匀加速直线运动,在小车进入布面前钩码已经落地了,小车在平玻璃板上做匀速直线运动,后来在布面上做匀减速直线运动,所打出的纸带的一部分如图所示,纸带上相邻两点对应的时间间隔为T=0.02s,试分析:(以下结果均保留三位有效数字)
①由图3可知,小车在玻璃板上做匀速运动的速度大小为v=
1.70
1.70
m/s;打点计时器打下计数点D时小车的瞬时速度vD=
1.50
1.50
m/s.
②根据纸带得到了如图4所示的v-t图象,则小车做匀减速直线运动时的加速度为a=
3.00
3.00
m/s.

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(2013?松山区三模)(1)①用螺旋测微器测量一金属丝的直径如下图1所示.该金属丝的直径是
0.980
0.980
mm;用20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度如下图2所示,则该工件的长度是
1.025
1.025
cm.

②下列有关实验的描述中,正确的是
AB
AB
.(双选题)
A.在“验证力的平行四边形定则”实验中,拉橡皮筋的细绳应稍长一些
B.在“探究弹簧弹力与其伸长量”关系的实验中,作出弹力和弹簧长度的图象也能求出弹簧的劲度系数
C.在“油膜法测分子直径”实验中,需要称出痱子粉的质量
D.在“验证机械能守恒定律”的实验中,必须由v=gt求出打某点时纸带的速度
(2)某同学测量一只未知阻值的电阻.
①他先用多用电表进行测量,按照正确的步骤操作后,测量的结果如图3所示.请你读出其阻值大小为
1000Ω
1000Ω

②为了使多用电表测量的结果更准确,该同学接着进行如下操作,请正确排序
DBCA
DBCA

A.测量完毕将选择开关打到“OFF”挡
B.将两表笔短接,调节调零旋钮,进行欧姆挡调零
C.将待测电阻接到两表笔之间测量其阻值并读出读数
D.将选择开关打到“×100”挡
③若该同学再用“伏安法”测量该电阻,所用器材如图4所示,其中电压表内阻约为5kΩ,电流表内阻约为5Ω,变阻器阻值为50Ω.图中部分连线已经连接好,为了尽可能准确地测量电阻(要求多测几组数据取平均值),请你完成其余的连线.
④该同学按照“伏安法”测量电阻的要求连接好图乙电路后,测得的电阻值将
大于
大于
(填“大于”、“小于”或“等于”)被测电阻的实际阻值.

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在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准,待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm.
(1)用螺旋测微器测量金属丝直径,其中某次测量结果如图1所示,其读数应为
 
mm(该值接近多次测量的平均值)
(2)用伏安法测金属丝的电阻RX,实验所用器材为:
电池组(电动势为3V,内阻约为1Ω),电流表(内阻约为0.1Ω),
电压表(内阻约为3kΩ),滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流为2A)
开关,导线若干.某同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:
次数 1 2 3 4 5 6 7
U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30
I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520
由以上实验数据可知,他们测量RX是采用图2中甲和乙中的图
 
(选填“甲”或“乙”)
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(3)如图3是测量RX的实验器材实物图,图中已经连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端,请根据上图所选的电路图,补充完成图3中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏.
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(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图4所示,图中已经标出了与测量数据相对应的四个点,请在下图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点,并描绘出U-I图线,由图线得到金属丝的阻值RX=
 
Ω(保留两位有效数字).
(5)根据以上数据可估算出金属丝的电阻率约为
 
(填选项前的序号)
A、1×10-2Ω?mB、1×10-3Ω?mC、1×10-6Ω?mD、1×10-8Ω?m
(6)任何实验测量都存在误差,本实验所用测量仪器都已校准,下列关于误差的说法中正确的选项是
 
(有多个正确选项).
A、用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B、由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C、若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差
D、用U-I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差.

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(1)用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点痕进行测量,即可验证机械能守恒定律.
①下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上;
C.用天平测出重锤的质量;
D.释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;
E.测量纸带上某些点间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能.
其中没有必要进行的或者操作不当的步骤,将其选项对应的字母填在下面的空行内,并说明其原因.
答:
 

②利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值.如图2所示,根据打出
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的纸带,选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E,测出A距起始点O的距离为s0,点AC间的距离为s1,点CE间的距离为s2,使用交流电的频率为f,根据这些条件计算重锤下落的加速度a=
 

③在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加,其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用,可以通过该实验装置测阻力的大小.若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g,还需要测量的物理量是
 
.试用这些物理量和上图纸带上的数据符号表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F=
 

(2)、某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.步骤如下:
①用游标为20分度的卡尺测量其长度如图3,由图3可知其长度为
 
mm;
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②用螺旋测微器测量其直径如图4,由图4可知其直径为
 
mm;
③用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图4,则该电阻的阻值约为
 
Ω.
④该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱体电阻R
电流表A1(量程0~4mA,内阻约50Ω)
电流表A2(量程0~10mA,内阻约30Ω)
电压表V1(量程0~3V,内阻约10kΩ)
电压表V2(量程0~15V,内阻约25kΩ)
直流电源E(电动势4V,内阻不计)
滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A)
滑动变阻器R2(阻值范围0~2kΩ,允许通过的最大电流0.5A)
开关S,导线若干为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,请在右框中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号.

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同步练习册答案