1、专题18力学实验一、直线运动1(1)用游标卡尺测量小球的直径如图甲、乙所示。测量方法正确的是_(选填“甲”或“乙”)。(2)用螺旋测微器测量金属丝的直径,此示数为_mm。(3)在“用打点计时器测速度”的实验中,交流电源频率为50Hz,打出一段纸带如图所示。纸带经过2号计数点时,测得的瞬时速度v=_m/s。【答案】甲6.7000.362在做“研究匀变速直线运动”的实验中:(1)如图所示,是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出,打点计时器打点的时间间隔T0.02 s,其中x17.05 cm、x27.68 cm、x38.33 cm、x48.9
2、5 cm、x59.61 cm、x610.26 cm.下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度,请在表中填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度_; _.位置BCDEF速度(ms1)0.7370.8010.994(2)以A点为计时起点,在坐标图中画出小车的速度时间关系图线_(3)根据你画出的小车的速度时间关系图线计算出的小车的加速度a_m/s2.【答案】0.864 m/s0.928 m/s图像:0.65 m/s2.【解析】(1)根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度知(2)以A点为计时起点,在坐标图中画出小车的速度时间关系图线(3)小车的加速度3一小球在桌面上
3、从静止开始做加速运动,现用高速摄影机在同一底片多次曝光,记录下小球每次曝光的位置,并将小球的位置编号如图所示,1位置恰为小球刚开始运动的瞬间,作为零时刻摄影机连续两次曝光的时间间隔均为0.5 s,小球从1位置到6位置的运动过程中经过各位置的速度分别为v10,v20.06 m/s,v4_ m/s,小球运动的加速度a = _ m/s2(结果保留小数点后面两位有效数字)【答案】(0.18m/s)、【解析】利用中点时刻的速度等于平均速度,那么由加速度公式综上所述本题答案是:4如图所示为一次记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点,相邻计数点的时间间隔T0.1 s.(1)在图
4、所示的坐标系中作出小车的vt图线_(2)将图线延长与纵轴相交,交点的速度大小是_ cm/s,此速度的物理意义是_(3)小车的加速度为_(保留有效数字3位)【答案】11.60表示A点的瞬时速度0.496【解析】根据图中数据计算出各点的速度,建立坐标系,然后利用描点连线做出图像,如下图所示:从图像上可以看出:将图线延长与纵轴相交,交点的速度大小是11.60cm/s,此速度的物理意义是表示A点的瞬时速度,在图像中斜率表示加速度的大小,求得加速度5某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律实验装置如图所示,打点计时器的电源为50 Hz的交流电(1)下列实验操作中,不正确的有_A将铜管竖直地
5、固定在限位孔的正下方B纸带穿过限位孔,压在复写纸下面C用手捏紧磁铁保持静止,然后轻轻地松开让磁铁下落D在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源(2)该同学按正确的步骤进行实验(记为“实验”),将磁铁从管口处释放,打出一条纸带,取开始下落的一段,确定一合适的点为O点,每隔一个计时点取一个计数点,标为1,2,8.用刻度尺量出各计数点的相邻两计时点到O点的距离,记录在纸带上,如图所示计算相邻计时点间的平均速度,粗略地表示各计数点的速度,抄入下表请将表中的数据补充完整.(3)分析上表的实验数据可知:在这段纸带记录的时间内,磁铁运动速度的变化情况是_;磁铁受到阻尼作用的变化情况是_【答案】(1)CD(2)3
6、9.0(3)逐渐增大到39.8 cm/s且增加的越来越慢;逐渐增大到等于重力6(1)在“用打点计时器测速度”的实验中,下列器材中必须要用的是(多选)_A. B. C. D. (2)在探究加速度与力、质量的关系的实验时,打出一条纸带如图所示,已知A、B、C、D、E为计数点,相邻两个计数点间还有4个打点,每相邻两个计数点间的时间间隔为0.1 s,则小车在C点的速度v_m/s,小车运动的加速度a_m/s2.(结果保留三位有效数字)【答案】(1)AC(2)1.246.22【解析】(1)“用打点计时器测速度”的实验需要用到的器材是:打点计时器、纸带、刻度尺、交流电源等,打点计时器本身具有计时功能,无需秒
7、表,也不用弹簧测力计测什么力,故选AC。(2)根据一段时间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,可得:;利用逐差法求加速度,则7关于打点计时器的使用,下列说法中正确的是( )A. 电磁打点计时器使用的是4V6V的直流电源B. 电火花打点计时器使用的是220V交流电源C. 使用的电源频率越高,打点的时间间隔就越小D. 纸带上打的点越密,说明物体运动的越快【答案】 BC【解析】A、电磁打点计时器使用的是4V6V的交流电源,故A错误;B、电火花打点计时器使用的是220V的交流电源,故B正确;C、打点的时间间隔与交流电频率的关系为:T=1/f,因此频率越高,打点的时间间隔就越小,故C正确;D、纸带上打的点
8、越密,说明相等的时间间隔位移越小,即物体运动的越慢,故D错误。故选:BC。8某同学利用图甲所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)。从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图乙所示。打点计时器电源的频率为50Hz(1)计数点5对应的速度大小为=_m/s,计数点6对应的速度大小为=_m/s(保留三位有效数字)(2)物块减速运动过程中加速度的大小为=_m/s2【答案】1.001.202.00【解析】计数点5对应的速度大小为,物块在重物的牵引下加速过程的加速度大小计数点6对应的速
9、度大小为,物块减速运动过程中加速度的大小为9在实验中,某同学得到一张打点清晰的纸带如图所示,要求测出D点的瞬时速度本实验采用包含D点在内的一段间隔中的平均速度来粗略地代表D点的瞬时速度,下列几种方法中最准确的是( )A. ,t10.14sB. ,t20.06sC. ,t30.1sD. ,t40.04s【答案】 D【解析】匀变速直线运动中,时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度,由此可求出某点的瞬时速度大小,因此有:;打点计时器的打点周期为0.02s,由此可求出打点的时间间隔t4=0.04s,故ABC错误,D正确故选D10在某次实验中,图1所示为一次记录小车运动情况的纸带,其中A、B、C、D、
10、E为相邻的计数点,相邻计数点间的时间间隔T0.1 s。(1)根据纸带上相等时间间隔位移差为_,可判定小车做_运动。(2)计算各点瞬时速度,vB_ m/s,vC_ m/s,vD_ m/s。(3)以打A点为计时起点,在图2所示坐标中作出小车的vt图线_,并根据图线求出a_。(4)图线与纵轴交点的物理意义是_。【答案】定值计数点间距依次增大匀加速直线1.382.643.9012.6 m/s2【解析】(1)由图示纸带可知:BC-AB=CD-BC=DE-CD=12.6cm,由此可知,物体在相邻相等时间间隔内的位移之差是一个定值,且随时间增加,物体在相等时间内的位移变大,故物体做匀加速直线运动(2)计数点
11、间的时间间隔T=0.1s,物体的瞬时速度:,(3)应用描点法作图,v-t图象如图所示,(4)v-t图线延长与纵轴相交,交点速度表示计数点A对应的速度【点睛】熟练应用匀变速运动规律,即可正确求出物体的瞬时速度;本题的难点是作v-t图象,求加速度,一定要掌握描点法作图的方法11某同学为了测量木质材料与金属材料间的动摩擦因数,设计了一个实验方案:实验装置如图甲所示,金属板放在水平桌面上,且始终静止。他先用打点计时器测出木块运动的加速度,再利用牛顿第二定律计算出动摩擦因数。(1)实验时_(填“需要”或“不需要”)使砝码和砝码盘的质量m远小于木块的质量M;_(填“需要”或“不需要”)把金属板的一端适当垫
12、高来平衡摩擦力。(2)图乙是某次实验时打点计时器所打出的纸带的一部分,纸带上计数点间的距离如图所示,则打点计时器打A点时木块的速度为_m/s;木块运动的加速度为_。(打点计时器所用电源的频率为50Hz,结果均保留两位小数)。(3)若打图乙纸带时砝码和砝码盘的总质量为50g,木块的质量为200g,则测得木质材料与金属材料间的动摩擦因数为_(重力加速度g=10m/s2,结果保留两位有效数字)【答案】不需要; 不需要(2)1.58;0.75(3)0.16【解析】(1)本实验是测量摩擦因数,故不需要平衡摩擦力,根据逐差法求得木块的加速度,把木块和砝码及砝码盘作为整体利用牛顿第二定律求得摩擦因数,故不需
13、要使砝码和砝码盘的质量m远小于木块的质量M(2)A点的瞬时速度为:B点的瞬时速度为:加速度为:(3)根据牛顿第二定律可以知道: ,代入数据计算得出:综上所述本题答案是:(1). 不需要;不需要(2)1.58; 0.75 (3)0.1612光电计时器是一种研究物体运动情况的常见计时仪器,每个光电门都由光发射和接收装置组成当有物体从光电门中间通过时,与之相连的计时器就可以显示物体的挡光时间如图甲所示,图甲中NM是水平桌面、PM是一端带有滑轮的长木板,1、2是固定在木板上相距为L的两个光电门(与之连接的计时器没有画出)滑块A上固定着用于挡光的窄片K,让滑块A在重物B的牵引下从木板的顶端滑下,计时器分
14、别显示窄片K通过光电门1和光电门2的挡光时间分别为和;(1)用游标卡尺测量窄片K的宽度(如图乙)d=_m(已知);(2)用刻度尺测量两光电门的间距为L,则滑块的加速度表达式为a=_(用字母表示);(3)利用该装置还可以完成的实验有:_A验证牛顿第二定律B验证A、B组成的系统机械能守恒C测定滑块与木板之间的动摩擦因数D只有木板光滑,才可以验证牛顿第二定律E只有木板光滑,才可以验证A、B组成的系统机械守恒定律【答案】ACE律,至于木板是否光滑对实验没有影响,A正确,D错误;要验证系统机械能守恒,木板必须光滑,B错误,E正确;根据该实验装置可知,将木板平放,通过纸带求出A、B运动的加速度大小,因此根
15、据牛顿第二定律有:,由此可知可以求出测定滑块与木板之间的动摩擦因数,C正确选ACE13某物理兴趣小组利用学校的数字实验室设计了一个测量小车瞬时速度的实验。设计的实验装置如图所示。将长直木板B支成斜面,小车C的前端固定挡光片P,光电门G固定在木板的侧面A处,让小车在斜面上的同一位置O由静止释放,用光电计时器(未画出)记录挡光片通过光电门时挡光的时间t。兴趣小组共准备了宽度x不同的五块挡光片,分别做了五次实验(每次实验时挡光片的前沿均与小车的前端对齐),并计算出各次挡光片通过光电门的平均速度 ()。根据记录的数据,在给出的坐标纸上画出了图线,已知图线的斜率为k,纵轴截距为b,根据图线回答如下问题:
16、(1)由图线,得出小车的加速度大小为_。(2)由图线,得出小车前端过A处的瞬时速度大小为_。【答案】2kb【解析】(1)在的图象中,图象的斜率大小等于物体加速度的一半,则有:,解得:;(2)图象与纵坐标的交点为A点的速度大小,由图象得:.【点睛】图象的斜率表示物体加速度的大小,由此可得出图象的加速度;图象与纵坐标的交点即为小车前端过A处的瞬时速度14“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示(1)下列说法正确的是_A实验时应先接通电源后释放小车 B每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力C本实验砝码及砝码盘的质量应远大于小车A的质量D在探究加速度与质量关系时,应保持小车质量不变(2)某同学在
17、实验中,打出的一条纸带如图所示,他选择了几个计时点作为计数点,相邻两计数点间还有4个计时点没有标出,其中Sab=7.06cm、Sbc=7.68cm、Scd=8.30cm、Sde=8.92cm,已知电磁打点计时器电源频率为50Hz,则纸带加速度的大小是_m/s2【答案】(1)A(2)0.62【解析】解:(1)A、实验时应先接通电源后释放小车,故A正确;B、平衡摩擦力,假设木板倾角为,则有:f=mgsin=mgcos,m约掉了,故不需要重新平衡摩擦力故B错误;C、让小车的质量M远远大于钩码的质量m,因为:实际上绳子的拉力F=Ma=,故应该是mM,故C错误;D、在探究加速度与质量关系时,应保持砝码和
18、砝码盘的总质量不变,故D错误;故选:A(2)根据x=aT2得=0.62m/s215在做“研究匀变速直线运动”的实验中:(1)实验室提供了以下器材:打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、纸带、导线、交流电源、复写纸、弹簧测力计其中在本实验中不需要的器材是_还缺的器材是_。(2)如图所示,是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出,打点计时器打点的时间间隔,其中.表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度,请在表中填入打点计时器打下E点时小车的瞬时速度._(3)以A点为计时起点,在坐标图中画出小车的速度时间关系图线_(4)根
19、据你画出的小车的速度时间关系图线计算出的小车的加速度a_(结果保留两位有效数字).【答案】弹簧测力计毫米刻度尺0.928【解析】试题分析:(1)本实验中不需要测量力的大小,因此不需要的器材是弹簧测力计;因为要测量两个计数点之间的距离,故还需要毫米刻度尺.(2)根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度知:;(3)小车的速度-时间关系图线如图所示(4)在v-t图象中,图线的斜率表示加速度的大小,则.【点睛】对于实验器材的选取一是根据实验目的进行,二是要进行动手实验,体会每种器材的作用考查了有关纸带处理的基本知识和利用图象来解决问题的能力16某同学用图(a)所示的试验装置测量物块
20、与斜面之间的动摩擦因数。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图(b)所示,图中标出了五个连续点之间的距离。(1)物块下滑时的加速度a=_m/s2,打C点时物块的速度v=_m/s;(2)已知重力的速度带下为g,为求出动摩擦因数,还必须测量的物理量是_(填正确答案标号)。A物块的质量 B斜面的倾角 C斜面的高度【答案】(1)3.251.79(2)B【解析】(1)根据x=aT2,有:xEC-xCA=a(2T)2解得:打C点时物块的速度为:(2)对滑块,根据牛顿第二定律,有:mgsin-mgcos=ma解得:故还需要测量斜面的倾角,故选B;17如图所示为“DIS
21、 测变速直线运动的瞬时速度”实验的装置图。(1)图中所示的器材为:_传感器。(2)若实验过程中挡光片紧贴小车前沿放置,则随着挡光片宽度不断减小,速度栏中的数据_(填“不断增大”、“不变”或“不断减小”)。【答案】光电门;不断减小【解析】(1)根据实验装置和实验原理可知器材叫做光电门传感器;(2)小车向上做减速运动,挡光片的宽度不断减小时,测量的瞬时速度越接近小车小车尾部经过光电门的速度,所以速度栏中的数据逐渐减小。18研究小车匀变速直线运动的实验装置如图(a)所示,其中斜面倾角可调,打点计时器的工作频率为50HZ,纸带上计数点的间距如图(b)所示,图中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。(1)
22、部分实验步骤如下:A测量完毕,关闭电源,取出纸带B接通电源,待打点计时器工作稳定后放开小车C将小车依靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连D把打点计时器固定在平板上,让纸穿过限位孔上述实验步骤的正确顺序是:_(用字母填写)。(2)图(b)中标出的相邻两计数点的时间间隔T=_s。(3)为了充分利用记录数据,减小误差,小车加速度大小的计算式应为a=_(用T、s1、s2、s3、s4、s5、s6表示)。【答案】DCBA0.1s点睛:“逐差法”可充分利用数据,减小误差。19某同学利用图甲所示装置测量木块与水平木板间的动摩擦因数。 (1)图乙为某次实验打出的一条纸带的一部分,用刻度尺量出A、C两点间的距离
23、为x1 ,B、D 两点间的距离为x2已知电火花计时器的打点周期为T,则木块运动的加速度大小为_(2)已测得木块的加速度大小为a, 砝码和砝码盘的总质量为m1、木块的质量为m2,则木块与木板间动摩擦因数的表达式为=_。(重力加速度大小为g)【答案】【解析】试题分析:根据逐差法求解加速度;根据牛顿第二定律列式计算动摩擦因数的表达式(1)根据逐差法可得,两式相加可得,即,解得(2)根据牛顿第二定律可得,故解得20用如图所示的实验装置可以测量物块与水平桌面之间动摩擦因数,已知钩码质量为m,滑块质量是钩码质量的n倍,重力加速度为g用游标卡尺测量遮光片的宽度d.用米尺测量出滑块起始位置到光电门之间的距离s
24、.(钩码不会触击到地面)调整轻滑轮,使细线水平释放物块,记录数字毫秒计测出的遮光片经过光电门时间t.改变物块与光电门之间的距离s,重复多次,得到多组数据.根据上述实验数据求出动摩擦因数.回答下面的问题:物块经过光电门时的速度v_.物块的加速度a_.如果采用图像法处理数据,以起始位置到光电门之间的距离s为横坐标,选用_为纵坐标,才能得到一条直线如果这条直线的斜率斜率为k,由图像可知,物体与水平桌面间的动摩擦因数为_【答案】【解析】(1)经过光电门时的瞬时速度大小为v,由v22as解得.(2)(3)对物块由牛顿第二定律可得mgMgMa,由运动学规律可得2as,由以上两式可得,则以起始位置到光电门之
25、间的距离s为横坐标,选用为纵坐标,才能得到一条直线图象的斜率为,由此可得21某实验小组采用如图甲所示的实验装置探究小车做匀变速直线运动的规律,打点计时器工作频率为50Hz图乙是实验中得到的一条较理想的纸带,每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10s通过计算已经得出了打下B、C、D四个点时小车的瞬时速度,以A点为计时起点,通过描点连线得到了如图丙所示的图象试分析下列问题:(1)打点计时器打E点时小车的瞬时速度vE=_m/s(保留三位有效数字)(2)小车运动的加速度为a=_m/s2(保留两位有效数字)(3)打点计时器打下A点时的速度为vA=_m/s【答案】0.6400.800.320【解析】(1
26、)根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度知:(2)在vt图象中,图线的斜率表示加速度的大小:则(3)根据速度公式vE=vA+at;解得:vA=vEat=0.6400.800.4=0.320m/s;22如图所示为小车由静止开始沿斜面匀加速下滑的频闪照片示意图,已知闪光频率为每秒次,且第一次闪光时小车恰好从点开始运动根据照片测得各闪光时刻小车位置间的实际距离分别为,由此可知,小车运动的加速度大小为_,小车运动到点时的速度大小为_(结果均保留位有效数字)【答案】【解析】小车运动的加速度大小为则小车运动到D点速度为:23在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中:(1)除打点计时
27、器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有_(填选项代号)A电压合适的50Hz交流电源B电压可调的直流电源C刻度尺D秒表E天平(2)实验过程中,下列做法正确的是_A先接通电源,再使纸带运动B先使纸带运动,再接通电源C将接好纸带的小车停在靠近滑轮处D将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处(3)在实验中:某同学用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E共5个计数点测得计数点间的距离如图所示,每两个相邻的计数点之间还有四个点未画出来每两个相邻的计数点的时间间隔为_s试根据纸带上各个计数点间的距离,计
28、算出打下B、C、D三个点时小车的瞬时速度,则vD=_m/s,vC=_m/s,vB=_m/s选择合适的单位长度,在下图所示的坐标系中作出小车的vt图线_,并根据图线求出a=_m/s2(所有结果保留3位有效数字)将图线延长与纵轴相交,交点的物理意义是_【答案】ACAD0.10.3900.2640.1381.26m/s2零时刻经过A点的速度大小(3)由于相邻计数点间还有四个点未画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,得:,同理:,作图时注意,尽量使描绘的点落在直线上,若不能落地直线上,尽量让其分布在直线两侧利用求得的数值作出小车的v-
29、t图线(以打A点时开始记时),并根据图线求出小车运动的加速度将图线延长与纵轴相交,交点的纵坐标是零时刻的速度大小是,此速度的物理意义是零时刻经过A点的速度大小24如图所示是三个涉及纸带和打点计时器(所接电源皆为50 Hz交流电)的实验装置图。(1)三个实验装置中,摩擦力对实验结果没有影响的是_;A甲 B乙 C丙 (2)如果操作都正确,则通过装置_(填“甲”、“乙”或“丙”)可打出图中的纸带_(填“”或“”);(3)任选一条纸带求出e、f两点间的平均速度大小为_m/s。【答案】A2乙1.30【解析】试题分析:在研究匀变速直线运动的实验中,只要受到恒定的力的作用,得到的加速度的大小就是恒定的,没错
30、实验受到的摩擦力大小恒定,对结果没有影响,但是在另外的两个实验中没次实验的时候作用力变化,摩擦力的影响不能消除在研究功和速度的关系的实验中,得到的纸带是先加速后匀速的,根据纸带的特点可以判断根据平均速度等于距离除以时间计算平均速度的大小(1)在匀变速直线运动的实验中,受到的拉力恒定,摩擦力也恒定,那么物体受到的合力恒定,对实验没有影响,在研究功和速度的关系的实验中,每次实验时受到的拉力加倍,但是摩擦力不加倍,对实验会产生影响,在研究加速度与力质量的关系的实验中,改变车的拉力的时候,摩擦力不变,对实验的计算会产生影响所以没有影响的是甲,A正确(2)分析纸带可以得到,纸带中两端间的距离逐渐增大,说
31、明是加速运动,纸带中两点间的距离相等,说明是匀速运动,实验纸带应该是研究功和速度的关系的实验中得到的所以通过装置乙可以得到纸带(3)纸带是ef间的距离为2.7cm=0.026m,时间为0.02s,所以平均速度大小为25我校高一同学在做“练习使用打点计时器”实验中使用的打点计时器电火花打点计时器,打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为50Hz(1)使用的电压是_V的_(选填“直流电”或“交流电”),它每隔_ s打一个点(2)接通打点计时器电源和让纸带开始运动,这两个操作之间的时间顺序关系是_A.先接通电源,再让纸带运动B.先让纸带运动,再接通电源C.让纸带运动的同时接通电源D.先让纸带运动或先接
32、通电源都可以(3)实验时某位同学利用小车做匀加速运动打出的纸带如图所示,每两个计数点之间还有四个计时点没有画出来,图中上面的数字为相邻两个计数点间的距离小车做匀加速直线运动的加速度a=_m/s2(保留三位有效数字)打第4个计数点时纸带的速度v4=_m/s(保留三位有效数字)【答案】220V交流电0.02sA2.02m/s21.21m/s【解析】(1)常用的电火花计时器使用的是交流电220V,其电源频率为50Hz,它们是每隔0.02s打一个点(2)开始记录时,应先给打点计时器通电打点,然后释放纸带让纸带(随物体)开始运动,如果先放开纸带开始运动,再接通打点计时时器的电源,由于重物运动较快,不利于
33、数据的采集和处理,会对实验产生较大的误差;同时先打点再释放纸带,可以使打点稳定,提高纸带利用率,可以使纸带上打满点,故BCD错误,A正确故选A.(3)每两个计数点之间还有四个计时点没有画出来,因此相邻计数点的周期为T=0.1s;根据x=aT2,结合作差法,解得:;4点的瞬时速度等于35段的平均速度,则有:点睛:对于基本仪器的使用和工作原理,我们不仅从理论上学习它,还要从实践上去了解它,自己动手去做做,以加强基本仪器的了解和使用解决本题的关键掌握纸带的处理方法,会通过纸带求解瞬时速度和加速度,关键是匀变速直线运动两个重要推论的运用注意有效数字的保留26如图所示,是某同学在做“研究匀变速直线运动”
34、实验中,用打点计时器得到的一条清晰纸带,纸带上相邻计数点的时间间隔为T0.1s,其中X17.05cm、X27.68cm、X38.31cm 、X48.94cm、X59.57cm、X610.20cm,则A点处瞬时速度的大小是_m/s;加速度的大小是_m/s2(计算结果保留两位有效数字)【答案】0.860.63【解析】根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度得:,根据逐差法得: 代入数据得: 。点晴:根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出A点的瞬时速度,通过连续相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度的大小。27物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数实验装置
35、如图1,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点(1)图2给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图2根据图中数据计算的加速度a=_(保留三位有效数字)(2)为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有_A木板的长度l B木板的质量m1C滑块的质量m2 D托盘和砝码的总质量m3 E滑块运动
36、的时间(3)滑块与木板间的动摩擦因数=_(用被测物理量的字母表示,重力加速度为g)与真实值相比,测量的动摩擦因数_(填“偏大”或“偏小”)写出支持你的看法的一个论据:_【答案】0.496m/s2CD偏大没有考虑打点计时器给纸带的阻力、细线和滑轮间、以及空气等阻力(3)由(2)可知,动摩擦因数的表达式为,由牛顿第二定律列方程的过程中,考虑了木块和木板之间的摩擦,但没有考虑打点计时器给纸带的阻力、细线和滑轮间、以及空气等阻力,因此导致摩擦因数的测量值偏大28图示为一小球做匀变速直线运动的频闪照片,已按时间先后顺序标注照片上小球的七个位置分别为O、A、B、C、D、E、F已知频闪周期T=0.1s,小球
37、各位置与O点间的距离分别为OA=5.66cm,OB=10.52cm,OC=14.57cm,OD=17.79cm,OE=20.19cm,OF=21.79cm(1)小球做_(填“匀加速”、“匀速”或“匀减速”)直线运动(2)小球到达位置A时的速度大小vA= _m/s,小球运动的加速度大小a=_ m/s2(结果保留两位有效数字)【答案】匀减速;0.53,0.82【解析】(1)从上面数据可以得到:;从数据上可以看出相邻相等时间内的位移差是一定值并且在减小,所以小球做的匀减速运动;(2)根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度负号表示加速度方向与运动方向相反。故综上所述本题答案是:(
38、1)匀减速;(2). 0.53,(3) 0.8229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下所示。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。从数据处理方法看,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。本实验误差的主要来源_(试举出两条)。【答案】B偶然阻力、测量【解析】按照方法A:=,只利用上了两个数据和;方法B:利用上了六个数据,S1、S2、S3、S4、
39、S5、S6利用数据越多,可以尽量避免偶然误差,合理的是方法B;本实验误差的主要来源空气的阻力,打点计时器与纸带的摩擦,测量等等。30某同学利用右图所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如下图所示打点计时器电源的频率为50 Hz.(1)通过分析纸带数据,可判断物块在两相邻计数点_和_之间某时刻开始减速(2)计数点5对应的速度大小为_m/s,计数点6对应的速度大小为_m/s.(保留三位有效数字)(3)物块减速运动过程中加速度的大小为a_m/
40、s2,若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度),则计算结果比动摩擦因数的真实值_(填“偏大”或“偏小”或“一样大”)【答案】671.001.202.00偏大【解析】:在减速阶段,物体减速受到的阻力包括滑动摩擦力和限位孔摩擦以及空气阻力,所以若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度),则计算结果比动摩擦因数的真实值偏大综上所述本题答案是: (1). 6 ;. 7 (2)1.00 ; 1.20 (3) 2.00 ;偏大31某人用如图(甲)所示的实验装置研究匀变速直线运动。安装调整好实验器材后,让小车拖着纸带运动,打点计时器在纸带上打下一系列小点,重复几次,选出一条点迹比较清晰
41、的纸带,从便于测量的点开始,取几个计数点,如图(乙)中a,b,c,d等点。测出结合上述实验步骤,请你继续完成下列任务:(1)实验中,除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外,在下列器材中,必须使用的有_ (填选项前字母)。A. 电压合适的50 Hz交流电源B. 电压可调的直流电源C. 秒表 D. 刻度尺 E. 天平 F. 重锤 G. 弹簧测力计(2)实验操作中,下列合理选项是:(_)A.先通电,后释放小车B.先释放小车,后通电C.本实验需要垫高长木板一端以平衡摩擦力D.本实验不需要垫高长木板一端以平衡摩擦力(3)如果小车做匀加速运动,所得纸带如图(乙
42、)所示,则的关系是_,已知打点计时器所用交流电频率为50Hz,刻度尺测得相邻各点间的距离为=3.62 cm,=4.75 cm,=5.88 cm,=7.01cm,小车的加速度是_m/s2(计算结果保留三位有效数字)。(4)如果实际电源频率低于50Hz,则加速度的计算结果比实际_(填“偏大”“不影响”“偏小”)【答案】ADAD1.13m/s2偏大【解析】(1)本实验用到了打点计时器,那么就应该配备交流电源,这样才可以在纸带上周期性的打点,又因为要测量两点之间的距离,所以还会用到测量工具即刻度尺,所以选AD;(2)为了充分合理利用纸带,应该先打开电源,然后在释放小车,因为本实验是研究匀变速直线运动,
43、只要运动中加速度恒定即可,所以没有必要平衡摩擦力,故选AD(3)由于小车做匀加速运动,所以相邻相等时间内的位移差是恒定的,由得,代入数据可得:(4)如果实际电源频率低于50Hz,则表示在测量时间的时候把时间测小了,由,得测得的加速度偏大。综上所述本题答案是:(1). AD (2). AD (3). (4). 1.13m/s2 (5). 偏大32如图所示,为某组同学做匀变速直线运动的小车带动纸带通过打点计时器,打出的部分计数点如图所示每相邻两计数点间还有四个点未画出来,打点计时器使用的是50Hz的低压交流电(结果均保留两位小数)求打点计时器打“2”时,小车的速度v2= _ m/s 请你依据本实验
44、原理推断第7计数点和第8计数点之间的距离大约是_ cm小车的加速度大小为_ m/s2【答案】0.49 m/s9.74 cm0.88m/s2【解析】由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可得纸带上打“2”点时小车的瞬时速度大小为:。根据匀变速直线运动的推论公式x=aT2可以得:。相邻的相等时间内的位移差大约为:x=aT2=0.88cm,因此x78=x67+x=9.74cm。33某实验小组欲以图甲所示实验装置“探究加速度与物体受力和质量的关系”.图中A为小车,B为装有砝码的小盘,C为一端带有定滑
45、轮的长木板,小车通过纸带与打点计时器相连,小车的质量为,小盘(及砝码)的质量为.(1)下列说法正确的是(_)A实验时先放开小车,再接通打点计时器的电源B每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力C本实验中应满足远小于的条件D在用图象探究小车加速度与质量的关系时,应作图象(2)实验中,得到一条打点的纸带,如图乙所示,已知相邻计数点间的时间间隔为T,且间距、已量出,则小车加速度的计算式a=_.(3)某同学平衡好摩擦阻力后,在保持小车质量不变的情况下,通过多次改变砝码重力,作出小车加速度a与砝码重力F的图象如图丙所示.若牛顿第二定律成立,重力加速度,则小车的质量为_,小盘的质量为_.(保留2位有效数字)(
46、4)实际上,在砝码的重力越来越大时,小车的加速度不能无限制地增大,将趋近于某一极限值,此极限值为_. ()【答案】C2.00.06010【解析】解: (1)A实验时先接通打点计时器的电源,再放开小车,A错误B每次改变小车质量时,不需要重新平衡摩擦力 B错误C只有满足m2应远小于m1的条件,才能认为托盘和砝码的重力等于小车的拉力,故C正确。D、“探究加速度与质量的关系”时拉力不变,即m1不变,应作图象,故D错误 (2)根据匀变速直线运动的推论公式 ,六组数据应该用逐差法求平均加速度,因此在本题中有:(3)对图象来说,图象的斜率表示小车质量的倒数,图象的斜率为: ,故小车质量为: ,F=0时,产生
47、的加速度是由于托盘作用产生的,故有: ,解得: (对图中的数据读取不一样,可有一定范围).(4)当钩码的质量远小于小车的总质量时,钩码所受的重力才能作为小车所受外力,如果增大钩码的质量,则外力增大,曲线不断延伸,那么加速度趋向为g=10m/s2。34如图所示为接在50 Hz低压交流电源上的打点计时器在一物体拖动纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带,图中所示的是每打5个点所取的计数点,但第3个计数点没有画出由图中数据可求得:(1)该物体的加速度大小为_m/s2.(2)打第2个计数点时该物体的速度大小为_m/s.(3)如果当时电网中交变电流的频率是f52Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测
48、量值与实际值相比_(填“偏大”“偏小”或“不变”)【答案】0.740.399偏小【解析】(1),每打5个点所取的计数点则,代入数据解得:;(2),代入数据解得:,代入数据解得:(3),;当时电网中交变电流的频率是f52Hz,而做实验的同学并不知道,据,可得,代入得,故填偏小。35某校研究性学习小组的同学用如图甲所示的滴水法测量一小车在斜面上的运动时的加速度。实验过程如下:在斜面上铺上白纸,用图钉钉住;把滴水计时器固定在小车的末端,在上车上固定一平衡物;调节滴水计时器的滴水速度,使其每滴一滴(以滴水计时器内盛满水为准);在斜面顶端放置一浅盘,把小车放在斜面顶端,把调好的滴水计时器盛满水,使水滴能
49、滴入浅盘内;随即在撤去浅盘的同时放开小车,于是水滴在白纸上留下标志小车运动规律的点迹;小车到达斜面底端时立即将小车移开。图乙为实验得到的一条纸带,用刻度尺量出相邻点之间的距离是:、,试问:(1)滴水计时器的原理与课本上介绍的_原理类似。(2)由纸带数据计算可得计数点4所代表时间的瞬时速度v4=_m/s,计算小车的加速度a的表达式为_,计算结果为_m/s2.(结果均保留两位有效数字)【答案】打点计时器0.200.19【解析】(1)滴水计时器的原理与课本上介绍的打点计时器原理类似.(2)计数点4所代表时间的瞬时速度算小车的加速度a的表达式为:代入数据可得:点晴:注意题目对有效数字位数的要求。36某
50、物体牵引穿过打点计时器的纸带运动,计时器每隔T=0.02s打出一点,从纸带上已测得连续8个时间间隔T内的位移,如图所示AB=5.62cm BC=5.23cm CD=4.85cm DE=4.47cmEF=4.08cm FG=3.70cm GH=3.31cm HI=2.92cm(1)这是不是匀变速运动?_,根据何在?_(2)若是匀变速直线运动,则物体的加速度a=_m/s2(保留三位有效数字)【答案】是匀变速运动而连续两个T内位移差为常数9.64负号表示加速度方向与速度方向相反。点睛:要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。37某同学用如“实验图
51、示记心中”所示的实验装置研究匀变速直线运动,实验步骤如下:A安装好实验器材;B让小车拖着纸带运动,打点计时器在纸带上打下一系列小点,重复几次,选出一条点迹比较清晰的纸带,从便于测量的点开始,每五个点取一个计数点,如图乙中a、b、c、d等点;C测出x1、x2、x3、结合上述实验步骤,请你继续完成下列任务:(1)实验中,除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外,在下列的仪器和器材中,必须使用的有_ (填选项代号)A.电压合适的50Hz交流电源B.电压可调的直流电源C.秒表D.刻度尺E.天平F.重锤G.弹簧测力计I.滑动变阻器(2)如果小车做匀加速运动,所
52、得纸带如图所示,则x1、x2、x3的关系是_,已知打点计时器打点的时间间隔是t,则打c点时小车的速度大小是_(3)如果小车做匀加速直线运动,测出前六段相等时间内的位移分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6 , 已知打点计时器打点的时间间隔是t,则小车的加速度a的表达式为:_【答案】A Dx3x2=x2x1【解析】(1)实验中,除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、平板、铁架台、导线及开关外,在下列的器材中,必须使用的有电压合适的50Hz交流电源给打点计时器供电,需要用刻度尺测量计数点之间的距离处理数据,故选AD正确;(2)根据匀变速直线运动的推论相邻的相等时间内的位移之差是个定值得:,解得:
53、根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度得:;(3)根据式,有:故:。点睛:对于基本仪器的使用和工作原理,我们不仅从理论上学习它,还要从实践上去了解它,自己动手去做做,以加强基本仪器的了解和使用,同时要加强利用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用,提高解决问题能力。38如图甲所示,是研究小车做匀变速直线运动基本公式应用的实验装置,打点计时器的工作周期为T(1)实验中,必要的措施是(_) A、细线必须与长木板平行B、小车必须具有一定的初速度C、小车质量远大于钩码质量D、平衡小车与长木板间的摩擦力(2)如图乙所示,A、B、C、D、E、F
54、、G是打好的纸带上7个连续的点从图乙中可读得s6=_cm,计算F点对应的瞬时速度大小的计算式为vF=_(用题目中所给量的字母表示)(3)如图丙所示,是根据实验数据画出的v22s图线(s为各打点至同一起点的距离),由图线可知:该图线的斜率表示_,其大小为_(保留2位有效数字)【答案】(1)A(2)6.00;(3)小车加速度的大小; 0.50m/s2【解析】(1)该实验目的是研究小车做匀变速直线运动,只要小车做匀加速运动即可,对于初速度、小车质量与钩码质量关系、是否平衡摩擦力没有要求。为保证小车做匀加速直线运动,小车受到的合力不变,细线必须与长木板平行,故BCD错误,A正确。(2)刻度尺的最小刻度
55、为mm,需要进行故读到下一位,因此读出s6=6.00cm;根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上F点时小车的瞬时速度为:(3)根据匀变速直线运动的速度位移公式有:得:,由此可知在v22s图线中,纵轴截距表示初速度的平方,斜率表示小车加速度的大小,因此有:。点睛:根据实验原理可知该实验只是研究小车的匀变速直线运动,不是验证牛顿第二定律,由此可正确解答;根据刻度尺的读数要求得出G点读数,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上F点时小车的瞬时速度大小;根据运动学规律得出v2与2s的关系式,结合数学知识,便知斜率的含义。39实验中
56、,如图所示为一次记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,相邻计数点间的时间间隔T0.1 s. (1)根据纸带可判定小车做_运动(2)根据纸带计算各点瞬时速度:vD_ m/s,vC_ m/s,vB_ m/s.在如图所示坐标中作出小车的vt图线_,并根据图线求出a_.(3)将图线延长与纵轴相交,交点的速度的物理意义是_.【答案】匀加速直线3.902.641.38画图12.60 m/s2零时刻小车经过A点的速度【解析】(1)根据纸带数据得出:x1=xBC-xAB=12.60cm,、x2=xCD-xBC=12.60cm,x3=xDE-xCD=12.60cm,知在相邻的相等时间间隔
57、内的位移增量都相等,做匀加速直线运动(2)根据一段时间的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度打D点时小车的瞬时速度:打C点时小车的瞬时速度:vC=m/s=2.64m/s打B点时小车的瞬时速度:vB=(2)由上述数据作出小车的v-t图象如图所示:由图象斜率可求得小车的加速度为:(3)将图线延长与纵轴相交,交点意义是零时刻小车经过A点的速度点睛:解决本题的关键掌握纸带的处理,会通过纸带求解瞬时速度,以及知道速度时间图线的斜率表示加速度,最后注意长度的单位统一40如图为“研究匀变速直线运动”的实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带,纸带上A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的计数点,相邻计数点间
58、的时间间隔是0.1 s,距离如图所示,单位是cm,C点的瞬时速度大小为_m/s ,小车的加速度是_m/s2(保留两位有效数字)。【答案】0.52m/s1.59m/s2【解析】根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,有:加速度:41采用图示的装置测量滑块与长木板间的滑动摩擦系数,图中小车中可放置砝码,实验中,滑块碰到制动装置时,钩码尚未到达地面,已知打点针时器工作频率为50 Hz(1)实验的部分步骤如下: 用天平称出滑块质量M和钩码质量m。 将纸带穿过打点计时器,连在滑块后端,用细线连接滑块和钩码;将滑块停在打点计时器附近,放开滑块,接通电源,滑块拖动纸带,打点计时器在纸带上打
59、下一系列点,断开开关;改变钩码的数量,更换纸带,重复的操作。请指出以上实验步骤的重要遗漏与错误:遗漏的步骤是:_错误的步骤是:_(2)下图是钩码质量为m=0.05 kg,滑块质量为M=0.06 kg时得到的一条纸带。如图所示为用刻度尺测量某一纸带上的S1、S2的情况,从图中可读出S1=3.10cm,S2=_cm。若滑块运动的加速度大小为a,重力加速度大小为g=9.8m/s2。根据以上相关物理量写出滑动摩擦系数的表达式 = _,由纸带上数据可得出 = _。(计算结果保留2位有效数字)【答案】步骤中应调整细绳、长木板水平;步骤中应该先接通电源后释放小车;(2)5.50(4.48-5.52均可)0.
60、38(0.37-0.40均可)42某活动小组利用图甲装置测当地的重力加速度g,直径为D的小钢球每次从同一位置O自由下落,O点下方光电门A能测出钢球通过光电门的时间tA,光电门可以上下移动,每移动一次光电门,用刻度尺测出OA的距离h.(1).用20分度的游标卡尺测钢球的直径读数如图乙所示,D=_mm。(2).小球通过光电门A的速度表达式是_(用上述已知字母符号表示)。(3).当地的重力加速度g的表达式是_ (用上述已知字母符号表示)。【答案】(1)6.75 ;(2)(3)【解析】(1)游标卡尺的主尺读数为6mm,游标读数为0.0515mm=0.75mm,则最终读数为6.75m(2)根据极短时间内
61、的平均速度等于瞬时速度知,小球通过光电门A的速度表达式(3)根据速度位移公式得,v2=2gh,解得43如图甲所示,是研究小车做匀变速直线运动规律的实验装置,打点计时器所接的交流电源的频率为f =50Hz,试问:(1)实验中,必要的措施是_.A细线必须与长木板平行 B小车必须具有一定的初速度C小车质量远大于钩码质量D必须平衡小车与长木板间的摩擦力(2)如图乙所示,A、B、C、D、E、F、G是刚打好的纸带上7个连续的点.从图乙中可读得s6=_cm,计算F点对应的瞬时速度的表达式为vF=_.(3)如图丙所示,是根据实验数据画出的v2-2s图线(v为各点的速度大小),由图线可知小车运动的加速度为_.(
62、保留2位有效数字)【答案】(1)A(2)6.00cm(3)0.500.02m/s2【解析】(1)实验中,细线必须与长木板平行,以减小实验的误差,选项A正确;实验中让小车由静止释放,不需要初速度,选项B错误;此实验不需要使得小车质量远大于钩码质量,选项C错误;此实验没必要平衡小车与长木板间的摩擦力,选项D错误;故选A.(2)从图乙中可读得s6=6.00cm,计算F点对应的瞬时速度的表达式为.(3)由图线可知小车运动的加速度为44小明同学用如图所示的实验装置验证牛顿第二定律。(1)该实验装置中有两处错误,分别是:_和_。(2)小明同学在老师的指导下改正了实验装置中的错误后,将细绳对小车的拉力当作小
63、车及车上砝码受到的合外力,来验证“合外力一定时加速度与质量成反比”。小明同学在实验时用电磁打点计时器打了一条理想的纸带,他按要求选取计数点后,在测量各相邻两计数点间的距离时不慎将纸带撕成了几段,如图所示,但他知道甲、乙属于同一纸带,则丙、丁、戊中属于上述纸带的是_。已知打点计时器所用电源频率为50 Hz,则由甲、乙纸带可求得小车的加速度大小为_m/s2(结果保留两位小数)。【答案】滑轮太高(或细绳与长木板不平行打点计时器接到直流电源上(或打点计时器未接交流电源)戊1.13【解析】(1)电磁打点计时器工作电压是V以下的交流电源,该实验装置使用的是直流电源,故错误之处是打点计时器接到直流电源上(或
64、打点计时器未接交流电源),为了减小误差,拉小车的拉力方向与长木板平行,即拉小车的细绳与长木板平行,该实验装置中细绳与长木板不平行,故错误之处是滑轮太高(或细绳与长木板不平行。(2)从甲乙两图中可读1与2的间距为3.65cm,2与3的间距为4.72cm,而小车在长木板上做匀加速运动,以此类推,3与4的间距为5.79cm,3与4的间距为6.86cm,接近6.99cm,故选戊。(3)打点计时器所用电源频率为50 Hz,每相邻计数点时间为0.1s,45某同学用图甲所示的实验装置测量重力加速度,将电火花计时器固定在铁架台上,把纸带的下端固定在重锤上,纸带穿过电火花计时器,上端用纸带夹夹住,接通电源后释放
65、纸带,纸带上打出一系列的点,所用电源的频率为50Hz,实验中该同学得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示,纸带上的第一个点记为O,另选连续的三个点A、B、C进行测量,图乙中给出了这三个点到O点的距离(1)重力加速度的测量值为g=_m/s2(结果保留3位有效数字);(2)实验中该同学选择电火花计时器,而不选择电磁打点计时器,请从误差分析的角度说明选择电火花计时器的主要理由_【答案】9.75电火花打点计时器与纸带间的摩擦阻力较小【解析】(1)由纸带可知,根据得重力加速度为(2)实验中该同学选择电火花计时器,而不选择电磁打点计时器,请从误差分析的角度说明选择电火花计时器的主要理由是电火花打点计时器与纸带间
66、的摩擦阻力较小46在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G 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,电火花计时器接220V、50Hz交流电源他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表:对应点BCDEF速度(m/s)0.1410.1850.2200.2540.301(1)设电火花计时器的周期为T,计算vF的公式为vF=_;(2)根据(1)中得到的数据,以A点对应的时刻为t=0,试在图乙所示坐标系中合理地选择标度,作出vt图象_(3)利用该图象求物体的加速度a=_
67、m/s2;(结果保留2位有效数字)(4)如果当时电网中交变电流的电压变成210V,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比_(选填:“偏大”、“偏小”或“不变”)【答案】0.40不变【解析】试题分析:根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度可以求出F点的瞬时速度;根据描点法作出图象根据v-t图象的物理意义可知,图象的斜率表示加速度的大小,因此根据图象求出其斜率大小,即可求出其加速度大小打点计时器的打点频率是与交流电源的频率相同,所以即使电源电压降低也不改变打点计时器打点周期(1)根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度,电火花计时器的周期为
68、T,所以从E点到G点时间为10T,有:(2)根据图中数据,利用描点法做出图象如下;(3)图象斜率大小等于加速度大小,故(4)电网电压变化,并不改变打点的周期,故测量值与实际值相比不变47某小组探究伽利略理想斜面实验,其实验器材有:滑块、斜面及粗糙程度可以改变的水平长直木板,如图甲所示实验时,在水平长直木板旁边放上刻度尺,滑块可以从斜面平稳地滑行到水平长直木板上重力加速度为g,请完成下列填空:(1)实验时应使滑块从同一位置由_状态滑下,研究滑块在长直木板上运动的距离(2)由实验现象发现:长直木板越光滑,滑块在长直木板上运动得越远由此可得出的实验推论是当长直木板完全光滑时,滑块将在长直木板上做_运
69、动(3)图乙是每隔t时间曝光一次得到滑块在某长直木板上运动过程中的照片,测得滑块之间的距离分别是s1、s2、s3、s4,由此可估算出滑块与该长直木板间的动摩擦因数=_(需要用s1、s2、s3、s4字符表示)【答案】静止匀速直线根据牛顿第二定律可知:a=g所以水平面的动摩擦因数:=故答案为:(1)静止;(2)匀速直线;(3)二、相互作用1某学习小组利用如图1所示的装置做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验实验中,先测出不挂钩码时弹簧的长度,再将5个钩码逐个加挂在弹簧下端,稳定后测出相应的弹簧总长度,将数据填在表中(弹力始终未超过弹性限度,取)(1)上表记录数据中有一组数据在测量或记录时有错误,它是第_
70、组数据(2)根据实验数据将对应的弹力大小计算出来并填入表内相应的空格内(保留3位有效数字)_(3)在坐标纸中作出弹簧弹力大小F跟弹簧总长度L之间的关系图线_(4)根据图线求得该弹簧的劲度k=_N/m(保留2位有效数字)(5)若考虑弹簧自重对第一组数据的影响,弹簧劲度系数k的实验值_真实值(填“大于”、“小于”或“等于”)【答案】50,0.294,0.588,0.882,1.18,1.478.9相等【解析】(1)表格中的数据小数点后面的位数应相同,所以第5组弹簧总长的数据不规范,应为31.20;(2)弹簧的弹力等于钩码的重力,即F=mg,所以弹力大小依次为:0,0.294,0.588,0.882
71、,1.18,1.47 ;(3)在误差允许的范围内,从18cm开始的一次函数(4)图线的斜率表示弹簧的劲度系数(5)由胡克定律可知,弹簧弹力的增加量与弹簧的形变量成正比,即:,因此弹簧的自重不会对劲度系数产生影响,故劲度系数的测量值与真实值相比相等.【点睛】根据数据记录规律可明确数据是否准确;根据重力公式求解重力;根据描点法可得出对应的图象;根据表格中弹力的大小和弹簧总长,作出F与x之间的关系图线,根据图线的斜率求出劲度系数根据胡克定律可知:,因此弹簧的自重不会对劲度系数产生影响2在探究求合力的方法时,先将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时,需要两次拉伸橡皮条,一
72、次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条,另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。(1)实验对两次拉抻橡皮条的要求中,下列哪些说法是正确的_(填字母代号)。A. 将橡皮条拉伸相同长度即可 B. 将橡皮条沿相同方向拉到相同长度C. 将弹簧秤都拉伸到相同刻度 D. 将橡皮条和绳的结点拉到相同位置(2)同学们在操作过程中有如下议论,其中对减小实验误差有益的说法是_(填字母代号)。A. 两细绳必须等长B. 弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行C. 用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大D. 拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要近些【答案】BDB【解析】(1)本实验的目的是为了验证力
73、的平行四边形定则,即研究合力与分力的关系.根据合力与分力是等效的,本实验橡皮条两次沿相同方向拉伸的长度要相同, 橡皮条和绳的结点拉到相同位置,表明两次效果相同,即两个拉力和一个拉力等效,故选BD (2)A、通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条时,并非要求两细绳等长,故A错误;B、测量力的实验要求尽量准确,为了减小实验中因摩擦造成的误差,操作中要求弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行,所以B选项是正确的;C、用两弹簧秤同时拉细绳时弹簧读数没有要求,只要使得两次橡皮条拉伸到一点就行,C错D、为了更加准确的记录力的方向,拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些,D错点睛:该实验采用了“等
74、效替代”的原理,即合力与分力的关系是等效的,要求两次拉橡皮筋时的形变量和方向是等效的3在“验证力的平行四边形定则”的实验中,下列叙述中正确的是(_)A实验中,弹簧测力计必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计刻度B橡皮筋的拉力是合力,两弹簧测力计的拉力是分力 C两次拉橡皮筋时需将橡皮筋结点拉到同一位罝这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同D若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变,只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可【答案】ACD、结点位置不变,合力不变,当一只弹簧测力计的拉力大小改变时,另一弹簧测力计的拉力的大小和方向必须都改变,故D错误故选:AC4学习了
75、机械能守恒定律之后,某研究性学习小组自行设计了“探究弹簧的弹性势能与形变量的关系”实验。他们的方法如下:(1)如甲图所示,在轻弹簧上端固定一只力传感器,然后固定在铁架台上,当用手向下拉伸弹簧时,弹簧的弹力可从传感器读出。用刻度尺测量弹簧原长和伸长后的长度,从而确定伸长量。测量数据如表格所示:伸长量x/102 m2.004.006.008.0010.00弹力F/N1.603.194.756.388.02(2)以x为横坐标,F为纵坐标,请你在图乙的坐标纸上描绘出弹力与伸长量关系的图线_。并由图线求得该弹簧的劲度系数=_(保留两位有效数字)。(3)取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如图丙所示。调
76、整导轨水平,使滑块自由滑动时,通过两个光电门的时间近似相等。(4)用天平秤出滑块的质量m=300g.(5)用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;释放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度,释放滑块过程中,弹簧的弹性势能全部转化为_。(6)多次重复(5)中的操作,在弹簧弹性限度内得到与x的数据整理如下表所示:1234561.002.003.004.005.006.001.004.009.0016.0025.0036.000.1610.3200.4790.6480.8000.9540.0260.1030.2300.4200.64000.910 0.00390.01550.03460.06300.09600.
77、1365(7)结合上面测出的劲度系数和滑块质量m,可得到的表达式:_。(8)由上述实验可得的结论:_。【答案】802 N/m滑块的动能或者在实验误差允许的范围内,弹簧的弹性势能与形变量的平方成正比【解析】(2)根据数据画出的F-x图像如图;根据图像可得:(5)释放滑块过程中,弹簧的弹性势能全部转化为滑块的动能;(7)根据所测量的数据,结合k=82N/m即m=0.3kg,归纳得出:;(8)由上述实验可得的结论:在实验误差允许的范围内,弹簧的弹性势能与形变量的平方成正比;5“探究求合力的方法”的实验装置如图甲所示。(1)某次实验中,弹簧测力计的指针位置如图甲所示。其中,细绳CO对O点的拉力大小为_
78、 N。(2)请将图甲中细绳CO和BO对O点两拉力的合力F合画在图乙上_。由图求出合力的大小F合_ N。(保留两位有效数字)(3)某同学对弹簧测力计中弹簧的劲度系数是多少很感兴趣,于是,他将刻度尺与弹簧测力计平行放置,如图丙所示,利用读得的数据,他得出了弹簧的劲度系数。那么,该弹簧的劲度系数k_N/m。(保留两位有效数字)【答案】2.605.1(5.15.3均可)60【解析】(1)根据测力计指针的指示可读出其示数为:;(2)以为邻边,作出平行四边形,如图所示,对角线表示合力:由此可得出合力的大小为:(3)根据丙图可知,当拉力为时,弹簧的拉伸量为:,由于刻度尺需要估读在范围内均正确因此根据得:,在
79、范围内均正确。点睛:实验的核心是实验原理,根据原理选择器材,安排实验步骤,分析实验误差,进行数据处理等等。6英国物理学家胡克发现:金属丝或金属杆在弹性限度内它的伸长量与拉力成正比,这就是著名的胡克定律这一发现为后人对材料的研究奠定了基础现有一根用新材料制成的金属杆,长为4 m,横截面积为0.8 cm2,设计要求它受到拉力后伸长不超过原长的,问它能承受的最大拉力为多大?由于这一拉力很大,杆又较长,直接测试有困难,因此,选用同种材料制成样品进行测试,通过测试取得数据如下:(1)测试结果表明金属丝或金属杆受拉力作用后其伸长量与材料的长度成_比,与材料的截面积成_比(2)上述金属杆所能承受的最大拉力为
80、_ N.【答案】(1)正反(2)104【解析】(1)由表格中的数据可得当金属材料的截面积S、拉力F不变时,金属材料伸长量x与长度L成正比,即;当金属材料的截面积S、长度L不变时,金属材料伸长量x与拉力F成正比,即;当金属材料的长度L、拉力F不变时,金属材料伸长量x与截面积S成反比,即,综上所述,有设比例系数为k,则所求的线材伸长量x满足的关系是取,代入上式得所以(2)对新材料制成的金属细杆,长度,截面积,最大伸长量代入导出的公式有金属细杆承受的最大拉力是。点睛:由题可知伸长量x与样品的长度、横截面积、所受拉力都有关系,涉及的变量较多,因此采用“控制变量法”来确定它们之间的正、反比关系,然后将各
81、种情况进行汇总,再运用比值定义法初步确定这几个量之间的数量关系,然后根据所得公式来判断样品能承受的最大拉力,以及与什么因素有关。7某同学利用铁架台、弹簧、刻度尺及钩码探究“弹力和弹簧伸长的关系”,如图所示。(1)实验中,下列操作正确的是_。A弹簧水平放置在桌面上,稳定后测出原始长度B弹簧竖直悬挂在铁架台上,稳定后测出原始长度C每次悬挂钩码后应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态D用刻度尺测出弹簧的长度即为弹簧的伸长量(2)下表是该同学实验中所测的几组数据,请你在下图中的坐标纸上作出F x图线_。弹力F/N00.51.01.52.02.5弹簧的长度x/cm8.010.813.215.418.020
82、.6(3)由第(2)中的F -x图线可求得,弹簧的劲度系数k_N/m。(保留三位有效数字)【答案】(1)BC(2)如图;(3)18.9(18.820.0均对)【解析】(1)AB、弹簧自身有重力,竖直放置时由于自身的重力必然就会有一定的伸长故弹簧应该竖直悬挂在铁架台上,稳定后测出的长度才为弹簧的原始长度,故A错误、B正确每次悬挂钩码后应保持弹簧竖直位置且处于平衡状态,此时测量的长度才准确故C正确用刻度尺测出弹簧的长度即为弹簧的总长度,减去原来的长度才为弹簧的伸长量,故D错误故选BC(2)根据表中数据作F-x如图所示:(3)根据数据,有图象可知,弹力为零时弹簧的长度为8cm,即弹簧的原长为8cm,
83、在直线上取较远的1点(20.0,2.25),根据胡克定律可知弹簧的劲度系数为点睛:解决本题的关键掌握弹力与弹簧伸长关系的实验步骤,会描点作图,掌握作图的方法弄清图像的斜率及截距的物理意义,会从图象中分析数据8在探究求合力的方法时,先将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根带有绳套的细绳实验时,需要两次拉伸橡皮条,一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度的拉橡皮条,另一次是通过细绳用一个弹簧秤拉橡皮条(1)关于两次拉伸橡皮条的要求,下列说法正确的是_(填正确答案标号)A将橡皮条拉伸相同长度即可B将橡皮条和绳的结点拉到相同位置即可C将橡皮条沿相同方向拉伸即可D将弹簧秤都拉伸到相同刻度即可(2)以
84、下观点对减小实验误差有益的是_(填正确答案标号)A两细绳必须等长B弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行C用两弹簧秤同时拉细绳时两绳方向应成角,以使算出合力大小D拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些【答案】BBD9小江同学在做“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验中,他用实验装置如图所示,所用的钩码每只质量为50g他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端,每次都测出相应的弹簧总长度,并将数据填在表中,实验中弹簧始终未超过弹性限度,取g取10m/s2根据实验数据可得钩码质量/g050100150200250弹簧总长度/cm6.007.008.009.0010.0011
85、.00(1)该弹簧的劲度系数k=_N/m(2)弹力F与形变量x的表达式_【答案】50F=50x【解析】(1)根据F=kx可知,(2)弹力F与形变量x的表达式F=50x【点睛】对于该实验要注意:每次增减砝码测量有关长度时,均要保证弹簧及砝码应处于静止状态测量有关长度时,要注意区分弹簧的原长l0,实际长度l和伸长量x,并明确三者之间的关系10某同学“探究弹力与弹簧伸长量的关系”步骤如下:(1)弹簧自然悬挂,待弹簧静止时,长度记为L0;弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx;在砝码盘中每次增加10 g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6数据如下表代表符号L0LxL1L2L3L4L5L6数值(cm)25.35
86、27.3529.3531.3033.4035.3537.4039.30由表可知所用刻度尺的最小分度为_。(2)如图所示是该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与_的差值(填“L0”或“Lx”)(3)由图可知弹簧的劲度系数为_N/m(结果保留两位有效数字,重力加速度g取9.8 m/s2)【答案】(1)1 mm(2)Lx(3)4.9【解析】试题分析(1)由表中实验数据可知,弹簧长度的单位是cm,小数点后有两为有效数字,说明刻度尺的最小分度为1mm(2)横轴是弹簧挂砝码后弹簧长度与弹簧挂砝码盘时弹簧长度差,所以横轴是弹簧长度与的差值(3)根据胡克定律公式,由图象可知,弹簧的劲度系
87、数为【点睛】弹簧测力计的原理是在弹簧的弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比对于实验问题,我们要充分利用图象处理实验数据来减少偶然误差11在“研究弹簧的形变与外力的关系”的实验中,将弹簧水平放置,测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F。实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的。用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F-x图线如图所示。(1)弹簧的形变量x与外力F关系式F=_;(力的单位:N,长度单位:m)(2)图线不过原点的原因是:_。【答案】100x-2 (N)弹簧自身的重力【解析】(1)由图可知,该弹簧受力为零时,伸长是2cm,受到拉力为8N时,伸长为10cm,故弹
88、簧的劲度系数为,由图象可设其关系式为:F=100x+b,再从图象任选清晰的点对应的坐标,如(8N,10cm),带入关系式解之:b=-2,所以弹簧的形变量x与外力F关系式F=100x-2 N(2)该图线不过原点的原因是:弹簧自身有重力,弹簧水平放置其自然长度为L,竖直放置时由于自身的重力必然就会有一定的伸长。12如图为“验证力的平行四边形定则”的实验装置图()请将下面实验的主要步骤补充完整将橡皮筋的一端固定在木板上的点另一端拴上两根绳套,每根绳套分别连着一个弹簧测力计:沿着两个方向拉弹簧测力计将橡皮筋的活动端拉到某一位置,将此位置标记为点,并记录两个拉力的大小及方向:再用一个弹簧测力计将橡皮筋的
89、活动端仍拉至点,记录_()用一个弹簧测力计的将橡皮筋的活动端仍拉至点,这样做的目的是_【答案】测力计拉力的大小及方向使这两次弹簧计的拉力作用效果相同【解析】()该实验中需要比较两个弹簧秤拉像皮筋时的合力和一个弹簧秤拉像皮筋时的拉力的大小和方向关系因此在用一个弹簧测力计将像皮筋的活动端仍拉至O点时,需要记录拉力计的大小和方向()该实验采用了“等效替代”法即用两个弹簧秤拉橡皮筋和用一个弹簧秤拉像皮筋的效果相同,即橡皮筋的形变大小和方向相同13某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验:(1)在做“验证力的平行四边形定则”实验时,橡皮筋的一端固定在木板上,用两个弹簧秤把橡皮筋的另一端拉到某一确定的O点
90、,以下操作中正确的是_A同一次实验过程中,O点位置允许变动B实验中,弹簧秤必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤刻度C实验中,先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一弹簧秤拉力D实验中,把橡皮条的另一端拉到O点时,两弹簧秤之间的夹角为90,以便计算出合力的大小(2)如图所示是甲、乙两位同学在“验证力的平行四边形定则”的实验中所得到的实验结果,若用F表示两个分力F1、F2的合力,用F表示F1和F2的等效力,则可以判断_(填“甲”或“乙”)同学的实验结果是符合事实的【答案】B甲【解析】试题分析:正确解答本题需要掌握:理解“等效法”的具体应用;进行该实验的具体操作和注意事项;弹
91、簧的示数以及夹角要大小适中,便于记录和作图即可;根据理论值一定在平行四边形的对角线上分析;为了使两次拉橡皮筋效果相同,要求两次要将O点拉到同一位置,A错误;实验中为了减小误差,弹簧秤必须保持与木板平行,读数时为了减小误差,要求视线要正对弹簧秤刻度,故B正确;实验中,弹簧的读数大小适当,便于做平行四边形即可,并非要求一定达到最大量程,C错误;实验过程中两弹簧的夹角要适当,并非要求达到90,非特殊角度也可,故D错误(2)合成的理论是平行四边形定则,即根据平行四边形做出来的是理论值,故合力的理论值为;合力的实际值应通过实验直接测量,不需要用平行四边形定则理论,故实际值为F;F1和F2的合力理论值一定
92、在平行四边形的对角线上,故甲符合实验事实14在做“探究共点力合成规律”的实验时,可以先将橡皮条的一端固定在木板上,再用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一位置,之后只用一个弹簧测力计拉橡皮条使其伸长,如图所示()关于实验操作,下列说法中正确的是_(选填选项前的字母)A同一次实验中点的位置允许变动B实验中弹簧测力计必须保持与木板平行,读数时要正视弹簧测力计的刻度C实验中需要记录弹簧测力计的示数和弹簧测力计所施加拉力的方向()在误差允许的范围内,此实验的结论是_【答案】BC在误差允许的范围内,此实验的结论是共点力合成应该遵循平行四边形定则【解析】()A要保证两个弹簧称的拉力与一个弹簧称的拉力效果
93、相同,橡皮条要沿相同方向伸长量相同,则点的位置应固定,故A错误;B本实验是在水平面作力的图示,为了减小误差,弹簧测力计必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧,测力计的刻度,故B正确;C因为是矢量,因此在记录时不但要记录大小还要记录其方向,故C正确,故选BC;()在误差允许的范围内,此实验的结论是共点力合成应该遵循平行四边形定则。点睛:本实验的目的是验证力的平行四边形定则,研究合力与分力的关系,而合力与分力是等效的,本实验采用作合力与分力图示的方法来验证,根据实验原理和方法来选择。15物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数实验装置如图1,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装
94、有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点(1)图2给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图2根据图中数据计算的加速度a=_(保留三位有效数字)(2)为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有_A木板的长度l B木板的质量m1C滑块的质量m2 D托盘和砝码的总质量m3 E滑块运动的时间(3)滑块与木板间的动摩擦因数=_(用被测
95、物理量的字母表示,重力加速度为g)与真实值相比,测量的动摩擦因数_(填“偏大”或“偏小”)写出支持你的看法的一个论据:_【答案】0.496m/s2CD偏大没有考虑打点计时器给纸带的阻力、细线和滑轮间、以及空气等阻力【解析】(1)由匀变速运动的推论可知,故加速度,代入数据解得(2)以系统为研究对象,由牛顿第二定律得,滑动摩擦力,解得,要测动摩擦因数,需要测出:滑块的质量m2 与托盘和砝码的总质量m3,故选:CD;(3)由(2)可知,动摩擦因数的表达式为,由牛顿第二定律列方程的过程中,考虑了木块和木板之间的摩擦,但没有考虑打点计时器给纸带的阻力、细线和滑轮间、以及空气等阻力,因此导致摩擦因数的测量
96、值偏大16在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤.(1)为完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如下表:作出F-X图_,根据图线求得该弹簧的劲度系数为k=_N/m. (2)某次实验中,弹簧秤的指针位置如图所示,其读数为_N【答案】552.10【解析】(1)先描点,用光滑的直线连接,(2)根据图线求得该弹簧的劲度系数为(3)弹簧秤的分度值是0.1N,要估读到分度值的下一为,指针位置2.1N,其读数为2.10N;17力传感器挂钩上的作用力可以在计算机屏幕上显示出来。为了探究最大静摩擦力的大小跟哪些因素有关,某同学在老师的指导下做了一
97、系列实验:将滑块平放在水平长木板上,将力传感器的挂钩系在滑块上,沿长木板水平方向拉力传感器,逐渐增大拉力直到将滑块拉动;再在长木板上铺上毛巾,并在滑块上放上砝码,重复前一个过程,得到的图线分别如甲、乙所示。(1)由乙知:在t1t2时间内,滑块的运动状态是_(填“运动”或“静止”),滑块受到的最大静摩擦力为_,在t2t3时间内木板静止,木板受到的_(填“静”或“滑动”)摩擦力为_。(2)利用甲、乙两图线,_(填“能”或“不能”)得出最大静摩擦力与两物体接触面的粗糙程度和接触面的压力均有关的结论。【答案】静止滑动不能【解析】(1)物体静止时受到拉力与静摩擦力作用,由平衡条件可知,静摩擦力等于拉力,
98、随拉力增大,静摩擦力变大;当拉力大于最大静摩擦力时,物体运动,物体受到的摩擦力是滑动摩擦力,滑动摩擦力小于最大静摩擦力,所以在时间内滑块处于静止状态,最大静摩擦力为,时间内,物块处于运动状态,受到的是滑动摩擦力,大小为(2)实验中没有控制接触面粗糙程度相同而物体间压力不同,因此不能得出最大静摩擦力与接触面的压力有关的结论18某同学在学习了摩擦力后,怀疑滑动摩擦力大小可能与接触面积有关。(1)为了实验探究这个问题,需要选择合适的木块,你认为以下木块中能较好地用于本次实验的是_。A.各面粗糙程度相同的正方体木块B.各面粗糙程度不相同的正方体木块C.各面粗糙程度相同、长宽高各不相等的长方体木块D.各
99、面粗糙程度不相同、长度高各不相等的长方体木块(2)该同学正确选择木块后,在测滑动摩擦力时,想到了两种实验方案:方案A:木板水平固定,通过弹簧秤水平拉动木块,如图甲所示:方案B:弹簧秤固定,通过细线水平拉动木板,如图乙所示。上述两种方案中,为了方便读取弹簧秤的示数,你认为更合理的方案是_(填“A”或“B”)。(3)正确选择实验方案后,要多次测量不同情况下的滑动摩擦力进行对比得出实验结果,你认为正确的是_。A测量木块同一个面在不同压力下与木板间的滑动摩擦力B. 测量木块的不同面在相同压力下与木板间的滑动摩擦力【答案】CBB19图甲为某物理兴趣小组做“探究求合力的方法”实验的装置,其中A为固定橡皮筋
100、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力的矢量图(1)实验中,用弹簧测力计测量力的大小时,下列操作正确的是_(填选项前的字母)A拉橡皮筋的拉力大小可以超过弹簧测力计的量程B应尽量避免弹簧、指针、拉杆与刻度板之间的摩擦C测量前,应检查弹簧指针是否指在零刻线,确认指针指在零刻度线后再进行测量(2)在图乙中,方向一定沿AO方向的是力_(填“F”或“F”)【答案】(1)BC(2)F【解析】(1)实验中,拉橡皮筋的拉力大小不可以超过弹簧测力计的量程,选项A错误;应尽量避免弹簧、指针、拉杆与刻度板之间的摩擦,从而减小误差,选项B错误;测量前,应检查弹簧指针是否指
101、在零刻线,确认指针指在零刻度线后再进行测量,选项C正确;故选BC.(2)在图乙中,用一个弹簧秤拉橡皮条时拉力的方向一定沿AO方向,故沿AO方向的力是F.20小江同学在做“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验中,他用的实验装如右图所示,所用钩码每只的质量为50 g,他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端,每次都测出弹簧的总长度,并将数据填在下表中,实验中弹簧始终未超出弹性限度,g取10m/s2。根据实验数据可得:(1)该弹簧的劲度系数为k=_N/m;(2)弹力F与形变量x的表达式_。【答案】50F=50x【解析】根据胡克定律得:,弹力F与形变量x的表达式:F=50x。21一同
102、学为了研究光滑斜面上的物体静止和加速下滑时传感器对斜面支持力的差值与物体质量之间的关系,该同学用上表面光滑的楔形木块A固定在水平放置的压力传感器上,做了如下实验:(1)如图甲,该同学将质量m不同的小钢球从斜面顶端由静止释放(每次只有一个小球),记录小钢球在斜面上运动时压力传感器的示数F,并根据实验数据做出F-m图线重力加速度g取10m/s2,若斜面倾角为,由图象可知,=_(保留2位有效数字),由图象知,木块A的质量M=_kg(保留2位有效数字);(2)该同学先把物体m用绳子系在斜面挡板上(如图乙所示),测得此时传感器示数,再剪断绳子,测得此时传感器示数,从而得到两种情况下传感器对斜面支持力的差
103、值F的函数表达式F=_(用已知字母表示的表达式)更换不同质量的物体m,多做几次实验得到数据,根据数据得到F-m图象,该图象的斜率k=_(保留2位有效数字)【答案】0.33(0.320.35)0.20kg(或)6.7(6.56.8)【解析】试题分析:分别对小球和A受力分析,求出传感器的示数F与m的表达式,再结合图象求解;当m=0时,传感器的示数即为木块A的重力,从而求出A的质量;根据静止和下滑两种情况下对压力传感器的作用力表达式求解的表达式,根据表达式计算图像的斜率(1)对小球受力分析,根据平衡条件可知,A对小球的支持力,根据牛顿第三定律可知,小球对A的压力为,对A受力分析可知,传感器对A的支持
104、力,则传感器的示数为,则F-m图象的斜率,则有,解得;当m=0时,传感器的示数即为木块A的重力,则有,解得(2)当静止时,将斜面和小球看做一个整体,则整体在竖直方向上只受重力和传感器的支持力,故此时传感器的示数为,当加速下滑时传感器的示数为,故,即,图像的斜率22为验证力的平行四边形定则,某同学将环形橡皮筋挂在弹簧秤钩上,用力拉橡皮筋,使弹簧秤上的读数为2.00 N时,将橡皮筋两端的位置画在白纸上,记为O、O,选择合适的标度,作出橡皮筋拉力的大小和方向,记为FOO,如图甲所示接着他在秤钩和两支圆珠笔上涂抹少许润滑油,用两支圆珠笔和秤钩将环形橡皮筋拉成三角形,使秤钩的下端仍到达O点,将两笔尖的位
105、置标记为A、B,橡皮筋OA段的拉力记为FOA,OB段的拉力记为FOB,如图乙所示再将环形橡皮筋剪断,测得所受的拉力F与长度l之间的关系,如图丙所示完成下列问题:(1)测得OA=6.10 cm,OB=8.20 cm,AB=10.70 cm,则FOA的大小为_ N;(2)选择相同的标度,下列按比例作出的FOA和FOB的合力F的图示正确的是_;(3)通过比较F与_的大小和方向,即可得出实验结论【答案】1.5CFOO【解析】试题分析:根据图丙求出橡皮条的原长以及劲度系数,根据乙图求出橡皮条的行变量,根据胡克定律求出力的大小;由于是同一根橡皮条,所以OA与OB的力相等,根据平行四边形定值判断;比较实验值
106、和理论值得出结论(1)根据图丙可知,橡皮条的原长,劲度系数,根据乙图可知,橡皮条现在的长度,则(2)由于是同一根橡皮条,所以OA与OB的力相等,以和的作出的平行四边行的对角线大致与相同,故C正确;(3)通过比较与的大小和方向,即可得出实验结论23甲乙两同学做测定木板与铁块之间的动摩擦因数的实验时,设计了甲乙两种方案:方案甲:木板固定,用弹簧秤拉动铁块,如图甲所示;方案乙:铁块通过弹簧秤与墙连接,用手拉动木板,如图乙所示实验器材有:弹簧秤、木板、质量为400g的铁块、细线、质量为200g的配重若干(g=10m/s2)上述两种方案你认为更合理的方案是_(填“甲”或“乙”)某同学在铁块上加上配重,改
107、变铁块对木板的正压力,记录了实验数据如下表所示:实验次数12345配重(个数)01234弹簧秤读数/N1.001.502.002.203.00请根据上述数据在图丙中画出铁块所受摩擦力Ff和压力FN的关系图象;由图象可求出木板和铁块间动摩擦因数是_【答案】乙图略0.25【解析】(1)甲中物体在弹簧测力计作用下不易控制它一直做匀速直线运动,弹簧秤的示数也不稳定,而乙中拉动的是木板,木板运动的速度不影响摩擦力的大小,稳定时弹簧测力计与木块相对于地静止,此时读数更准确,故更合理的方案是乙。(2)由表中数据可画出摩擦力与正压力间的关系图象如图所示:由f=FN可知,图象的斜率等于木板和铁块间的动摩擦因数为
108、:。24某实验小组利用如图所示的实验装置,探究质弹簧的弹性势能与形变量的关系,光滑水平桌面距地面高为h,一轻质弹簧左端固定,右端与质量为m的小钢球接触,弹簧处于原长时,将小球向左推,压缩弹簧一段距离后由静止释放,在弹簧将的作用下,小球从桌子边缘水平飞出,小球落到位于水平地面的复写纸上,从而在复写纸下方的白纸P点留下痕迹。(已知重力加速度为g)(1)实验测得小球的落点P到O点的距离为l,那么由理论分析得到小球释放前压缩弹簧的弹性势能与h、s、mg之间的关系式为_;(2)改变弹簧压缩量进行多次实验,测量数据如下表所示,请在坐标纸上做出x-l图象。弹簧压形变量x/m0.0200.0400.0600.
109、0800.1000.120小球飞行水平距离l/m0.511.52.42.63.0(3)由图象得出x与s的关系式为;由实验得到弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式为_。【答案】【解析】(1)小球从桌子边缘水平飞出,做平抛运动,有,;压缩弹簧将小球向左推,由能量守恒可得,联立上述式子得;(2根据给出的数据利用描点法可得出对应的图像如图所示(3)由图象得出x与s的关系式为;实验得到弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式为25(6分)(1)小明同学到实验室里去做“验证平行四边形定则”的实验时,看见实验桌上有游标卡尺和螺旋测微器,他立即用它们分别测量了钢笔套的长度和笔帽的直径,测量结果如图所示,则钢笔
110、套的长度为_cm,笔帽的直径_mm。(2)他在实验中,将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套,实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条,如图所示,他的同桌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.为了减小误差,两根细绳的夹角尽可能大其中正确的是_。(填入相应的字母)【答案】12.2358.870C26做“验证力的平行四边形定则”的实验时,某同学的实验结果如图所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳结点的位置。图中_是力F1与F2的合力的理
111、论值;_是力F1与F2的合力的实验值。【答案】F【解析】力与的合力的理论值指的是用平行四边形合成后的合力,而力与的合力的实验值指的是在做实验时,用一根绳拉出来的力,由力的性质可知,当我们用一根绳子来拉橡皮条时,拉力应该和橡皮条在同一条线上,故F是力F1与F2的合力的理论值而是力与的合力的实验值27在做“验证力的平行四边形定则”实验时:除已有的器材(方木板、白纸、弹簧测力计、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔)外,还必须有_和_【答案】(橡皮筋)、(三角板)28在探究弹力和弹簧伸长的关系时,某同学先按图1对弹簧甲进行探究,然后把原长相同的弹簧甲和弹簧乙并联起来按图2进行探究.在弹性限度内,将质量为m=5
112、0g的钩码逐个挂在弹簧下端,分别测得图1、图2中弹簧的长度L1、L2如下表所示.已知重力加速度g=9.8m/s2,要求尽可能多的利用测量数据,计算弹簧甲的劲度系数k1=_N/m(结果保留三位有效数字).由表中数据计算出弹簧乙的劲度系数k2=_N/m(结果保留三位有效数字).【答案】24.5 (24.0-25.0);125(123-129);【解析】由表格中的数据可知,当弹力的变化量F=mg=0.059.8N=0.49N时,弹簧形变量的变化量为:根据胡克定律知甲的劲度系数:把弹簧甲和弹簧乙并联起来时,弹簧形变量的变化量为:并联时总的劲度系数k并,根据k并=k1+k2,则:k2=k并-k1=148
113、-24.6124N/m点睛:解决本题的关键掌握胡克定律,知道F=kx,x表示形变量,以及知道其变形式F=kx,x为形变量的变化量知道两弹簧并联时劲度系数的关系.29以下是小丽同学在“探究共点力作用下物体的平衡条件”实验中的操作步骤。请完成步骤中的填空:A将一方形薄木板平放在桌面上,在板面上用图钉固定好白纸,将三个弹簧测力计的挂钩用细线系在小铁环上,如图甲所示;B先将其中两个测力计固定在图板上,再沿某一水平方向拉着第三个测力计。当铁环平衡时,分别记下三个测力计的示数、和_,并作出各个力的图示;C根据_作出、的合力,如图乙所示。比较和_,由此,找出三个力、的关系。【答案】方向平行四边形法则【解析】
114、B.先将其中两个测力计固定在图板上,再沿某一方向拉着第三个测力计当铁环平衡时,分别记下测力计的示数F1、F2、F3和它们的方向,并作出各个力的图示;C.按平行四边形定则作出F1、F2的合力理论值F12,如图乙所示比较理论值F12和实际值F3,由此,找出三个力F1、F2、F3的关系30有同学利用如下图所示的装置来验证力的平行四边形定则:在竖直木板上铺有白纸,固定两个光滑的滑轮A和B,将绳子打一个结点O,每个钩码的重量相等,当系统达到平衡时,根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和F3,回答下列问题:(1)改变钩码个数,实验能完成的(_)A.钩码的个数N1N22,N34B.钩码的个数N1N33,
115、N24C.钩码的个数N1N2N34D.钩码的个数N13,N24,N35(2)在拆下钩码和绳子前,最重要的一个步骤是(_)A.标记结点O的位置,并记录OA、OB、OC三段绳子的方向B.量出OA、OB、OC三段绳子的长度C.用量角器量出三段绳子之间的夹角D.用天平测出钩码的质量(3)在作图时,你认为下图中_是正确的。(填“甲”或“乙”)【答案】BCD A 甲【解析】(1)对O点受力分析OA OB OC分别表示三个力的大小,因为三共点力处于平衡,所以0C等于OD.因此三个力的大小构成一个三角形.A项、以钩码的个数表示力的大小,则不能构成三角形,故A不正确.B项、以钩码的个数表示力的大小,则三力为边构
116、成等腰三角形,所以B选项是正确的.C项、以钩码的个数表示力的大小,则三力为边构成等边三角形,所以C选项是正确的D项、以钩码的个数表示力的大小,则三力为边构成直角三角形,所以D选项是正确的所以BCD选项是正确的(2)为验证平行四边形定则,必须作受力图,所以先明确受力点,即标记结点O的位置,其次要作出力的方向并读出力的大小,最后作出力的图示,因此要做好记录,是从力的三要素角度出发,要记录砝码的个数和记录OA、OB、OC三段绳子的方向,所以A选项是正确的,BCD错误.所以A选项是正确的.(3)这个力一定沿绳子方向,但、合成的力方向不一定在竖直方向,故甲图对综上所述本题答案是:(1). BCD (2)
117、. A (3). 甲31“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的示意图。(1)图乙中的F与F两力中,方向一定沿AO方向的是_。(2)本实验采用的科学方法是_(填正确答案标号)。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(3)某同学在坐标纸上画出了如图所示的两个已知力F1和F2,图中小正方形的边长表示2N,两力的合力用F表示,F1、F2与F的夹角分别为1和2,关于F1、F2与F、1和2关系正确的有_(填正确答案标号)。AF14 N BF12 N C145 D1m时,有T
118、mg故C符合要求故选:C(4)由图线可知,F不等于零时,a仍然为零,可知图线不过原点的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。力传感器可以直接得出绳子拉力的大小,用钩码的重力表示绳子的拉力,必须满足钩码的质量远小于小车的质量,否则绳子的拉力实际上小于钩码的重力。所以对于图线上相同的力,用传感器测得的加速度偏大,原因是钩码的质量未远小于小车的质量。点睛:小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力,要使拉力等于合力,则应平衡摩擦力;根据匀变速直线运动的推论公式x=aT2可以求出加速度的大小;当沙和沙桶总质量远远小于小车和砝码的总质量,即mM时才可以认为绳对小车的拉力大小等于沙和沙桶的重力;根据F不
119、等于零,加速度仍然为零,分析图象不过原点的原因18某同学用图(a)所示的试验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图(b)所示,图中标出了五个连续点之间的距离。(1)物块下滑时的加速度a=_m/s2,打C点时物块的速度v=_m/s;(2)已知重力的速度带下为g,为求出动摩擦因数,还必须测量的物理量是_(填正确答案标号)。A物块的质量 B斜面的倾角 C斜面的高度 【答案】(1)3.251.79(2)B【解析】(1)根据x=aT2,有:xEC-xCA=a(2T)2解得:打C点时物块的速度为:(2)对滑块,根据牛顿第二定律,有
120、:mgsin-mgcos=ma解得:故还需要测量斜面的倾角,故选B;19某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度。该螺旋测微器校零时的示数如图甲所示,测量金属板厚度时的示数如图乙所示。图甲所示读数为_ mm,图乙所示读数为_ mm,所测金属板的厚度为_ mm,用游标卡尺测金属板的直径如图丙所示,则金属板直径为_ cm。【答案】0.0106.8706.8601.240【解析】图甲所示读数为图乙所示读数为所测金属板的厚度为图丙所示读数为20某同学利用图甲所示装置测量木块与水平木板间的动摩擦因数。 (1)图乙为某次实验打出的一条纸带的一部分,用刻度尺量出A、C两点间的距离为x1 ,B、D 两点间的距离
121、为x2已知电火花计时器的打点周期为T,则木块运动的加速度大小为_(2)已测得木块的加速度大小为a, 砝码和砝码盘的总质量为m1、木块的质量为m2,则木块与木板间动摩擦因数的表达式为=_。(重力加速度大小为g)【答案】【解析】试题分析:根据逐差法求解加速度;根据牛顿第二定律列式计算动摩擦因数的表达式(1)根据逐差法可得,两式相加可得,即,解得(2)根据牛顿第二定律可得,故解得21如图甲所示为阿特武德机的示意图,它是早期测量重力加速度的器械,由英国数学家和物理学家阿特武德于1784年制成他将质量均为M的两个重物用不可伸长的轻绳连接后,放在光滑的轻质滑轮上,处于静止状态。再在一个重物上附加一质量为m
122、的小物块,这时,由于小物块的重力而使系统做初速度为零的缓慢加速运动并测出加速度,完成一次实验后,换用不同质量的小物块,重复实验,测出不同m时系统的加速度。所产生的微小加速度可表示为a=_(用M、m、重力加速度g表示);若选定如图甲所示左侧重物从静止开始下落的过程进行测量,想要求出重物的质量M,则需要测量的物理量有:_A小物块的质量mB重物下落的距离及下落这段距离所用的时间C绳子的长度D滑轮半径经过多次重复实验,得到多组a、m数据,作出图像,如图乙所示,已知该图像斜率为k,纵轴截距为b,则可求出当地的重力加速度g=_,并可求出每个重物质量M=_。【答案】AB【解析】(1)对整体分析,根据牛顿第二
123、定律得,mg=(2M+m)a,解得:.(2)根据,解得:.因为,想要求出重物的质量M,需要测量的物理量有:小重物的质量m,重物下落的距离及下落这段距离所用的时间。故A、B正确。(3)因为,则 ,知图线斜率k=2M/g,b=1/g解得:g=1/b,.22用如图所示的实验装置可以测量物块与水平桌面之间动摩擦因数,已知钩码质量为m,滑块质量是钩码质量的n倍,重力加速度为g用游标卡尺测量遮光片的宽度d.用米尺测量出滑块起始位置到光电门之间的距离s.(钩码不会触击到地面)调整轻滑轮,使细线水平释放物块,记录数字毫秒计测出的遮光片经过光电门时间t.改变物块与光电门之间的距离s,重复多次,得到多组数据.根据
124、上述实验数据求出动摩擦因数.回答下面的问题:物块经过光电门时的速度v_.物块的加速度a_.如果采用图像法处理数据,以起始位置到光电门之间的距离s为横坐标,选用_为纵坐标,才能得到一条直线如果这条直线的斜率斜率为k,由图像可知,物体与水平桌面间的动摩擦因数为_【答案】【解析】(1)经过光电门时的瞬时速度大小为v,由v22as解得.(2)(3)对物块由牛顿第二定律可得mgMgMa,由运动学规律可得2as,由以上两式可得,则以起始位置到光电门之间的距离s为横坐标,选用为纵坐标,才能得到一条直线图象的斜率为,由此可得23在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,某同学使用了如图1所示的实验装置,已知打点
125、计时器的打点频率为50Hz(1)下列说法正确的是_ A先释放小车,再接通电源B打点计时器接直流电源输出端C牵引小车的细绳与长木板保持平行D在增加小车质量的同时,增大木板的倾角(2)该同学得到一条纸带,在纸带上取O、A、B、C、D、E六个点,每两点间还有4个点未画出如图2所示,各点到O点的距离分别为OA=1.31cm、OB=4.24cm、OC=8.79cm、OD=14.86cm、OE=22.75cm,则打D点时小车的速度为_m/s;小车的加速度为_m/s2(保留三位有效数字)【答案】(1)C(2)0.6981.62点睛:解决本题的关键知道实验的原理以及操作中的注意事项,掌握纸带的处理方法,会通过
126、纸带求解瞬时速度和加速度,关键是匀变速直线运动推论的运用24某班同学探究加速度与力和质量的关系。(1)甲学生将实验装置按如图所示安装好,准备接通电源后开始做实验。他的装置图中,明显的错误是_ (至少写出两条)。(2)乙同学关于实验操作及数据处理提出以下说法,其中不正确的是哪个?_A应使砂和小桶的总质量远小于小车和砝码的总质量,以减小实验误差B可以用天平测出小桶和砂的总质量m1及小车和砝码的总质量m2;根据公式,求出小车的加速度C处理实验数据时采用描点法画图象,是为了减小误差D处理实验数据时采用a图象,是为了便于根据图线直观地作出判断 (3)丙学生在平衡摩擦力时,把长木板的一端垫得过高,使得倾角
127、偏大。他所得到的aF关系可用图中的哪个表示?_(图中a是小车的加速度,F是细线作用于小车的拉力)。(4)丁同学使用的打点计时器所用电源的频率为50 Hz,他所得到的某一条纸带的一部分如图所示,图中标出了五个连续点之间的距离。(结果保留三位有效数字)打下这条纸带时小车的加速度a_m/s2,打C点时小车的速度v_ m/s;【答案】打点计时器使用直流电源;小车与打点计时器间的距离太长;木板水平,没有平衡摩擦力BC3.251.79【解析】(1)他的装置图中,明显的错误是:打点计时器使用直流电源;小车与打点计时器间的距离太长;木板水平,没有平衡摩擦力(2)A、本实验中采用砂桶带动小车的运动,在数据的处理
128、中,利用砂桶的重力提供小车的拉力;因桶本身有加速度,故应减小桶的本身合力,故应使桶的质量远小于车的质量,故A正确;B、因桶的重力并不等于小车受到的合力,故不能采用这种方法,故B错误;C、在实验中利用描点法测出a与F的关系,可以减小误差,故C正确;D、为了将图象画成我们熟悉的直线,a与M成反比,故可以画出a-1/M图象,故D正确;故不正确的选B。(3)把长木板的一端垫得过高,使得倾角偏大,那么小车的重力沿斜面分力就会大于摩擦力,在没有绳子拉力时,小车已有了加速度,故选C;(4)小车的加速度打C点时小车的速度25如图所示,某同学设计了一个测量滑块与木板间的动摩擦因数的实验装置,装有定滑轮的长木板固
129、定在水平实验台上,木板上有一滑块,滑块右端固定一个动滑轮,钩码和弹簧测力计通过绕在滑轮上的轻绳相连,放开钩码,滑块在长木板上做匀速直线对动。(1)实验得到一条如图所示的纸带,相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s,由图中的数据可知,打点计时器打B点时滑块运动的速度vB=_m/s,滑块运动的加速度大小是_m/s(计算结果保留两位有效数字)(2)读出弹簧测力计的示数F,处理纸带,得到滑块运动的加速度a;改变钩码个数,重复实验以弹簧测力计的示数F为纵坐标,以加速度a为横坐标,得到的图象是纵轴截距为b的一条倾斜直线,如图所示已知滑块和动滑轮的总质量为m,重力加速度为g,忽略滑轮与绳之间的摩擦则滑块和木板
130、之间的动摩擦因数=_【答案】0.722.4【解析】(1)B点的瞬时速度为,加速度为.(2)滑块受到的拉力T为弹簧秤示数的两倍,即:T=2F,滑块受到的摩擦力为:f=mg,由牛顿第二定律可得:T-f=ma,解得力F与加速度a的函数关系式为:,由图象所给信息可得图象截距为:,解得.【点睛】本题重点是考察学生实验创新能力及运用图象处理实验数据的能力,对这种创新类型的题目,应仔细分析给定的方案和数据,建立物理模型26如图甲是某同学测量重力加速度的装置,他将质量均为M的两个重物用轻绳连接,放在光滑的轻质滑轮上,这时系统处于静止状态。该同学在左侧重物上附加一质量为m的小重物,这时,由于小重物m的重力作用而
131、使系统做初速度为零的缓慢加速运动,该同学用某种办法测出系统运动的加速度并记录下来。完成一次实验后,换用不同质量的小重物,并多次重复实验,测出不同m时系统的加速度a并作好记录。(1)若选定物块从静止开始下落的过程进行测量,则需要测量的物理量有(_)A小重物的质量m B大重物的质量MC绳子的长度 D重物下落的距离及下落这段距离所用的时间(2)经过多次重复实验,得到多组a、m数据,做出图像,如图乙所示,已知该图象斜率为k,纵轴截距为b,则可求出当地的重力加速度g_,并可求出重物质量M_。(用k和b表示)【答案】AD1/bk/2b【解析】(1)对整体分析,根据牛顿第二定律得: ,计算得出 ,根据得:
132、.所以需要测量的物理量有:小重物的质量m,重物下落的距离及下落这段距离所用的时间.故AD正确.(2)因为,则 ,知图线的斜率, ,计算得出 , .综上所述本题正确答案是:(1)AD,(2) ,.27物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数.实验装置如图甲,一表面粗糙的木板固定在水平面桌上,一端装有定滑轮,木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接.打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz。开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做加匀加速运动,在纸带上打出一系列小点。(1)图乙给出的是实验中获取的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4
133、、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图乙所示。根据图中数据计算滑块的加速度a_m/s2,打第4个计数点时滑块的速度v4_m/s。(保留三位有效数字)。(2)为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有_。(填入所选物理量前的字母)A木板的长度LB木板的质量m1C滑块的质量m2D托盘和砝码的总质量m3E滑块运动的时间t(3)滑块与木板间的动摩擦因数_(用被测物理量的字母表示,重力加速度为g)。(4)与真实值相比,测量的动摩擦因数_(填“偏大”或“偏小” )。【答案】04950497m/s20.314m/s;CD偏大。(2)(3)以整体为研究对象,由牛顿
134、第二定律得:,滑动摩擦力:,联立解得:要测动摩擦因数,需要测出:滑块的质量m2与托盘和砝码的总质量m3,故选CD。(4)在列牛顿第二定律列方程的过程中,只考虑了木块和木板之间的摩擦,但没有考虑打点计时器给纸带的阻力、细线和滑轮间、以及空气等阻力,因此导致摩擦因数的测量值偏大。28现要验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律给定的器材如下:一倾角可以调节的不考虑摩擦力的长斜面(如图)、小车、计时器一个、米尺填入适当的公式或文字,完善以下实验步骤:(1)让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑至斜面底端A2,记下所用的时间t(2)用米尺测量A1与A2之间的距离S,
135、则小车的加速度a=_.(3)用米尺测量A1相对于A2的高度h设小车所受重力为mg,则小车所受的合外力F=_;(4)改变h,重复上述测量(5)以h为横坐标,以_(填“t”、“1/t”或“1/t2”)为纵坐标,根据实验数据作图,如能得到一条过原点的直线,则可以验证“当质量一定对,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律【答案】【解析】(2)小车做的是初速度为零的匀加速直线运动,根据运动规律:s=at2,解得:(2)小车所受的合外力是重力沿斜面的分力,大小为:mgsin,为斜面的夹角,sin=,所以合力为:F=mgsin=(5)用动能定理得:mghmv2m(at)2可解得:h=,所以h与成正
136、比,所以要建立图像.29利用如图所示的装置做“验证牛顿第二定律”的实验除了图中所给的器材以及交流电源和导线外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是_A秒表 B天平(含砝码) C弹簧测力计 D刻度尺甲同学实验时这样平衡摩擦力按图装置把实验器材安装好,先不挂重物,将小车放在木板上,后面固定一条纸带,纸带穿过打点计时器用垫块把木板一端垫高,接通打点计时器,让小车以一定初速度沿木板向下运动,并不断调节木板的倾斜度,直到小车拖动纸带沿木板做_运动甲同学利用图像求出每条纸带对应的加速度他处理其中一条纸带时,求出每个计数点对应的速度,并将各点的速度都标注了如图所示的坐标系中请在坐标系中作出小车运动的图像_,
137、并利用图像求出小车此次运动的加速度_乙同学在验证小车加速度与所受拉力的关系时,根据实验数据作出的图像如图所示发现图线不过原点,原因可能是_A木板一端垫得过高 B木板端垫得过低C盘和砝码的总质量太大了 D盘和砝码的总质量太小了【答案】BD匀速运动图像如图a=0.95-1.05m/s20.56m/s2A【解析】依据实验特点,此实验中不需要秒表和弹簧测力计;但是要用天平测量小车及托盘的质量,用刻度尺测量纸带故AC错误,BD正确依据实验平衡摩擦力后,小车将做匀速运动图像如图;由图可知,依据公式得从上图中发现直线没过原点,当F=0时,a0也就是说当绳子上没有拉力时小车还有加速度,说明小车的摩擦力小于重力
138、沿斜面向下的分力该组同学实验操作中平衡摩擦力过大,所垫木板太高,故A正确,BCD错误;故选A点睛:本题考查了实验器材、实验注意事项、实验数据处理、实验误差分析等问题;要掌握实验原理、实验器材与实验注意事项、实验数据的处理方法;常常应用图象法处理实验数据,应用图象法处理实验数据时为方便实验数据处理,要选择合适的物理量使作出的图象为直线30在“探究加速度与力、质量的关系”的实验步骤中,下列做法中正确的是:A同时改变拉力F和小车质量m的大小B先保持小车质量m不变,研究加速度a与拉力F的关系,再保持F不变,研究a与m的关系,最后导出a与F及m的关系C只改变拉力F的大小,小车质量m始终保持不变D只改变小
139、车质量m,拉力F的大小始终保持不变上述步骤体现的物理学实验研究方法是_【答案】控制变量法【解析】在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,由于涉及物理量比较多,因此该实验采用的控制变量法。31如图所示,为某同学安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置,在小车的前端固定一个传感器,和砂桶连接的细线接在传感器上,通过传感器可显示出细线的拉力。在图示状态下开始做实验。(1)从图上可以看出,该同学在装置和操作中的主要错误是_。(2)若砂和砂桶的质量为m,小车和传感器的总重量为M,做好此实验_(填“需要”或“不需要”)Mm的条件。【答案】未平衡摩擦力;细线与木板不平行;开始实验时,小车离打点计时器太远不需要
140、点晴:本题考查了实验装置分析,知道实验原理与实验注意事项、分析清楚图示实验情景即可正确解题要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。32如图甲所示,在水平放置的气垫导轨上有一带有方盒的滑块,质量为M,气垫导轨右端固定一定滑轮,细线绕过滑轮,一端与滑块相连,另一端挂有6个钩码,设每个钩码的质量为m,且M=4m(1)用游标卡尺测出滑块上的挡光片的宽度,读数如图乙所示,则宽度d=_cm;(2)某同学打开气源,将滑块由静止释放,滑块上的挡光片通过光电门的时间为t,则滑块通过光电门的速度为_(用题中所给字母表示);(3)开始实验时,细线另一端挂有6个钩
141、码,由静止释放后细线上的拉力为F1,接着每次实验时将1个钩码移放到滑块上的方盒中,当只剩3个钩码时细线上的拉力为F2,则F1_2F2(填“大于”、“等于”或“小于”);(4)若每次移动钩码后都从同一位置释放滑块,设挡光片距光电门的距离为L,钩码的个数为n,测出每次挡光片通过光电门的时间为t,测出多组数据,并绘出n-1/t2图象,已知图线斜率为k,则当地重力加速度为_(用题中字母表示)【答案】0.520cm小于【解析】(1)游标卡尺的主尺读数为5mm,游标读数为0.054mm=0.20mm,则最终读数为5.20mm=0.520cm.(2)极短时间内的平均速度等于瞬时速度的大小,则滑块通过光电门的
142、速度(3)对整体分析,隔离对滑块分析,根据牛顿第二定律得,F1=Ma1=4m0.6g=2.4mg,隔离对滑块分析,根据牛顿第二定律得,F2=7ma2=2.1mg,知F1”“”或“”)Ek,造成这种结果的主要原因是_。【答案】(1)3.48(2) 0.906(3)”、“”或“【解析】(1)A、因为我们是比较、的大小关系,故m可约去比较,不需要测出重物的质量,故A错误;B、我们可以通过打点计时器计算时间,不需要秒表,故B错误;C、用打点计时器可以记录重物下落的时间和高度,故CD正确;(2)每两个计数点之间还有4个点未画出,则每两个计数点之间的时间间隔;根据匀变速直线运动的规律中间时刻速度等于一段过
143、程中的平均速度得。(3)由于纸带通过时受到较大的阻力和重锤受到的空气阻力,重力势能有相当一部分转化给摩擦产生的内能,所以重力势能的减小量明显大于动能的增加量。点睛:纸带问题的处理时力学实验中常见的问题,计算过程中要注意单位的换算和有效数字的保留;要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒。44利用如图所示图装置做“验证机械能守恒定律”实验。(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是_A交流电源 B刻度尺 C天平(含砝码)(2)实验中,先接通电源,再释放重物,得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B
144、、C,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打点到打点的过程中,重物的重力势能变化量_,动能变化量_。(3)大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是_A利用公式计算重物速度B利用公式计算重物速度C存在空气阻力和摩擦阻力的影响D没有采用多次实验取平均值的方法(4)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒,在纸带上选取多个计数点,测量它们到起始点O的距离h,计算对应计数点的重物速度v,描绘v2-h图像,并做如下判断:若图像是一条过原点的直线,则重物下落过程中机械能守恒。请你分析论证该同学的判断依据
145、是否正确_【答案】(1)AB(2)(3)C(4)不正确,还需要近一步判断图像的斜率是否接近2g【解析】(1)电磁打点计时器使用低压交流电源;需选用刻度尺测出纸带上任意两点间的距离,表示重锤下落的高度;等式两边都含有相同的质量,所以不需要天平秤质量;故选AB.(2)根据功能关系,重物的重力势能变化量的大小等于重力做的功的多少,打B点时的重力势能变化量为:Ep=mghB;B点的速度为:,所以动能变化量为:;(3)由于纸带在下落过程中,重锤和空气之间存在阻力,纸带和打点计时器之间存在摩擦力,所以减小的重力势能一部分转化为动能,还有一部分要克服空气阻力和摩擦力阻力做功,故重力势能的减少量大于动能的增加
146、量,故C选项正确;(4)该同学的判断依据不正确在重物下落h的过程中,若阻力f恒定,根据mgh-fh= mv2-0可得:v2=2(g-)h,则此时v2-h图象就是过原点的一条直线所以要想通过v2-h图象的方法验证机械能是否守恒,还必须看图象的斜率是否接近2g点睛:解决本题的关键掌握实验的原理,会通过原理确定器材,以及掌握纸带的处理方法,会通过纸带求解瞬时速度的大小,关键是匀变速直线运动推论的运用45如图甲所示的装置叫做阿特伍德机,是英国数学家和物理学家阿特伍德(GAtwood1746-1807)创制的一种著名力学实验装置,用来研究匀变速直线运动的规律某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律
147、,如图乙所示(1)实验时,该同学进行了如下步骤:将质量均为M(A的含挡光片、B的含挂钩)的重物用绳连接后,跨放在定滑轮上,处于静止状态测量出_(填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”)到光电门中心的竖直距离h在B的下端挂上质量为m的物块C,让系统中的物体由静止开始运动,光电门记录挡光片挡光的时间为t测出挡光片的宽度d,计算有关物理量,验证机械能守恒定律(2)如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒,应满足的关系式为_(已知重力加速度为g)(3)引起该实验系统误差的原因有_(写一条即可)【答案】挡光片中心绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等【解析】(1、2
148、)需要测量系统重力势能的变化量,则应该测量出挡光片中心到光电门中心的距离,系统的末速度为:,则系统重力势能的减小量Ep=mgh,系统动能的增加量为:Ek (2M+m)v2 (2M+m)( )2,若系统机械能守恒,则有:mgh= (2M+m)( )2(3)系统机械能守恒的条件是只有重力做功,引起实验误差的原因可能有:绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等46如图所示为利用气垫导轨(滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略)验证机械能守恒定律的实验装置,完成以下填空。实验步骤如下:将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于1m,将导轨调至水平;测出挡光条的宽度l和两光电门中心之间的
149、距离s;将滑块移至光电门1左侧某处,待托盘和砝码静止不动时,释放滑块,要求托盘和砝码落地前挡光条已通过光电门2;测出滑块分别通过光电门1和光电门2的挡光时间;用天平秤出滑块和挡光条的总质量M,再秤出托盘和砝码的总质量m回到下列问题:(1)用最小分度为1mm的刻度尺测量出光电门1和2之间的距离s,以下数据合理的是_。A50cm B50.00cm C50.0cm D50.000cm(2)滑块通过光电门1和光电门2的速度分别为v1和v2,则v1=_。(3)若系统机械能守恒,则M、m、g、s、v1、v2的关系是_。【答案】B【解析】(1)最小分度为1mm的刻度尺,在读数的时候要估读一位,所以应该保留到
150、mm后一位,故B正确。(2)利用光电门测速度的原理:由于挡光条比较窄,所以在处理数据得时候把平均速度当瞬时速度用了即所以(3)若系统机械能守恒,则系统内重力势能的减少量应该等于系统动能的增加量,即应该满足:综上所述本题答案是:(1). B (2). (3). 47为验证“拉力做功与物体动能变化的关系”,某同学到实验室找到下列器材:长木板(一端带定滑轮)、电磁打点计时器、质量为200g的小车、质量分别为10g、30g和50g的钩码、细线、学生电源(有“直流”和“交流”挡)该同学进行下列操作:A组装实验装置,如图(a)所示B将质量为200g的小车拉到打点计时器附近,并按住小车C选用50g的钩码挂在
151、拉线的挂钩P上D接通打点计时器的电源,释放小车,打出一条纸带E在多次重复实验得到的纸带中选出一条点迹清晰的纸带,如图(b)所示F进行数据采集与处理请你完成下列问题:(1)该同学将纸带上打出的第一个点标为“0”,且认为打“0”时小车的速度为零,其后依次标出计数点1、2、3、4、5、6(相邻两个计数点间还有四个点未画),各计数点间的时间间隔为0.1s,如图(b)所示,该同学测量出计数点0到计数点3、4、5的距离,并标在图(b)上,如果将钩码的重力在数值上当作小车所受的拉力,则在打计数点0到4的过程中,拉力对小车做的功为_J,小车的动能增量为_J(取重力加速度g=9.8 m/s2,结果均保留两位有效
152、数字)(2)由(1)中数据发现,该同学并没有能够得到“拉力对物体做的功等于物体动能增量”的结论,且对其他的点(如2、3、5点)进行计算的结果与“4”计数点相似,你认为产生这种实验结果的主要原因有_(填写正确的选项)A小车质量不满足远大于钩码质量B没有平衡摩擦力C没考虑钩码动能的增加【答案】0.59J0.034JABC【解析】试题分析:将砝码重力当作小车所受合外力,根据功的定义可以正确解答,根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度可以求出第4个点的速度大小,进一步求出其动能大小;实验误差主要来自两个方面一是由实验原理不完善,没有平衡摩擦力导致的系统误差,一是由数据测量如测量距
153、离等导致的偶然误差,可以从这两个方面进行分析(1)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,相邻的两个计数点间的时间间隔为T=0.1s,得,小车的动能增量为,(2)该实验产生误差的主要原因一是钩码重力大小并不等于绳子拉力的大小,设绳子上拉力为F,对小车根据牛顿第二定律有:,对砂桶和砂有:,由此可知当Mm时,砂和砂桶的重力等于绳子的拉力,显然该实验中没有满足这个条件;另外该实验要进行平衡摩擦力操作,否则也会造成较大误差;还有可能没有考虑钩码的动能的增加,故ABC正确48某同学利用如图的装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究将轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,左端固定,右端与一小球A接触而不
154、固连,弹簧的原长小于桌面的长度向左推小球,使弹簧压缩后由静止释放小球离开桌面会落到水平地面已知桌面的高度为h,小球质量为m,重力加速度的大小为g,当弹簧的压缩量为时,小球抛出点到落地点的水平距离为s,则:(1)小球离开桌面时的速率v=_(用g、h、s表示);(2)弹簧被压缩时的弹性势能E=_(用g、h、s表示);(3)将弹簧的形变量增大为,测得小球抛出点到落地点的水平距离为2s,则弹簧的弹性势能与弹簧形变量的关系是_(文字叙述)。【答案】弹性势能与形变量的平方成正比弹簧的弹性势能与弹簧形变量的关系是:弹性势能与形变量的平方成正比。49某同学用如图所示装置测量小木块与接触面间的动摩擦因数,木块放
155、在粗糙的水平桌面上,右侧拴有一细线,跨过固定在桌面边缘的滑轮与重物连接;实验时,木块在重物牵引下向右运动,重物落地后,木块继续向右滑,在运动过程中木块始终碰不到滑轮,已知木块的质量为M,重物的质量为m,回答下列问题:(1)本实验还需直接测量的物理量有_。A重物距地面的高度hB木块在桌面上滑行的总距离sC重物下落的时间t(2)利用上述测量的物理量写出测量的动摩擦因数=_。(3)木块运动过程中,由于滑轮与轴间摩擦及绳子和滑轮的质量的影响,将导致测量的动摩擦因数与实际动摩擦因数相比,其值将_(填“偏大”、“相等”或“偏小”)。【答案】AB偏大【解析】(1)设重物距地面的高度h,木块在桌面上滑行的总距
156、离s,且已知木块的质量为M,重物的质量为m,从开始释放让它们运动,到重物着地过程中,根据系统动能定理得,从重物着地到木块停在桌面上这个过程,根据动能定理得,联立两式,解得,从该式子可知本实验还需直接测量的物理量有重物距地面的高度h,木块在桌面上滑行的总距离s,故选AB;(2)利用上述测量的物理量,写出测量的动摩探因数为(3)在计算过程中,认为滑轮与绳子间没有摩擦力,重物重力势能的减少量全部转化为重物落地的动能和木块克服摩擦力做功,而实际滑轮与轴间存在摩擦,计算过程中没有减去克服滑轮与轴间摩擦力做功这部分,因此导致测量的动摩擦因数比实际的动摩擦因数大。50某同学利用右图所示的实验装置验证机械能守
157、恒定律。(1)请指出该同学在实验操作中存在的两处错误:_、_。(2)若所用交流电的频率为f,该同学经正确操作得到如下图所示的纸带,把第一个点记做O,另选连续的3个点A、B、C作为测量的点,A、B、C各点到O点的距离分别为s1、s2、s3,重物质量为m,重力加速度为g。根据以上数据知,从O点到B点,重物的重力势能的减少量等于_,动能的增加量等于_。(用所给的符号表示)【答案】打点计时器应该接交流电源开始时重物应该靠近打点计时器【解析】(1)本实验使用的是打点计时器,根据打点计时器的工作原理,必须使用交流电源,而该同学采用的是直流电源;纸带总长约1米左右,且尽可能在纸带上多打一些点,所以应让重物紧
158、靠打点计时器,而该同学将重物放的位置离打点计时器太远,故该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方是:打点计时器接了直流电,打点计时器应该接交流电源;重物离打点计时器太远,开始时重物应该靠近打点计时器;(2)从O点到B点,重物的重力势能的减少量等于;动能的增加量等于五、动量1某物理实验小组的同学安装“验证动量守恒定律”的实验装置如图所示让质量为m1的小球从斜面上某处自由滚下与静止在支柱上质量为m2的小球发生对心碰撞,则:(1)下列关于实验的说法正确的是_A轨道末端的切线必须是水平的B斜槽轨道必须光滑C入射球m1每次必须从同一高度滚下D应满足入射球m1质量小于被碰小球m2(2)在实验中,根
159、据小球的落点情况,该同学测量出OP、OM、ON、OP、OM、ON的长度,用以上数据合理地写出验证动量守恒的关系式为_(3)在实验中,用20分度的游标卡尺测得两球的直径相等,读数部分如图所示,则小球的直径为_mm【答案】(1)AC(2) m1OPm1OM +m2ON(3)11.55mm得动量守恒的表达式: ,(3)游标卡尺是20分度的卡尺,其精确度为0.05mm,每格的长度为0.95mm,则图示读数为:综上所述本题答案是:(1). AC (2). m1OPm1OM +m2ON (3). 11.55mm2某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验,气垫导轨装置如下图甲所示,所用的气垫导
160、轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,向导轨空腔内不断通入压缩空气,空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上,这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差下面是实验的主要步骤:安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;向气垫导轨通入压缩空气;把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧,将纸带穿过打点计时器和弹射架并固定在滑块1的左端,调节打点计时器的高度,直至滑块拖着纸带移动时,纸带始终在水平方向;使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;把滑块2放在气垫导轨的中间;已知碰后两滑块一起运动;先接通电源,后放开滑块1.让滑块带动纸带
161、一起运动;取下纸带,重复步骤,选出较理想的纸带如图乙所示;测得滑块1(包括撞针)的质量为310 g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g.(1)已知打点计时器每隔0.02 s打一个点,计算可知两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为_kgm/s;两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为_kgm/s.(保留3位有效数字)(2)试说明(1)问中两结果不完全相等的主要原因是_【答案】0.6200.618纸带与打点计时器的限位孔有摩擦【解析】(1)放开滑块1后,滑块1做匀速运动,跟滑块2发生碰撞后跟2一起做匀速运动,根据纸带的数据得:碰撞前滑块1的动量为:P1=m1v1=0.310=0.620kgm/
162、s,滑块2的动量为零,所以碰撞前的总动量为0.620kgm/s;碰撞后滑块1、2速度相等,所以碰撞后总动量为:P2=(m1+m2)v2=(0.310+0.205)=0.618kgm/s。(3)因为纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用,并时还有空气阻力等因素存在;从而使两结果并不完全相同,但在误差允许的范围内,可以认为动量守恒。3某同学设计了如图1所示的装置来探究碰撞过程中动置的变化规律,在小车A后连着纸带,电磁打点计时器电源頻率为50Hz,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力;在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速直线运动,然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速直线运动(
163、1)若己得到打点纸带如图2所示,并测得各计数点间距离标在图上,A为运动起始的第一点则应选_段来计算小车A的碰前速度,应选_段来计算小车A和小车B碰后的共同速度(选填“AB”、“BC”、“CD或“DE”)(2)己测得小车A的质量mA=0.40kg,小车B的质量mB=0.20kg,由以上的测量结果可得:碰前两小车的总动量为_kg m/s碰后两小车的总动量为_kgm/s (结果均保留3位有效数字)【答案】(1)BCDE(2)0.4220.420【解析】解:(1)推动小车由静止开始运动,故小车有个加速过程,在碰撞前做匀速直线运动,即在相同的时间内通过的位移相同,故BC段为匀速运动的阶段,故选BC计算碰
164、前的速度;碰撞过程是一个变速运动的过程,而A和B碰后的共同运动时做匀速直线运动,故在相同的时间内通过相同的位移,故应选DE段来计算碰后共同的速度(2)碰前系统的动量即A的动量,则P1=mAv0=mA=0.40=0.422kgm/s,碰后的总动量P2=mAvA+mBvB=(mA+mB)v2=(mA+mB)=0.60 =0.420kgm/s;4某同学用图所示装置来验证动量守恒定律,实验时先让a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下痕迹,重复10次;然后再把b球放在斜槽轨道末端的最右端附近静止,让a球仍从原固定点由静止开始滚下,和b球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处
165、,重复10次.回答下列问题:(1)在安装实验器材时斜槽的末端应_。(2)小球a、b质量、的大小关系应满足_,两球的半径应满足_ (选填“”、“”或“=”).(3)本实验中小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示,这时小球a、b两球碰后的平均落地点依次是图中水平面上的_点和_点。(4)在本实验中结合图,验证动量守恒的验证式是下列选项中的_ 。AB.C.【答案】(1)保持水平(2)=(3)A C(4)B【解析】(1)小球离开轨道后做平抛运动,在安装实验器材时斜槽的末端应保持水平,才能使小球做平抛运动。(2)为防止碰撞过程入射球反弹,入射球的质量应大于被碰球的质量ma大于mb,即mamb,为保证两个
166、小球的碰撞是对心碰撞,两个小球的半径要相等,故填、=。(3)由图1可知,小球a和小球b相撞后,被碰小球b的速度增大,小球a的速度减小,b球在前,a球在后,两球都做平抛运动,由图示可知,未放被碰小球时小球a的落地点为B点,碰撞后a、b的落点点分别为A、C点。(4)小球在空中的运动时间t相等,如果碰撞过程动量守恒,则有:,两边同时乘以时间t得:,可得:,故B正确,AC错误。5某同学用图所示装置来验证动量守恒定律,实验时先让a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下痕迹,重复10次;然后再把b球放在斜槽轨道末端的最右端附近静止,让a球仍从原固定点由静止开始滚下,和b球相碰后
167、,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次.回答下列问题:(1)在安装实验器材时斜槽的末端应_(2)小球a、b质量ma、mb的大小关系应满足ma_mb,两球的半径应满足ra_rb (选填“”、“”或“=”).(3)本实验中小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示,这时小球a、b两球碰后的平均落地点依次是图中水平面上的_点和_点。(4)在本实验中结合图,验证动量守恒的验证式是下列选项中的_。A.maOC=maOA+mbOB B. maOB=maOA+mbOC C. maOA=maOB+mbOC【答案】(1)保持水平;(2)=(3)AC(4)B得:maOB=maOA+mbOC,故选B点睛:本题考
168、查了实验需要测量的量、实验注意事项、实验原理、刻度尺读数、动量守恒表达式,解题时需要知道实验原理,对刻度尺读数时要先确定其分度值,然后再读数,读数时视线要与刻度线垂直;求出需要实验要验证的表达式是正确答题的前提与关键6某同学用如图所示的装置做验证动量守恒定律的实验先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的b球放在斜槽轨道末水平段的最右端上,让a球仍从固定点由静止开始滚下,和b球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次(1)本实验必须测量的物理量有_A斜槽轨道末端距水平地面的高度HB小球a、b的质量ma、mbC小球a、b的半
169、径rD小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间tE记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OCFa球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h(2)某同学在做实验时,测量了过程中的各个物理量,利用上述数据验证,若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为_用(1)中测量的量表示;若碰撞是弹性碰撞,那么还应满足的表达式为_用(1)中测量的量表示。【答案】(1)BE(2) maOB=maOAmbOCmaOB2=maOA2mbOC2【解析】(1)小球离开轨道后做平抛运动,小球在空中的运动时间t相等,如果碰撞过程动量守恒,则有:mav0=mavA+mbvB,两边同时乘以时间t得:mav0t=
170、mavAt+mbvBt,则maOB=maOA+mbOC,因此A实验需要测量:两球的质量,两球做平抛运动的水平位移,故选BE(2)实验需要验证的表达式为:maOB=maOA+mbOC若为弹性碰撞,则碰撞前后系统动能相同,则有:mav02=mavA2+mbvB2,将即满足关系式:maOA2+mbOC2=maOB2;点睛:该题考查用“碰撞试验器”验证动量守恒定律,该实验中,虽然小球做平抛运动,但是却没有用到速和时间,而是用位移x来代替速度v,成为是解决问题的关键7用如图甲所示的装置来验证碰撞过程中的动量守恒,A、B两球直径相同,质量分别为mA和mB从同一位置静止释放A球,实验重复多次后,A、B两球在
171、记录纸上留下的落点痕迹如图乙所示,其中毫米刻度尺的零点与O点对齐(1)为防止碰撞过程中A球反弹,应保证mA_mB(填“大于”、“等于”或“小于”);(2)碰撞后A球的水平射程应取_cm:(3)本实验巧妙地利用小球飞行的水平距离表示小球的水平速度下面的实验条件中,不能使小球飞行的水平距离表示水平速度的是(_)A.轨道末端切线未调整为水平B.改变A小球初始释放点的位置C.使A、B两小球的直径之比改变为1:3D.升高桌面高度【答案】大于14.47cm(14.43-14.51均给分)AC【解析】(1)为防止碰撞过程中A球反弹,应保证mA大于mB;(2)用尽可能小的圆把小球的落点圈起来,圆的圆心是小球的
172、落点位置,由图2所示可知,碰撞后A球的水平射程应取14.47cm(3)轨道末端切线未调整为水平,不能使小球做平抛运动,不能使小球飞行的水平距离表示水平速度,选项A正确;改变A小球初始释放点的位置,小球碰撞后仍然做平抛运动,可以用小球飞行的水平距离表示为水平速度,选项B错误;使A、B两小球的直径之比改变为1:3,小球的球心不在同一高度,碰撞后小球的速度不在水平方向,不能做平抛运动,不可以用小球飞行的水平距离表示为水平速度,选项C正确;升高桌面的高度,即升高R点距地面的高度,小球碰撞后仍然做平抛运动,可以用小球飞行的水平距离表示为水平速度,选项D错误;故选AC.点睛:知道实验注意事项、实验原理、应
173、用动量守恒定律即可正确解题小球落点平均位置确定的方法:平均圆法,理解基本原理是利用平抛运动知识,用水平位移替代平抛运动的初速度,知道动量守恒的条件8如图,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.(1)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的,但是,可以通过仅测量_(填选项前的符号),间接地解决这个问题.A.小球开始释放高度hB.小球抛出点距地面的高度HC.小球做平抛运动的射程(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影.实验时,先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP.然后,把被碰小球m2静置于轨道的
174、水平部分,再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相碰,并多次重复.接下来要完成的必要步骤是_.(填选项前的符号)A.用天平测量两个小球的质量m1、m2B.测量小球m1开始释放高度hC.测量抛出点距地面的高度HD.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、NE.测量平抛射程OM、ON(3)若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为_(用(2)中测量的量表示).(4)经测定,m145.0g,m27.5g,小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示.碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1,则p1:p1_:11;若碰撞结束时m2的动量为p2,则p1:p211:_.实验结果说明,碰撞前、后总动量
175、的比值为_.【答案】(1)C;(2)ADE;(3)(4)14;2.9;1.01(4)碰撞前后动量之比:,,点晴:解决本题关键是理解瞬时速度不易测量,转换成水平位移的测量,结合平抛运动水平方向的匀速直线和竖直方向的自由落体。9用如图甲所示装置验证动量守恒定律实验中甲(1)为了尽量减小实验误差,在安装斜槽轨道时,应让斜槽末端保持水平,这样做的目的是_A使入射球与被碰小球碰后均能从同一高度飞出B使入射球与被碰小球碰后能同时飞出 C使入射球与被碰小球离开斜槽末端时的速度为水平方向D使入射球与被碰小球碰撞时的动能不损失(2)若A球质量为m150 g,两小球发生正碰前后的位移时间(xt)图象如图乙所示,则
176、小球B的质量为m2_.乙(3)调节A球自由下落高度,让A球以一定速度v与静止的B球发生正碰,碰后两球动量正好相等,则A、B两球的质量之比应满足_【答案】C20g【解析】(1)研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出,只有水平飞出时小球才做平抛运动,故ABD错误,C正确;(2)由图2所示图象可以知道碰撞前: ,由图求出碰后和的速度分别为:,两物体碰撞过程系统动量守恒,以的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得: ,代入计算得出:;(3)设碰撞后两者的动量都为P,因为题意可以知道,碰撞前后总动量为2P,根据动量和动能的关系有:,碰撞过程动能不增加,有: :,计算得出:为了入射小球碰撞时
177、反弹,引起实验误差,所以要保证入射小球的质量大于被碰小球的质量,即综上所述本题答案是:(1)C (2)(3)10如图所示为实验室中验证动量守恒的实验装置示意图.(1)若入射小球质量为,半径为;被碰小球质量为,半径为,则(_)A.,B.,C.,D.,(2)为完成此实验,以下所提供的测量工具中必需的是_.(填下列对应的字母) A.直尺B.游标卡尺C.天平D.弹簧秤E.秒表(3)设入射小球的质量为,被碰小球的质量为,P为碰前入射小球落点的平均位置,则关系式(用、及图中字母表示)_成立,即表示碰撞中动量守恒.【答案】CAC【解析】(1)在小球碰撞过程中,水平方向动量守恒,取向右为正方向,由动量守恒定律
178、得:在碰撞过程中机械能守恒:联立解得:要碰后入射小球的速度,则有,即,为了使两球发生正碰,两小球的半径相同,即,选C.(2)P为碰前入射小球落点的平均位置,M为碰后入射小球的位置,N为碰后被碰小球的位置,小球离开轨道后做平抛运动,运动时间,即平抛运动的时间相同,碰撞前入射小球的速度,碰撞后入射小球的速度,碰撞后被碰小球的速度,若,则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒,将三个速度代入得:,故需要测量的工具有刻度尺和天平,故选AC;(3)由(2)可知,实验需要验证的表达式为:故答案为:(1). C (2). AC (3).【点睛】本题考查用平抛运动的规律来验证动量守恒的实验,要注意明确实验
179、原理,知道本实验采用平抛运动的竖直方向的自由落体运动来控制时间相等,从而分析水平射程即可明确水平速度11某同学用如图所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次,得到了如图所示的三个落地处。(1)请你叙述用什么方法找出落地点的平均位置_.(2)已知:mAmB=21,碰撞过程中动量守恒,则由图可以判断出Q是_球的
180、落地点,P_球的落地点。(3)用题中字母写出动量守恒定律的表达式_。【答案】(1)多做几次试验,用尽可能小的圆把所有的小球落点都圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;(2) BA;(3) mAOP=mAOP+mBOQ【解析】(1)多做几次试验,用圆规画出尽可能小的圆把所有的小球落点痕迹都圈在里面,其圆心就是小球落地点的平均位置;(2)A与B相撞后,B的速度增大,A的速度减小,碰前碰后都做平抛运动,高度相同,落地时间相同,所以P点是没有碰时A球的落地点,Q是碰后B的落地点,P是碰后A的落地点(3)根据动量守恒定律可得:mAv0=mAv1+mBv2,根据两小球从同一高度开始下落,故下落的时间相同
181、,故有:mAv0t=mAv1t+mBv2t,即mAOP=mAOP+mBOQ点睛:明确实验原理,熟练掌握运动规律,明确两球平抛的水平射程和水平速度之间的关系,是解决本题的关键12用图示实验装置探究“碰撞中的不变量”实验,除了图示装置中的实验仪器外,下列仪器中还需要的是(_)A.秒表 B.天平 C.刻度尺 D.直流电源 E.交流电源若实验中得到一条纸带如图所示,已知A、B车的质量分别为,则该实验需要验证的表达式是_。(用图中物理量和已给出的已知量表示)【答案】BCE【解析】该实验需要测量小车的质量,需要天平;需要测量各计数点间距,需要刻度尺;打点计时器有计时功能,无需秒表;而打点计时器工作电源是交
182、流电源,无需直流电源,故选BCE;小车A碰前做匀速运动,打在纸带上的点间距是均匀的,故求碰前小车A的速度应选BC段,碰后两车一起做匀速运动,打出的点也是间距均匀的,故选DE段来计算碰后速度,在误差允许的范围内,需要验证的表达式是,即。13用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图14所示,斜槽与水平槽圆滑连接。安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重锤线所指的位置O。接下来的实验步骤如下:步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上。重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;步骤2:把小球2放在斜
183、槽前端边缘位置B,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞。重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度。对于上述实验操作,下列说法正确的是_A实验过程中,白纸可以移动,复写纸不能移动B小球1的质量应大于小球2的质量C应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下D斜槽轨道必须光滑本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有_。 A小球1和小球2的质量m1、m2 B小球1和小球2的半径r CA、B两点间的高度差h1 DB点离地面的高度h2入射球a的质量为m1,被碰球
184、b的质量为m2,各小球的落地点如上图所示,下列关于这个实验的说法正确的是(_)A轨道末端必须水平B实验中必须测量两个小球的直径 C要验证的表达式是m1m1m2 D要验证的表达式是m1m1m2完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到两球落在斜面上的平均落点M、P、N。用刻度尺测量斜面顶点到M、P、N三点的距离分别为L1、L2、L3。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为_(用所测物理量的字母表示)。【答案】BCAAD个球的大小相同,必须测出小
185、球的质量、小球的水平位置OB,OA,OC,故B错误;C、D、小球离开轨道后做平抛运动,由于小球抛出点的高度相等,它们在空中的运动时间t相等,如果碰撞过程动量守恒,则:m1v0=m1v1+m1v2,两边同时乘以t得:m1v0t=m1v1t+m1v2t,即,故D正确,C错误.故选AD.(4)碰撞前,m1落在图中的P点,设其水平初速度为v1小球m1和m2发生碰撞后,m1的落点在图中M点,设其水平初速度为v1,m2的落点是图中的N点,设其水平初速度为v2设斜面BC与水平面的倾角为,由平抛运动规律得:,解得:;同理,可见速度正比于.所以只要验证即可.【点睛】解决本题的关键掌握实验的原理,以及实验的步骤,
186、在验证动量守恒定律实验中,无需测出速度的大小,可以用位移代表速度.14实验题实验一:在“探究碰撞中的不变量”实验中,装置如图所示,两个小球的质量分别为mA和mB.(1)mA_mB(填大于、小于或者等于)(2)现有下列器材,为完成本实验,必需的器材有(_).A.秒表 B.刻度尺 C.天平 D.圆规(3)如果碰撞中动量守恒,根据图中各点间的距离, 则下列式子可能成立的是(_)。(填字母)A. B. C. D. 实验二:某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动。他将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上,实验时得到一条纸带。他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点,在这点下标明A,第六个点下标
187、明B,第十一个点下标明C,第十六个点下标明D,第二十一个点下标明E。测量时发现B点已模糊不清,于是他测得AC长为14.56 cm、CD长为11.15 cm,DE长为13.73 cm,则打C点时小车的瞬时速度大小为_m/s,小车运动的加速大小为_m/s2。(保留三位有效数字)【答案】(1)大于(2)BCD(3)A(1)0.986,(2)2.58【解析】实验一:(1)实验中入射球的质量必须要大于被碰球的质量,以避免反弹,即mA大于mB;(2)在该实验中需要测量小球的质量以及小球的水平位移,需要的测量仪器是天平、刻度尺为了准确找出落点需要用到圆规;因为利用了平抛原理,故不需用到秒表;故选:BCD;(
188、2)两球碰撞后,小球做平抛运动,由于小球抛出点的高度相等,它们在空中做平抛运动的时间t相等,小球做平抛运动的初速度:,由动量守恒定律得:mAvA=mAvA+mBvB,则,故A正确;故选A实验二:根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小,设A到B之间的距离为x1,设B到C之间的距离为x2,设C到D之间的距离为x3,设D到E之间的距离为x4,根据匀变速直线运动的推论公式x=aT2可以求出加速度的大小,得:x3-x1=2a1T2x4-x2=2a2T2为了更加准确的求解加速度,我们对两个加速度取平均值得:点睛:对于验证动量守恒定律的实验,实验注
189、意事项包括:(1)前提条件:保证碰撞是一维的,即保证两物体在碰撞之前沿同一直线运动,碰撞之后还沿这条直线运动(2)利用斜槽进行实验,入射球质量要大于被碰球质量,即m1m2,防止碰后m1被反弹15以下是一些有关高中物理实验的描述,其中正确的是_(填写正确说法前面的序号)在“研究匀变速直线运动”实验中通过纸带上打下的一系列点可直接得出打下任意一点时纸带的瞬时速度大小在“验证力的平行四边形定则”实验中拉橡皮筋的细绳要稍长,并且实验时要使弹簧与木板平面平行在“验证动量守恒定律”实验中入射球质量应大于被碰球质量,入射球每次应从同一高度无初速度滑下在“验证机械守恒定律”的实验中需要用天平测物体(重锤)的质
190、量【答案】【解析】在“研究匀变速直线运动”实验中,要想求出打下某点的速度大小需要根据运动学规律进行求解,如中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,或着利用逐差法求出加速度,然后根据速度公式求解某点的速度大小,故错误;在“验证力的平行四边形定则”实验中,拉橡皮筋的细绳要稍长一些,并且实验过程中要使弹簧秤与木板平面平行,这样有助于减小误差,故正确;在“验证动量守恒定律”实验中,为了防止入射小球被反弹,入射球的质量应大于被碰球的质量,为了使入射小球每次滑动斜槽底端的速度相同,要求入射球每次应从同一高度无初速度滑下,故正确;在“验证机械能守恒定律”的实验中,要验证动能增加量和势能减小量是否相等,质量
191、约去,不一定需要天平测量物体的质量,故错误故选.点睛:本题考查了四个实验中的问题,关键要理解实验的原理、操作步骤,以及实验中的注意事项16在研究碰撞中的动量守恒的实验中,下列操作正确的是(_)A改变入射小球的释放高度,多次释放,测出每次的水平位移,求出平均值,代入公式计算B入射小球应始终保持在同一高度释放C球相碰时,两球的球心必须在同一水平高度上D重复从同一高度释放入射小球,用一个尽量小的圆将其各次落点圈在其中,取其圆心作为小球落点的平均值【答案】BCD【解析】在研究碰撞中的动量守恒的实验中,入射小球的速度必须保持一定,所以每次应使入射小球从同一高度释放,故A错误,B正确两球相碰时,两球的球心
192、必须在同一水平高度上,保证发生对心正碰故C正确在确定小球水平位移时,重复从同一高度释放人射小球,用一个尽量小的圆将其各次落点圈在其中,取其圆心作为小球落点的平均值,可以减小误差故D正确故选BCD.17下列有关实验的一些叙述,其中正确的有(_)A在“研究平抛物体的运动”的实验中,小球与斜槽之间的摩擦会使实验误差增大B在“验证碰撞中动量守恒”的实验中,必须要测出入射球与被碰球的质量和球飞出后到落地的时间C在“验证机械能守恒定律”的实验中,不需要测出重物的质量,但要知道当地的重力加速度D在做“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验过程中,在取基准点和探测等势点时,应尽量使相邻两点之间的距离相等,并
193、且不要使探测点靠近导电纸的边缘【答案】CD【解析】只要小球从同一高度、无初速开始运动,在相同的情形下,即使球与槽之间存在摩擦力,仍能保证球做平抛运动的初速度相同,对实验没有影响,故A错误;碰撞前后两球都做平抛运动,由于两球从同一高度开始下落,且下落到同一水平面上,故两球下落的时间相同,所以可以用水平位移代替速度带入公式验证,不需要测量时间,故B错误;验证机械能守恒的关系式为:mv2-mv02mgh,等式两边都有质量m,可以约去,所以不需要测出重物的质量,但要知道当地的重力加速度,故C正确;本实验是用恒定电流场模拟静电场,根据实验注意事项可知,在取基准点和探测等势点时,应尽量使相邻两点之间的距离
194、相等,并且不要使探测点靠近导电纸的边缘,故D正确18某同学用如图所示装置来验证动量守恒定律,让质量为m1的小球从斜槽某处由静止开始滚下,与静止在斜槽末端质量为m2的小球发生碰撞(1)实验中必须要求的条件是_A斜槽必须是光滑的B斜槽末端的切线必须水平Cm1与m2的球心在碰撞瞬间必须在同一高度Dm1每次必须从同一高度处滚下(2)实验中必须测量的物理量是_A小球的质量m1和m2 B小球起始高度hC小球半径R1和R2 D小球起飞的时间tE桌面离地面的高度H F小球飞出的水平距离x【答案】(1)BCD(2)AF要验证动量守恒,验证m1v0=m1v1=m2v2,即m1x1=m1x2+m2x3所以需要测量两
195、小球的质量,以及小球飞出的水平距离故AF正确故选AF点睛:解决本题的关键知道验证动量守恒定律的实验原理、注意事项,领会用水平位移代替速度的巧妙之处19在做“验证动量守恒定律”实验时,产生误差的主要原因是(_)A碰撞前入射小球的速度方向、碰撞后入射小球的速度方向和碰撞后被碰小球的速度方向不是绝对沿水平方向B小球在空中飞行时受到空气阻力C通过复写纸描得的各点,不是理想的,有一定的大小,从而带来作图上的误差D测量长度时有误差【答案】ABCD【解析】碰撞前入射小球的速度方向、碰撞后入射小球的速度方向和碰撞后被碰小球的速度方向不是绝对沿水平方向,则会引起实验的误差,选项A正确;小球在空中飞行时受到空气阻力,会引起实验的误差,选项B正确;通过复写纸描得的各点,不是理想的,有一定的大小,从而带来作图上的误差,选项C正确;测量长度时有误差,选项D正确;故选ABCD.20在“验证动量守恒定律”的实验中,需要的测量工具有(_)A停表B毫米刻度尺C天平 D弹簧测力计【答案】BC【解析】本实验需要天平称量物体的质量,需要刻度尺测量长度,故选BC