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PAGEPAGE32專題18力學(xué)試驗(yàn)第一部分名師綜述綜合分析近幾年的高考物理試題發(fā)覺,試題在考查主干學(xué)問的同時(shí),留意考查必修中的基本概念和基本規(guī)律。考綱要求1、駕馭螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺的原理及讀數(shù)方法。2、了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造,會(huì)運(yùn)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器;會(huì)計(jì)算紙帶上各點(diǎn)的瞬時(shí)速度;會(huì)利用紙帶計(jì)算加速度;會(huì)用圖象法探究小車速度與時(shí)間的關(guān)系,并能依據(jù)圖象求加速度。3、學(xué)會(huì)用列表法、圖象法等處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)。命題規(guī)律1、高考對(duì)于基本儀器的讀數(shù)作為基礎(chǔ)學(xué)問考查頻率較高。在力學(xué)部分,考查的試驗(yàn)儀器主要有彈簧測(cè)力計(jì)、秒表、螺旋測(cè)微器、游標(biāo)卡尺,大多數(shù)時(shí)候是填空題,留意估讀和誤差分析。2、力學(xué)中有多個(gè)試驗(yàn)都要用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,能否正確運(yùn)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,并依據(jù)紙帶進(jìn)行正確的數(shù)據(jù)運(yùn)算,是能否完成這些試驗(yàn)的關(guān)鍵,利用紙帶干脆測(cè)量的時(shí)間和位移,可以計(jì)算探討對(duì)象的瞬時(shí)速度和加速度,若結(jié)合其它物理量的測(cè)量,還可以解決與上面這些量干脆有關(guān)或間接有關(guān)的問題,例如:計(jì)算動(dòng)能、重力勢(shì)能、動(dòng)摩擦因數(shù)、功率、轉(zhuǎn)速等,從而延長(zhǎng)出許多與紙帶有關(guān)的力學(xué)試驗(yàn)。3、圖象法是一種重要的試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法.圖象具有既能描述物理規(guī)律,又能直觀地反映物理過(guò)程、表示物理量之間定性定量關(guān)系及變更趨勢(shì)的優(yōu)點(diǎn).當(dāng)前高考試題對(duì)數(shù)據(jù)處理、結(jié)果分析考查的頻率較高。其次部分學(xué)問背一背(1)誤差和有效數(shù)字①誤差:誤差產(chǎn)生緣由大小特點(diǎn)減小方法系統(tǒng)誤差試驗(yàn)儀器不精確試驗(yàn)原理不完善試驗(yàn)方法粗略總是偏大或偏小更新儀器完善原理改進(jìn)方法偶然誤差測(cè)量、讀數(shù)不精確可大可小畫圖像或取平均值②有效數(shù)字定義:帶有一位不行靠數(shù)字的近似數(shù)字。有效數(shù)字的最終一位是測(cè)量者估讀出來(lái)的,是誤差的來(lái)源。從數(shù)字左邊第一個(gè)不為零的數(shù)字算起,如0.0643為三位有效數(shù)字。(2)長(zhǎng)度的測(cè)量①毫米刻度尺的讀數(shù):精確到毫米,估讀一位。②游標(biāo)卡尺的讀數(shù):游標(biāo)尺/mm精度/mm測(cè)量結(jié)果(游標(biāo)尺上第n個(gè)刻線與主尺上的某刻度線對(duì)正時(shí))/mm刻度格數(shù)刻度總長(zhǎng)度每小格與1毫米差1090.10.1主尺上讀的毫米數(shù)+0.1n20190.050.05主尺上讀的毫米數(shù)+0.05n50490.020.02主尺上讀的毫米數(shù)+0.02n③螺旋測(cè)微器的讀數(shù):測(cè)量值=固定刻度整毫米數(shù)+半毫米數(shù)+可動(dòng)刻度讀數(shù)(含估讀)×0.01mm。(3)力學(xué)試驗(yàn)分類①應(yīng)用性試驗(yàn)(a)游標(biāo)卡尺的運(yùn)用(b)螺旋測(cè)微器的運(yùn)用②驗(yàn)證性試驗(yàn):(a)驗(yàn)證力的平行四邊形定則;(b)驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律;(c)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。③探究性試驗(yàn):(a)探討勻變速直線運(yùn)動(dòng)(b)探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系;(c)探究動(dòng)能定理。(4)利用紙帶推斷物體的運(yùn)動(dòng)狀況①點(diǎn)跡密集的地方表示紙帶運(yùn)動(dòng)的速度小,點(diǎn)稀疏的地方表示速度大。②若點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離相等,就可推斷物體做勻速運(yùn)動(dòng),若點(diǎn)與點(diǎn)間距越來(lái)越大,則物體做加速運(yùn)動(dòng),反之做減速運(yùn)動(dòng).③位移x:指兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離,一般可用刻度尺測(cè)量得到。(5)平均速度和瞬時(shí)速度的計(jì)算①平均速度:兩點(diǎn)間平均速,這里Δx可以用直尺測(cè)量出兩點(diǎn)間的距離,Δt為兩點(diǎn)間的時(shí)間隔數(shù)與兩點(diǎn)間時(shí)間間隔的乘積。②在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,某點(diǎn)的瞬時(shí)速度可以由此點(diǎn)前后兩點(diǎn)間的平均速度表示如圖所示,或(6)如何通過(guò)紙帶確定物體做勻變速運(yùn)動(dòng)的加速度?常用的有四種方法:①粗略計(jì)算法:或②利用“逐差法”求加速度。③先求出第n點(diǎn)時(shí)紙帶的瞬時(shí)速度(一般要5點(diǎn)以上),然后作出圖象,用圖象的斜率求物體運(yùn)動(dòng)的加速度。(7)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法1.列表法:在記錄和處理數(shù)據(jù)時(shí),為了簡(jiǎn)潔而明顯地表示出有關(guān)物理量之間的關(guān)系,可將數(shù)據(jù)填寫在適當(dāng)?shù)谋砀裰?,即為列表法?.平均值法:把在同一狀態(tài)下測(cè)定的同一個(gè)物理量的若干組數(shù)據(jù)相加求和,然后除以測(cè)量次數(shù)。3.作圖法:用作圖法處理數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)是直觀、簡(jiǎn)便,有取平均值的效果。由圖線的斜率、截距、包圍的面積等可以探討物理量之間的關(guān)系。(8)試說(shuō)明用圖像法處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)。①提示:用圖像法處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)是直觀、簡(jiǎn)便,與取平均值的效果一樣,可以減小試驗(yàn)的偶然誤差。②假如試驗(yàn)中圖像為過(guò)原點(diǎn)的直線則說(shuō)明縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)表示的物理量為正比例。(9)用圖像法處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)的六個(gè)要求圖像法是物理試驗(yàn)中廣泛應(yīng)用的處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法,以下為作圖的規(guī)則:①作圖確定要用坐標(biāo)紙,坐標(biāo)紙的大小要依據(jù)有效數(shù)字的位數(shù)和結(jié)果的須要來(lái)定。②要標(biāo)明軸名、單位,在軸上每隔確定的間距按有效數(shù)字的位數(shù)標(biāo)明數(shù)值。③圖上的連線不確定通過(guò)全部的數(shù)據(jù)點(diǎn),讓盡可能多的點(diǎn)落在同始終線上,讓其余的點(diǎn)落在直線的兩側(cè),且線要細(xì),誤差較大的點(diǎn)舍棄。④作圖時(shí)常通過(guò)選取適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)軸使圖線線性化,即“變曲為直”。⑤留意區(qū)分橫、縱坐標(biāo)軸的物理意義、標(biāo)度及單位。⑥明確圖像的斜率、截距的物理意義。第三部分技能+方法一、游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器讀數(shù)時(shí)應(yīng)留意的問題(1)10分度的游標(biāo)卡尺,以mm為單位,小數(shù)點(diǎn)后只有1位,20分度和50分度的游標(biāo)卡尺以mm為單位,小數(shù)點(diǎn)后有2位,且對(duì)齊格數(shù)不估讀。(2)螺旋測(cè)微器以mm為單位,小數(shù)點(diǎn)后必需有3位,對(duì)齊格數(shù)要估讀,同時(shí)還要留意半毫米刻度線是否露出。二、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及紙帶問題的處理方法①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的相識(shí)和正確運(yùn)用:電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作電壓為低壓溝通4~6V;電火花計(jì)時(shí)器工作電壓為溝通220V;工作時(shí)應(yīng)先接通電源,后釋放紙帶。②紙帶的應(yīng)用:(a)推斷物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。若Δx=0,則可判定物體在試驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng);若Δx不為零且為定值,則可判定物體在試驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。③求解瞬時(shí)速度。利用做勻變速運(yùn)動(dòng)的物體在一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度。如圖所示,求打某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度,只需在這一點(diǎn)的前后各取相同時(shí)間間隔T的兩段位移xn和xn+1,則打n點(diǎn)時(shí)的速度④用“逐差法”求加速度:三、圖象法處理數(shù)據(jù)的常用方法和技巧。圖象是描述物理過(guò)程、揭示物理規(guī)律、解決物理問題的重要方法之一,用圖象法處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)是物理試驗(yàn)中最常用的方法。它的優(yōu)越性表現(xiàn)在:能形象直觀地表達(dá)物理規(guī)律,有效地削減偶然誤差對(duì)結(jié)果的影響,較便利地獲得未經(jīng)測(cè)量或無(wú)法干脆測(cè)量的物理量數(shù)值。圖象法處理數(shù)據(jù)的常用方法和技巧。①合理選取坐標(biāo)軸合理選取坐標(biāo)軸就是要選擇好橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)所代表的物理量,確定每個(gè)物理量的單位和標(biāo)度,明確坐標(biāo)原點(diǎn)處所對(duì)應(yīng)的物理量的數(shù)值。②抓住“斜率”做文章考查了學(xué)生運(yùn)用圖象處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)的本事,考查學(xué)生對(duì)圖線斜率意義的理解。因此只有在平常的試驗(yàn)過(guò)程中加強(qiáng)這一實(shí)力的培育和訓(xùn)練,才能收到以不變應(yīng)萬(wàn)變之效。③在“截距”上求變更作為試驗(yàn)圖線的描繪,假如說(shuō)斜率是聯(lián)系各變量的中樞神經(jīng)的話,那么圖象與橫縱軸的交點(diǎn)就是那“龍”的眼睛,截距就反映這些特定狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的物理量的大小。第四部分基礎(chǔ)練+測(cè)1.某試驗(yàn)小組做‘力的合成與分解’試驗(yàn),先用一個(gè)彈簧稱通過(guò)細(xì)線懸吊一個(gè)鉤碼,當(dāng)鉤碼靜止時(shí),彈簧稱的示數(shù)為1.50N;再用兩子彈簧秤a、b通過(guò)兩根細(xì)線互成角度將該鉤碼懸吊,其中a所拉細(xì)線方向水平(如圖),當(dāng)鉤碼靜止時(shí),b的示數(shù)如圖。(1)b的示數(shù)為_______N(2)a的拉力理論值為___________N(3)保持b及其拉的細(xì)繩方向不變,將a及其拉的細(xì)繩方向沿順時(shí)針在圖示面緩慢轉(zhuǎn)至豎直方向的過(guò)程中,a的示數(shù)變更狀況為________________________________?!敬鸢浮?.502.00先減小后增大【解析】【詳解】解:(1)該彈簧秤每小格表示0.1N,讀數(shù)時(shí)要估讀到下一位,b的讀數(shù)為2.50N;(2)鉤碼受到自身重力G、Oa繩的拉力Ta、Ob繩的拉力Tb三個(gè)力處于平衡狀態(tài),設(shè)Ob繩與豎直方向的夾角為θ,在豎直方向有Tbcosθ=G,在水平方向有(3)設(shè)Oa繩與豎直方向的夾角為α,在豎直方向有Tacosα+Tbcosθ=G,在水平方向有Tasinα=Tbsinθ,解得Ta=Gsinθsin(α+θ)2.阿特武德機(jī)是早期測(cè)量重力加速度的裝置,由英國(guó)數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家阿特武德于1784年制成。某同學(xué)依據(jù)其原理設(shè)計(jì)出如圖所示的試驗(yàn)裝置來(lái)測(cè)量重力加速度g。細(xì)繩跨過(guò)固定在鐵架臺(tái)上的輕質(zhì)滑輪,兩端各懸掛一只質(zhì)量為M的重錘。試驗(yàn)操作如下:①用米尺量出重錘1底端距地面的高度H;②在重錘1上加上質(zhì)量為m的小鉤碼;③左手將重錘2壓在地面上,保持系統(tǒng)靜止。釋放重錘2,同時(shí)右手開啟秒表,在重錘1落地時(shí)停止計(jì)時(shí),記錄下落時(shí)間;④重復(fù)測(cè)量3次下落時(shí)間,取其平均值作為測(cè)量值t。請(qǐng)回答下列問題:(1)步驟④可以減小對(duì)下落時(shí)間t測(cè)量的________(選填“偶然”或“系統(tǒng)”)誤差;(2)關(guān)于本試驗(yàn)以下說(shuō)法正確的是______;A.m相比于重錘的質(zhì)量越小,加速度越小,運(yùn)動(dòng)的時(shí)間就越大,測(cè)量的相對(duì)誤差就越小B.繩子的張力大于重錘和小鉤碼的重力之和C.若忽視一切摩擦阻力,試驗(yàn)過(guò)程中小鉤碼不慎掉落,則重錘馬上做減速運(yùn)動(dòng)。(3)滑輪的摩擦阻力會(huì)引起試驗(yàn)誤差?,F(xiàn)可以在重錘1上加適當(dāng)?shù)南鹌つ嘤糜谄胶饽Σ磷枇?,重新進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)量,并測(cè)出所用橡皮泥的質(zhì)量為m0。用試驗(yàn)中的測(cè)量量和已知量表示g,得g______【答案】偶然A2(2M+m+【解析】【詳解】(1)時(shí)間測(cè)量是人為操作快慢和讀數(shù)問題帶來(lái)的誤差,所以屬于偶然誤差。(2)A、由于自由落體的加速度較大,下落H高度的時(shí)間較短,為了減小測(cè)量時(shí)間的試驗(yàn)誤差,就要使重錘下落的時(shí)間長(zhǎng)一些,因此系統(tǒng)下降的加速度要小,所以小鉤碼的質(zhì)量要比重錘的質(zhì)量小許多,故A對(duì);B、重錘1具有向下的加速度,則合力向下,所以繩子的張力應(yīng)當(dāng)小于重錘和小鉤碼的重力之和,故B錯(cuò);C若小鉤碼不慎掉落,由于兩個(gè)重錘的質(zhì)量相等,所以系統(tǒng)合外力為零,即重錘做勻速運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò);(3)為了消退滑輪的摩擦阻力,可用橡皮泥粘在重錘1上,輕拉重錘放手后若系統(tǒng)做勻速運(yùn)動(dòng),則表示平衡了阻力,依據(jù)牛頓其次定律有mg=m+2M+m0a,又【點(diǎn)睛】本題以連接體運(yùn)動(dòng)為背景考查重力加速度的測(cè)量,解題的關(guān)鍵是要弄清該試驗(yàn)的原理,再運(yùn)用所學(xué)的學(xué)問分析得出減小誤差的方法。3.如圖所示,為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”試驗(yàn)裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量及小車和砝碼的質(zhì)量對(duì)應(yīng)關(guān)系圖.鉤碼的質(zhì)量為m1,小車和砝碼的質(zhì)量為m2,重力加速度為(1)下列說(shuō)法正確的是__________.A.每次在小車上加減砝碼時(shí),應(yīng)重新平衡摩擦力B.試驗(yàn)時(shí)若用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)先釋放小車后接通電源C.本試驗(yàn)
m2應(yīng)遠(yuǎn)小于m1D.在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí),應(yīng)作a和1m(2)試驗(yàn)時(shí),某同學(xué)遺漏了平衡摩擦力這一步驟,若軌道水平,他測(cè)量得到的1m2-a圖象,如圖,設(shè)圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,則小車與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=____(3)試驗(yàn)中打出的紙帶如圖所示.相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是0.1s,圖中長(zhǎng)度單位是cm,由此可以算出小車運(yùn)動(dòng)的加速度是____m/s2.【答案】Dbgk【解析】【詳解】(1)A.小車與長(zhǎng)木板的間的粗糙狀況與小車的質(zhì)量無(wú)關(guān),所以在同一個(gè)試驗(yàn)中,每次變更小車的質(zhì)量,不須要平衡摩擦力。故A錯(cuò)誤。B.試驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源,后釋放小車。故B錯(cuò)誤。C.依據(jù)牛頓其次定律可得系統(tǒng)的加速度a=m1gm1+m2,則繩子的拉力F=D.由牛頓其次定律可知a=1m2F,當(dāng)F確定是,a與1m(2)依據(jù)牛頓其次定律可知m1g-μm2g=m2a,結(jié)合(3)設(shè)s1=1.24cm,s4=2.62cm4.如圖,已知?dú)鈮|導(dǎo)軌上滑塊的質(zhì)量為肘,鉤碼的質(zhì)量為m,遮光條寬度為d,兩光電門間的距離為L(zhǎng)氣源開通后,滑塊在牽引力的作用下運(yùn)動(dòng),遮光條先后通過(guò)兩個(gè)光電門的擋光時(shí)間為Δt1和Δt2,取當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。(1)用上述裝置探究滑塊加速度a與其質(zhì)量M及繩子拉力F(用鉤碼重力代替)的關(guān)系,下列做法正確的是____。A.應(yīng)限制鉤碼的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量MB.可更換更寬的遮光條以減小試驗(yàn)誤差C.應(yīng)調(diào)整滑輪高度使連接滑塊的細(xì)線與軌道平行D.還應(yīng)測(cè)出滑塊從光電門l到光電門2的時(shí)間At(2)還可用上述裝置探究系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)中的機(jī)械能關(guān)系?;瑝K從光電門l運(yùn)動(dòng)到光電門2的過(guò)程中,滿意關(guān)系式_______________時(shí)(用題干中的已知量表示),“鉤碼一滑塊”系統(tǒng)機(jī)械能守恒?!敬鸢浮緼CmgL=【解析】【詳解】在“探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”的試驗(yàn)中,要用鉤碼重力代替繩子拉力,就必需滿意“鉤碼的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量M”這一試驗(yàn)條件;更換更寬的遮光條會(huì)減小瞬時(shí)速度測(cè)量的精確性,從而增大試驗(yàn)誤差;調(diào)整滑輪高度使連接滑塊的細(xì)線與軌道平行,是為了讓繩子拉力與滑塊運(yùn)動(dòng)方向相同;題干中給出了兩光電門間的距離L,不用再測(cè)出滑塊從光電門1到光電門2的時(shí)間Δt。在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的試驗(yàn)中,滑塊削減的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為“鉤碼滑塊”系統(tǒng)的動(dòng)能,系統(tǒng)機(jī)械能守恒的方程應(yīng)為:mgL=15.某同學(xué)用如圖所示的裝置測(cè)量木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。將斜面固定在水平桌面上,木塊放在斜面上,其后端與穿過(guò)電火花計(jì)時(shí)器的紙帶相連,電火花計(jì)時(shí)器固定在斜面上,連接頻率為50HZ的溝通電源。接通電源后,從靜止釋放木塊,木塊帶動(dòng)紙帶打出一系列的點(diǎn)跡。(1)上圖給出的是試驗(yàn)中獲得的一條紙帶的一部分,0?6是試驗(yàn)中選取的7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出,1、2和5、6計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示,由圖中數(shù)據(jù)可求出木塊下滑的加速度a=______m/s2(保留三位有效數(shù)字)(2)利用紙帶求出加速度后,為了求出木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù),還應(yīng)測(cè)量的物理量是_______A.木塊的質(zhì)量mB.斜面高度h和底邊長(zhǎng)度dC.滑塊的運(yùn)動(dòng)時(shí)間tD.滑塊到達(dá)斜面底端的速度v(3)已知重力加速度為g,木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式μ=______(用所測(cè)物理量的字母表示)【答案】1.75Bh【解析】【詳解】(1)每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出,所以每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間時(shí)間為T=5×0.02s=0.1s,依據(jù)Δx=aT2則有x(2、3)對(duì)小車進(jìn)行受力分析,小車受重力、支持力、阻力;將重力沿斜面和垂直斜面分解,設(shè)斜面傾角為θ,依據(jù)牛頓其次定律得:mgsinθ-f=ma,f=μmgcosθ,聯(lián)立解得:μ=mgsinθ-mamgcosθ=gsinθ-agcosθ=tanθ-a故須要測(cè)量的物理量為斜面高度h和底邊長(zhǎng)度d,故選項(xiàng)B正確;6.在“驗(yàn)證平行四邊形定則”的試驗(yàn)中,用彈簧秤a、b拉橡皮條的結(jié)點(diǎn),使其位于O點(diǎn),如圖甲所示,此時(shí)α+β=90°,其中彈簧秤a的讀數(shù)是__________N(如圖乙所示)?,F(xiàn)保持a的讀數(shù)不變,減小α角,且結(jié)點(diǎn)仍在0處,則彈簧秤b的讀數(shù)__________,同時(shí)β角__________(填“增大”“減小”或“不變”)?!敬鸢浮?.50減小減小【解析】【詳解】彈簧秤a的讀數(shù)是2.50N;該題本質(zhì)上考查了物體的動(dòng)態(tài)平衡,由題意可知:保持O點(diǎn)位置不動(dòng),即合力大小方向不變,彈簧測(cè)力計(jì)a的讀數(shù)不變,因此依據(jù)要求作出力的平行四邊形定則,畫出受力分析圖如下:所以由圖可知α角漸漸變小時(shí),b的示數(shù)減小,同時(shí)β角減小。7.某同學(xué)要探究小球在斜面上的運(yùn)動(dòng)狀況。用游標(biāo)卡尺測(cè)出小球的直徑,如圖a所示。圖b是小球沿帶有標(biāo)尺的斜面勻加速下滑過(guò)程中拍攝的一張頻閃照片,每隔0.2s曝光一次,請(qǐng)回答下列問題。(1)小球的直徑為______cm;(2)小球經(jīng)過(guò)B位置時(shí)的速度大小為______m/s;(3)小球下滑的加速度大小為______m/s2。【答案】(1)1.02;(2)0.325;(3)1.25?!窘馕觥俊驹斀狻浚?)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為10mm,游標(biāo)讀數(shù)為0.1×2mm=0.2mm,所以最終讀數(shù)為10.2mm=1.02cm。(2)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度。所以AC段的平均速度等于B點(diǎn)的瞬時(shí)速度,有vB=(6.50-5.20)×0.012×0.2=0.325m/s(3)依據(jù)△x=aT2得:a=[(6.50-5.60)-(5.60-5.20)]×0.010.22m/s2=1.25m/s8.采納如圖所示的試驗(yàn)裝置做“探討平拋運(yùn)動(dòng)”的試驗(yàn)(1)試驗(yàn)時(shí)須要下列哪個(gè)器材____A.彈簧秤B.重錘線C.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(2)做試驗(yàn)時(shí),讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng),通過(guò)描點(diǎn)法畫出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。下列的一些操作要求,正確的是____A.每次必需由同一位置靜止釋放小球B.每次必需嚴(yán)格地等距離下降記錄小球位置C.小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙相接觸D.記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些(3)若用頻閃攝影方法來(lái)驗(yàn)證小球在平拋過(guò)程中水平方向是勻速運(yùn)動(dòng),記錄下如圖所示的頻閃照片。在測(cè)得x1,x2,x3,x4后,須要驗(yàn)證的關(guān)系是________________。已知頻閃周期為T,用下列計(jì)算式求得的水平速度,誤差較小的是____A.x1TB.x22TC【答案】BACDx4【解析】【詳解】(1)試驗(yàn)時(shí)須要重錘線來(lái)確定豎直方向,不須要彈簧秤和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,故選B.(2)試驗(yàn)時(shí)每次必需由同一位置靜止釋放小球,以保證小球到達(dá)最低點(diǎn)的速度相同,選項(xiàng)A正確;每次不確定嚴(yán)格地等距離下降記錄小球位置,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙相接觸,否則會(huì)變更運(yùn)動(dòng)軌跡,選項(xiàng)C正確;記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些,以減小誤差,選項(xiàng)D正確。(3)因相鄰兩位置的時(shí)間間隔相同,則若小球在平拋過(guò)程中水平方向是勻速運(yùn)動(dòng),則滿意:x4-x3=x3-x2=x2-x1=x1;由小球最終一個(gè)位置與第一個(gè)位置的水平距離計(jì)算求得的水平速度誤差較小,則用x44T9.三個(gè)同學(xué)依據(jù)不同的試驗(yàn)條件,進(jìn)行了探究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的試驗(yàn):(1)甲同學(xué)采納如圖甲所示的裝置.用小錘擊打彈性金屬片,金屬片把A球沿水平方向彈出,同時(shí)B球被松開自由下落,視察到兩球同時(shí)落地,變更小錘打擊的力度,即變更A球被彈出時(shí)的速度,兩球仍舊同時(shí)落地,這說(shuō)明_______________________________.(2)乙同學(xué)采納如圖乙所示的裝置.兩個(gè)相同的弧形軌道M、N,分別用于放射小鐵球P、Q,其中N的末端可看作與光滑的水平板相切(水平板足夠長(zhǎng)),兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D;調(diào)整電磁鐵C、D的高度使AC=BD,從而保證小鐵球P、Q在軌道出口處的水平初速度v0相等.現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上,然后切斷電源,使兩小球能以相同的初速度v0同時(shí)分別從軌道M、N的末端射出.試驗(yàn)可視察到的現(xiàn)象是_____________________________________.僅僅變更弧形軌道M的高度,重復(fù)上述試驗(yàn),仍能視察到相同的現(xiàn)象.(3)丙同學(xué)采納頻閃攝影的方法拍攝到如圖丙所示的小球做平拋運(yùn)動(dòng)的照片,圖中每個(gè)小方格的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=2.5cm,則由圖可求得該小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為________m/s.(保留2位有效數(shù)字,g取10m/s2)【答案】平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)P球擊中Q球1.0【解析】【詳解】(1)在打擊金屬片時(shí),兩小球同時(shí)做平拋運(yùn)動(dòng)與自由落體運(yùn)動(dòng).結(jié)果同時(shí)落地,則說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng).(2)兩球在水平方向的運(yùn)動(dòng)是相同的,則在相同的時(shí)間內(nèi)水平位移相同,則試驗(yàn)可視察到的現(xiàn)象是:P球擊中Q球;(3)平拋運(yùn)動(dòng)可看成豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng)與水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng);在豎直方向:由△h=gt2可得:t=水平方向:由x=v0t得:v10.(1)在“探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系”試驗(yàn)中,測(cè)量單擺的周期時(shí),圖中_____(填“甲”、“乙”或“丙”)作為計(jì)時(shí)起先與終止的位置更好些.(2)一位同學(xué)在做探究單擺周期與擺長(zhǎng)關(guān)系的試驗(yàn)時(shí),進(jìn)行了如下步驟:A.組合單擺:選擇相應(yīng)器材組成單擺,并用鐵夾將繩的上端固定;B.測(cè)擺長(zhǎng)l:用米尺量出擺線的長(zhǎng)度;C.測(cè)周期T:將擺球拉起一個(gè)小角度,然后放開,在放手的同時(shí)按下秒表起先計(jì)時(shí),測(cè)量單擺50次全振動(dòng)的時(shí)間t,算出單擺的周期TD.將所測(cè)得的l和T填入表格,分析數(shù)據(jù)得出單擺的周期和擺長(zhǎng)的關(guān)系.從上面操作步驟中找出兩處錯(cuò)誤的地方,寫出該步驟的字母,并加以改正:______________________;_____________________。(3)如圖是《物理選修3-5》第十六章第一節(jié)中試驗(yàn)“探究碰撞中的不變量”舉薦的參考案例一。則下列推斷正確的是_______A.利用氣墊導(dǎo)軌可以忽視滑塊與導(dǎo)軌接觸面間的摩擦力,保證兩滑塊系統(tǒng)外力和為零B.利用氣墊導(dǎo)軌可以很簡(jiǎn)潔保證兩個(gè)滑塊的碰撞是一維的C.利用光電計(jì)時(shí)裝置可以快速測(cè)量計(jì)算得到兩個(gè)滑塊碰撞前后的速度D.該碰撞過(guò)程中,兩滑塊的動(dòng)能和不變【答案】(1)乙(2)①試驗(yàn)步驟B錯(cuò)誤,應(yīng)當(dāng)為:擺長(zhǎng)等于擺線長(zhǎng)加小球半徑;②步驟C錯(cuò)誤,應(yīng)改為:計(jì)時(shí)時(shí)刻應(yīng)當(dāng)在小球通過(guò)平衡位置時(shí);(3)ABC【解析】【詳解】(1)用秒表測(cè)量時(shí)間;要從擺球過(guò)平衡位置時(shí)起先計(jì)時(shí),因?yàn)榇颂幩俣却?、?jì)時(shí)誤差小,而最高點(diǎn)速度小、計(jì)時(shí)誤差大,所以圖乙正確.(2)由試驗(yàn)步驟可知,錯(cuò)誤為:①試驗(yàn)步驟B錯(cuò)誤,應(yīng)當(dāng)為:擺長(zhǎng)等于擺線長(zhǎng)加小球半徑;②步驟C錯(cuò)誤,應(yīng)改為:計(jì)時(shí)時(shí)刻應(yīng)當(dāng)在小球通過(guò)平衡位置時(shí);(3)利用氣墊導(dǎo)軌可以忽視滑塊與導(dǎo)軌接觸面間的摩擦力,保證兩滑塊系統(tǒng)外力和為零,故A正確;利用氣墊導(dǎo)軌可以很簡(jiǎn)潔保證兩個(gè)滑塊的碰撞是一維的,故B正確;利用光電計(jì)時(shí)裝置可以快速測(cè)量計(jì)算得到兩個(gè)滑塊碰撞前后的速度,故C正確;該過(guò)程中兩滑塊的碰撞不是彈性碰撞,故動(dòng)能有所損失,即碰撞過(guò)程中,兩滑塊的動(dòng)能和減小,故D錯(cuò)誤;11.(1)某同學(xué)用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)線和橡皮條做共點(diǎn)力合成的試驗(yàn),最終畫出了如圖所示的圖。在圖上標(biāo)出的F1、F2、F和F′四個(gè)力中,______力不是由彈簧測(cè)力計(jì)干脆測(cè)得的,比較力F與力F′的大小和方向基本相同,這就驗(yàn)證了共點(diǎn)力合成的平行四邊形定則。某同學(xué)對(duì)此試驗(yàn)的一些說(shuō)法如下,其中正確的是___________。A.假如手頭只有一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì),變更方法也可以完成試驗(yàn)B.用兩個(gè)測(cè)力計(jì)拉線時(shí),橡皮條應(yīng)沿兩線夾角的平分線C.拉橡皮條的線要長(zhǎng)一些,用以標(biāo)記同一細(xì)線方向的兩點(diǎn)要相距遠(yuǎn)D.拉橡皮條時(shí),細(xì)線應(yīng)沿彈簧測(cè)力計(jì)的軸線E.在用一個(gè)測(cè)力計(jì)和同時(shí)用兩個(gè)測(cè)力計(jì)拉線時(shí),只需這兩次橡皮條的伸長(zhǎng)相同就行(2)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”試驗(yàn)中,試驗(yàn)桌上已有鐵架臺(tái),紙帶,重錘(帶夾子),刻度尺等試驗(yàn)器材。要能完成試驗(yàn)還需一個(gè)不行缺少的器材,它是_____;如圖所示是某次試驗(yàn)中得到的紙帶及刻度尺的照片,試驗(yàn)中重錘的質(zhì)量m=0.5kg,重力加速度g=9.8m/s2,v2、v6為“2”、“6”計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的重錘瞬時(shí)速度大小,h26為“2”、“6”兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距,則能否只利用該條紙帶的數(shù)據(jù),通過(guò)等式12mv62=12mv【答案】(1)F′ACD(2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不能【解析】【詳解】(1)本試驗(yàn)是通過(guò)兩個(gè)彈簧秤的拉力作出的平行四邊形得出合力,只要合力與實(shí)際的拉力重合,則試驗(yàn)勝利;由圖可知F′是由平行四邊形定則得出的,故F′不是由彈簧秤干脆測(cè)得的;假如只有一個(gè)彈簧秤,則可以交替測(cè)出各邊的拉力,但要保證兩次拉的時(shí)候效果相同,故A正確;只要橡皮筋的另一端兩次都接到O點(diǎn),達(dá)到效果相同,拉力方向沒有限制,橡皮筋不須要與兩繩夾角的平分線在同始終線上,故B錯(cuò)誤;為了減小誤差,拉橡皮條的細(xì)繩需長(zhǎng)些,標(biāo)記方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些,故C正確;只有細(xì)繩和彈簧測(cè)力計(jì)的軸線應(yīng)一條直線上,彈簧的彈力才等于拉橡皮筋的拉力,否則拉橡皮筋的拉力只是彈簧的一個(gè)分力,故D正確;在用一個(gè)測(cè)力計(jì)和同時(shí)用兩個(gè)測(cè)力計(jì)拉線時(shí),每次拉橡皮筋的時(shí)要使橡皮筋形變的長(zhǎng)度和方向都相同,即要到同一位置,這樣兩次的效果等效,才符合“等效替代”法,故E錯(cuò)誤;(2)要能完成試驗(yàn)還需一個(gè)不行缺少的器材,它是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,電火花計(jì)時(shí)器均可);若機(jī)械能守恒,則應(yīng)當(dāng)滿意12mv62-12mv22=mgh26,故不能通過(guò)12mv62=12mv212.為了驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒,利用氣墊導(dǎo)軌設(shè)計(jì)了如圖所示的試驗(yàn)。主要的試驗(yàn)步驟有:①如圖安裝好試驗(yàn)裝置,打開充氣泵,調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平;②用天平測(cè)出滑塊A、B的質(zhì)量m1、m2;③用刻度尺測(cè)量光電門1、2間距L,用游標(biāo)卡尺測(cè)出擋光片的寬度d;④讓滑塊B停在兩光電門間某處,把滑塊A從光電門1的左側(cè)水平面右推,用數(shù)字毫秒計(jì)時(shí)器讀出滑塊A通過(guò)光電門1的時(shí)間t1及碰撞后滑塊B通過(guò)光電門2的時(shí)間t2、滑塊A再次通過(guò)光電門1的時(shí)間t3.(1)上述步驟①中,推斷氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)調(diào)整水平的方法是_______________________________;(2)假如滿意關(guān)系__________________________,可說(shuō)明碰撞中動(dòng)量是守恒的(用測(cè)得的物理量來(lái)表示)。(3)關(guān)于該試驗(yàn)下列說(shuō)法中正確的是(_____)A、滑塊A的質(zhì)量小于滑塊BB、滑塊A推出的速度越小,試驗(yàn)誤差確定越小C、氣墊導(dǎo)軌調(diào)整是否水平對(duì)試驗(yàn)結(jié)果沒有影響【答案】滑塊自由通過(guò)兩光電門時(shí)間相等m1【解析】【詳解】解:(1)推斷氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)調(diào)整水平的方法是接通氣源,可以使其中一個(gè)滑塊在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng),看滑塊經(jīng)過(guò)兩光電門的時(shí)間是否相等,若滑塊自由通過(guò)兩光電門時(shí)間相等,則導(dǎo)軌水平;(2)由題意可知,滑塊A通過(guò)光電門1的速度v1=dt1,滑塊B通過(guò)光電門2的速度v2=dt2,塊A再次通過(guò)光電門(3)A、由于碰撞后滑塊A再次通過(guò)光電門1,所以滑塊A的質(zhì)量小于滑塊B,故A正確;B、滑塊通過(guò)光電門的速度可以近似認(rèn)為是極短時(shí)間內(nèi)的平均速度,滑塊A推出的速度越小,滑塊通過(guò)光電門的時(shí)間越長(zhǎng),試驗(yàn)誤差就越大,故B錯(cuò)誤;C、氣墊導(dǎo)軌沒有調(diào)整水平,滑塊將做變速直線運(yùn)動(dòng),對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響,故C錯(cuò)誤;故選A。13.圖a是一種測(cè)量重力加速度的儀器結(jié)構(gòu)圖,條形重物塊(如圖b)通過(guò)掛孔掛在夾物裝置上,釋放后穿過(guò)光電門下落到接物斗里,光電門與數(shù)字毫秒計(jì)相連,可記錄光電門被遮光的時(shí)間.物塊中間有可以遮蓋的窗口,如圖b,測(cè)出掛孔下邊距物塊下端的距離為L(zhǎng)1,窗口下邊距物塊下端的距離為L(zhǎng)2①關(guān)閉物塊中間的窗口,釋放物塊,使其自由下落,記錄光電門的遮光時(shí)間tl②將物塊從接物斗中取出,打開物塊中間的窗口,重復(fù)(1)的步驟,記錄光電門第一次被遮光的時(shí)間t2③重復(fù)上述試驗(yàn),多次記錄tI和t2,測(cè)出完成下列填空:(1)物塊在t1時(shí)間內(nèi)的平均速度為______(用所測(cè)物理量的符號(hào)表示),該速度______(填“大于”、“小于”或“等于”)物塊在t(2)重力加速度g的表達(dá)式為g=______.(用所測(cè)物理量的符號(hào)表示)(3)寫出本試驗(yàn)測(cè)量誤差產(chǎn)生的一個(gè)緣由:______.【答案】L1t1大于2(L1t1-【解析】【詳解】(1)依據(jù)平均速度的定義,物塊在t1時(shí)間內(nèi)的平均速度t2時(shí)間內(nèi)的平均速度依據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論,平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度vv因?yàn)閠12>t22,條形重物做自由落體運(yùn)動(dòng),(2)依據(jù)加速度定義,有:g=(3)本試驗(yàn)誤差來(lái)源:長(zhǎng)度L1和L2的測(cè)量存在偶然誤差(或物塊釋放后未能沿直線下落,空氣阻力對(duì)物塊下落的14.用下面的試驗(yàn)可以測(cè)量出滑塊與桌面的動(dòng)摩擦因素。圖中A是可以固定于水平桌面的滑槽,(滑槽末端與桌面相切),B是質(zhì)量為m的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn)).第一次試驗(yàn):如圖(a)所示,將滑槽固定于水平桌面的右端,滑槽的末端與桌面的右端M對(duì)齊,讓滑塊a從滑槽上最高點(diǎn)由靜止釋放滑下,落在水平地面上的P點(diǎn),測(cè)出滑槽最高點(diǎn)距離桌面的高度為h、M距離地面的高度H、M與P間的水平距離為x1;其次次試驗(yàn):如圖(b)所示,將滑槽固定于水平桌面的左端,測(cè)出滑槽的末端N與桌面的右端M的距離為L(zhǎng),M與P之間的水平距離為x2.①在第一次試驗(yàn)中,滑塊在滑槽末端時(shí)的速度大小為____________(用試驗(yàn)中所測(cè)得物理量的符合表示,已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間)②試驗(yàn)中測(cè)得h=15cm,H=25cm,x1=30cm,L=10cm,x2=20cm,則滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=___.滑塊在滑槽上滑動(dòng)期間克服阻力做的功與重力做功之比等于____.【答案】x1g2H;【解析】【詳解】解:(1)設(shè)滑塊滑究竟端的速度為v0,通過(guò)第一次試驗(yàn)測(cè)量有:H=12gt2(2)設(shè)滑塊滑到M點(diǎn)速度為vM,通過(guò)其次次試驗(yàn)測(cè)量有:x2=v2t,解得v2=x2g2H,從N到M過(guò)程中,依據(jù)功能關(guān)系有:-μmgL=15.用如圖P所示試驗(yàn)裝置驗(yàn)證m1、m2;組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,m2從高處由靜止起先下落,m1拖著紙帶打出一系列的點(diǎn),對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.圖乙給出的是試驗(yàn)中獲得的一條紙帶,0是打下的第一個(gè)點(diǎn),每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示已知m1=50克、m2=150克,則(1)在紙帶上打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度v=_______M/s;(2)在打點(diǎn)0~5過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的增加量ΔEk=___________J,系統(tǒng)勢(shì)能的削減量ΔEp(3)利用該試驗(yàn)也可測(cè)量重力加速度g的值,若某同學(xué)依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的12v2【答案】2.40.580.60在誤差允許的范圍內(nèi)機(jī)械能守恒9.7【解析】【詳解】(1)由于每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出,所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s,依據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出點(diǎn)5的瞬時(shí)速度:v5(2)在0~5過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量△EK=12(m1+m2)v52=12×0.2×2.42系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量為(m2-m1)gx=0.1×10×(0.384+0.216)J=0.60J。由此得出的結(jié)論是在誤差允許的范圍內(nèi)機(jī)械能守恒;(3)依據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒得,(m2?m1)gh=12(m1+m2)v2,解得12v2=m2-m1m1+m16.試驗(yàn)小組用圖甲所示的裝置既可以探究加速度與合力的關(guān)系,又可以測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。裝置中的物塊下端連接紙帶,砂桶中可放置砂子以便變更物塊所受到力的大小,物塊向上運(yùn)動(dòng)的加速度a可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出,現(xiàn)保持物塊質(zhì)量不變,漸漸增大砂桶和砂的總質(zhì)量進(jìn)行多次試驗(yàn),得到多組a、F值(F為力傳感器的示數(shù)大小等于懸掛滑輪繩子的拉力),不計(jì)滑輪的重力。(1)某同學(xué)依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出了a-F關(guān)系圖線如圖乙所示,則由該圖像可求得物塊的質(zhì)量m=___________kg,當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=___________m/s2(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字),(2)變更砂桶和砂的總質(zhì)量M使物塊獲得不同大小的加速度a,則試驗(yàn)得到的加速度a的值可能是___________(選填選項(xiàng)前的字母)。A.12.0m/s2B10.0m/s2C.6.5m/s2D.8.2m/s2【答案】0.2010CD【解析】【詳解】(1)對(duì)物塊分析可得:FT-mg=ma,對(duì)滑輪應(yīng)有:F=2FT,聯(lián)立以上方程可得a=12mF-g,可得圖線的斜率k=(2)由圖象可知試驗(yàn)得到的加速度a的值應(yīng)當(dāng)大于0小于9m/s2,符合條件只有CD。故CD正確。17.某試驗(yàn)小組采納如圖所示的裝置來(lái)探究“功與速度變更的關(guān)系”。試驗(yàn)中,小車遇到制動(dòng)裝置時(shí),鉤碼尚未到達(dá)地面。試驗(yàn)的部分步驟如下:A.將一塊一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板固定在桌面上,在長(zhǎng)木板的另一端固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器;B.把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔,連在小車后端,用細(xì)線跨過(guò)定滑輪連接小車和鉤碼;C.把小車?yán)娇拷螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置,接通電源,從靜止起先釋放小車,得到一條紙帶;D.關(guān)閉電源,通過(guò)分析小車位移與速度的變更關(guān)系來(lái)探討合外力對(duì)小車所做的功與速度變更的關(guān)系。如圖是試驗(yàn)中得到的一條紙帶,點(diǎn)O為紙帶上的起始點(diǎn),A、B、C是紙帶的三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間均有4個(gè)點(diǎn)未畫出,用刻度尺測(cè)得A、B、C到O的距離如圖所示,已知所用交變電源的頻率為50Hz,問:(1)打B點(diǎn)時(shí)刻,小車的瞬時(shí)速度vB=_____m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(2)本試驗(yàn)中,若小車的位移為x0時(shí)合外力對(duì)小車所做的功W0,則當(dāng)小車位移為x1時(shí),合外力對(duì)小車所做的功為_____(用x0、x1、W0表示)。(3)試驗(yàn)中,該小組同學(xué)畫出小車位移x與速度v的關(guān)系圖象如圖所示。依據(jù)該圖線形態(tài),某同學(xué)對(duì)W與v的關(guān)系作出的猜想,確定不正確的是_____(填寫選項(xiàng)字母代號(hào))。A.W∝vB.W∝v2C.W∝1(4)在本試驗(yàn)中,下列做法能有效地減小試驗(yàn)誤差的是_____(填寫選項(xiàng)字母代號(hào))。A.把長(zhǎng)木板右端適當(dāng)墊高,以平衡摩擦力B.試驗(yàn)中限制鉤碼的質(zhì)量,使其遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量C.調(diào)整滑輪高度,使拉小車的細(xì)線和長(zhǎng)木板平行D.先讓小車運(yùn)動(dòng)再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器【答案】0.40x1【解析】【詳解】解:(1)相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間均有4個(gè)點(diǎn)未畫出,計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔:t=0.02×5=0.1s;勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度等于中間時(shí)刻瞬時(shí)速度,打B點(diǎn)的速度:v(2)依據(jù)功的定義有:W0=mgx0(3)圖象為過(guò)原點(diǎn)的曲線,依據(jù)圖象結(jié)合數(shù)學(xué)學(xué)問可知,該圖象形式為:y=xn,(n=2,3,4),可知B正確,A、本題不正確的故選AC。(4)本試驗(yàn)探究“功與速度變更的關(guān)系”的試驗(yàn),要使鉤碼的重力等于小車的合外力,就必需先平衡摩擦力,保證鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量,所以A、B都正確,調(diào)整滑輪高度,使拉小車的細(xì)線和長(zhǎng)木板平行,讓力的方向和位移方向在同始終線上,可以減小誤差,故C正確,應(yīng)當(dāng)先接通電源,后放開小車,所以D錯(cuò)誤;故選ABC。18.用圖甲所示的裝置來(lái)探究功和動(dòng)能變更的關(guān)系.木板上固定兩個(gè)完全相同的遮光條A、B,用不行伸長(zhǎng)的細(xì)線將木板通過(guò)兩個(gè)滑輪與彈簧測(cè)力計(jì)C相連,木板放在安裝有定滑輪和光電門的軌道D上,軌道放在水平桌面上,P為小桶(內(nèi)有沙子),滑輪質(zhì)量、摩擦不計(jì),重力加速度為g。(1)試驗(yàn)中軌道應(yīng)傾斜確定角度,對(duì)此下列說(shuō)法正確的是__________.A.為了釋放木板后,木板在細(xì)線拉動(dòng)下能勻速下滑B.為了增大木板下滑的加速度,提高試驗(yàn)精度C.盡量保證細(xì)線拉力對(duì)木板做的功等于木板所受合力對(duì)木板做的功D.使木板在未施加拉力時(shí)能勻速下滑(2)試驗(yàn)主要步驟如下:①測(cè)量木板、遮光條的總質(zhì)量M,測(cè)量?jī)烧诠鈼l間的距離L,遮光條的寬度d,按甲圖正確安裝器材.②將木板左端與軌道左端對(duì)齊,靜止釋放木板,木板在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng),記錄彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F及遮光條B、A先后經(jīng)過(guò)光電門的時(shí)間t1、t2.則遮光條B、A通過(guò)光電門的過(guò)程中木板動(dòng)能的變更量?Ek=__________,合外力對(duì)木板做功W=__________,(均用字母M、t1、t2、d、L、F表示).③在小桶中增加沙子,重復(fù)②的操作.④比較W、?Ek的大小,得出試驗(yàn)結(jié)論.(3)若在本試驗(yàn)中軌道水平放置,其它條件和試驗(yàn)步驟不變,假設(shè)木板與軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.測(cè)得多組F、t1、t2的數(shù)據(jù),并得到F與1t22-1t12的關(guān)系圖像如圖所示.已知圖像在縱軸上的截距為b,直線的斜率為k,求解μ=___________(用字母b、【答案】CD12M【解析】【詳解】(1)為了使繩子拉力充當(dāng)合力,即細(xì)線拉力做的功等于合力對(duì)小車做的功應(yīng)先平衡摩擦力,摩擦力平衡掉的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)即:可使得小車在未施加拉力時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng),故C,D正確;故選CD.(2)小車通過(guò)A時(shí)的速度:vA=dt1則小車通過(guò)A、B過(guò)程中動(dòng)能的變更量ΔE=拉力所做的功W=FL;(3)由題意,小車受到的拉力是:F=(mg-f),小車的位移是s,設(shè)小車的質(zhì)量是M,小車動(dòng)能的變更是:ΔE依據(jù)做功與動(dòng)能變更的關(guān)系可得:(mg-f)s=12M[(dt2)2-(19.如圖甲所示是探討小車加速度與力關(guān)系的試驗(yàn)裝置,木板置于水平桌面上,一端系有砂桶的細(xì)繩通過(guò)滑輪與拉力傳感器相連,拉力傳感器可顯示所受的拉力大小F,變更桶中砂的質(zhì)量多次試驗(yàn)。完成下列問題:(1)試驗(yàn)中須要______A.測(cè)量砂和砂桶的總質(zhì)量B.保持細(xì)繩與木板平行C.保持小車的質(zhì)量不變D.滿意砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量(2)試驗(yàn)中得到一條紙帶,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出,各計(jì)數(shù)點(diǎn)到A點(diǎn)的距離如圖乙所示。電源的頻率為50Hz,則小車的加速度大小為______m/s2(3)試驗(yàn)中描繪出a-F圖像如圖丙所示,圖像不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的緣由是_____【答案】BC1.48平衡摩擦力過(guò)度【解析】【分析】依據(jù)試驗(yàn)的原理以及操作中的留意事項(xiàng)確定正確的操作步驟。依據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式Δx=aT2可以求出小車運(yùn)動(dòng)的加速度的大小;試驗(yàn)時(shí)應(yīng)平衡摩擦力,沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足,a-F圖像在F軸上有截距;平衡摩擦力過(guò)度,在a-F圖像的a軸上有截距?!驹斀狻浚?)A.繩子的拉力可以通過(guò)拉力傳感器測(cè)出,不須要用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B.為了使細(xì)繩對(duì)小車的拉力等于小車所受的合外力,須要平衡摩擦力,平衡摩擦力時(shí)應(yīng)當(dāng)將穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶連在小車上,調(diào)整木板的傾斜度,讓小車拖著紙帶做勻速直線運(yùn)動(dòng),同時(shí)要調(diào)整木板上滑輪的高度使細(xì)繩與木板平行,B項(xiàng)正確;C.本試驗(yàn)采納的是限制變量法,要探討小車加速度與力的關(guān)系,必需保持小車的質(zhì)量不變,C項(xiàng)正確;D.試驗(yàn)中拉力通過(guò)拉力傳感器測(cè)出,不須要滿意砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,D項(xiàng)錯(cuò)誤;(2)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz,則紙帶上相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T=5×0.02s=0.1s,依據(jù)Δx=aT2可得:xCE-xAC=a(2T)2,小車運(yùn)動(dòng)的加速度為a=xCE-xAC4T2=22(3)由圖像可知,a-F圖像在a軸上有截距,這是由于平衡摩擦力過(guò)度造成的。即在實(shí)際操作中,平衡摩擦力時(shí)斜面傾角過(guò)大,即平衡摩擦力過(guò)度。20.某同學(xué)用如圖所示的裝置來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。質(zhì)量均為M的物體A、B通過(guò)細(xì)繩連在一起,物體B上放置質(zhì)量為m的金屬片C,在其正下方h處固定一個(gè)圓環(huán),P1、P2是相距為d的兩個(gè)光電門。釋放后,系統(tǒng)由靜止起先運(yùn)動(dòng),當(dāng)物體B穿過(guò)圓環(huán)時(shí),金屬片C被擱置在圓環(huán)上,數(shù)字計(jì)時(shí)器測(cè)出物體B通過(guò)P1、P2的時(shí)間為t。(1)物體B剛穿過(guò)圓環(huán)后的速度v=_______;(2)試驗(yàn)中驗(yàn)證下面_______(填正確選項(xiàng)的序號(hào))等式成立,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律(把v當(dāng)作已知量);A.mgh=12Mv2BC.mgh=12(2M+m)v(3)本試驗(yàn)中的測(cè)量?jī)x器除了圖中器材和刻度尺、電源外,還須要_______。【答案】(1)dt(2)C(3【解析】【詳解】(1)依據(jù)平均速度等于瞬時(shí)速度,則有物塊B穿過(guò)圓環(huán)后的速度為v=d(2)由題意可知,系統(tǒng)ABC削減的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的增加的動(dòng)能,即為:mgh+Mgh-Mgh=12(2M+m)v2(3)由mgh=12(2M+m)v221.某同學(xué)用如圖甲所示裝置,通過(guò)半徑相同的A、B兩球的碰撞來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律(1)測(cè)量所得入射球A的質(zhì)量為mA,被碰撞小球B的質(zhì)量為mB,圖甲中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在水平地面上的垂直投影,試驗(yàn)時(shí),先讓入射球A從斜軌上的起始位置由靜止釋放,找到其平均落點(diǎn)的位置P,測(cè)得平拋射程為OP;再將入射球A從斜軌上起始位置由靜止釋放,與小球B相撞,分別找到球A和球B相撞后的平均落點(diǎn)M、N,測(cè)得平拋射程分別為OM和ON,當(dāng)所測(cè)物理量滿意表達(dá)式_________,時(shí),即說(shuō)明兩球碰撞中動(dòng)量守恒;假如滿意表達(dá)式_________,則說(shuō)明兩球的碰撞為完全彈性碰撞。(2)經(jīng)測(cè)定,mA=45.0g,mB=7.5g,小球落地點(diǎn)的平均位置距O點(diǎn)的距離如圖,經(jīng)計(jì)算,碰撞前、后總動(dòng)量的比值PAP(3)有同學(xué)認(rèn)為,在上述試驗(yàn)中僅更換兩個(gè)小球的材質(zhì),其他條件不變,可以使被碰小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程增大。請(qǐng)你用(2)中已知的數(shù)據(jù),分析和計(jì)算出被碰小球B平拋運(yùn)動(dòng)射程ON的最大值為______cm.【答案】m【解析】【詳解】解:(1)小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng),由于小球拋出點(diǎn)的高度相同,它們?cè)诳罩械倪\(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等,它們的水平位移x與其初速度成正比,可以用小球的水平位移代替小球的初速度,若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒,則mAv0=mAv1+若碰撞是彈性碰撞,則機(jī)械能守恒,由機(jī)械能守恒定律得:12mAv02=12(2)碰撞前、后總動(dòng)量的比值PA(3)發(fā)生彈性碰撞時(shí),被碰小球獲得速度最大,依據(jù)動(dòng)量守恒:mAv0=mA22.某試驗(yàn)小組為了探究碰撞中的不變量,在氣墊導(dǎo)軌中心放置一個(gè)滑塊Q,另一個(gè)滑塊P壓縮導(dǎo)軌左端彈簧片后被鎖定,滑塊P上安裝有遮光板C,其右端粘上橡皮泥,導(dǎo)軌上適當(dāng)位置安裝兩個(gè)光電門A、B記錄滑塊上遮光板C分別通過(guò)兩光電門的時(shí)間,如圖(a)所示。解除滑塊P的鎖定,滑塊P被彈出與滑塊Q相碰后粘合在一起運(yùn)動(dòng),P、Q碰撞前、后的運(yùn)動(dòng)均為勻速直線運(yùn)動(dòng)。(1)為了正常試驗(yàn)和減小試驗(yàn)誤差,下列操作必要的是_________A.試驗(yàn)前應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)整水平B.光電門A應(yīng)當(dāng)靠近滑塊PC.遮光板應(yīng)適當(dāng)加寬D.滑塊Q上應(yīng)安裝遮光板(2)試驗(yàn)小組用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光板的寬度如圖(b)所示,其寬度為__________mm;試驗(yàn)除了要記錄遮光板通過(guò)光電門的時(shí)間外,還應(yīng)測(cè)定_____________________________?!敬鸢浮緼C20.70兩滑塊(包括橡皮泥和遮光板)的質(zhì)量【解析】【詳解】(1)為了避開軌道傾斜對(duì)滑塊運(yùn)動(dòng)的影響,試驗(yàn)前必需將氣墊導(dǎo)軌調(diào)整水平,A對(duì);光電門A應(yīng)設(shè)置在滑塊P勻速運(yùn)動(dòng)階段,因此不能靠近滑塊P,B錯(cuò);適當(dāng)加寬遮光板可減小長(zhǎng)度和時(shí)間測(cè)量誤差,C對(duì);碰后滑塊Q與P一起運(yùn)動(dòng),因此沒有必要在其上安裝遮光板,D錯(cuò)。(2)游標(biāo)卡尺示數(shù):20.00mm+14×0.05mm=20.70mm;碰撞中的守恒量是動(dòng)量mv,測(cè)定遮光板寬度和遮光板通過(guò)光電門時(shí)間可計(jì)算此時(shí)速度,還須要測(cè)定兩滑塊(包括橡皮泥和遮光板)的質(zhì)量。23.為了驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量和能量是否守恒,長(zhǎng)郡中學(xué)髙三物理愛好小組找來(lái)了一端傾斜另一端水平的光滑軌道,如圖所示。在距離水平部分高為h處和水平部分安裝了1、2兩個(gè)光電門,然后找來(lái)兩個(gè)直徑均為d但質(zhì)量分別為mA和mB的小球A、B進(jìn)行試驗(yàn)。先將小球B靜放在水平軌道上兩光電門之間,讓小球A從傾斜軌道上較高位置釋放,光電門1記錄了小球A碰撞前后通過(guò)的時(shí)間t1、t1′,光電門2記錄了碰后小球B通過(guò)的時(shí)間t2′。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析可知mA___________(填“大于”“小于”或“等于”)mB,若滿意關(guān)系式___________,則說(shuō)明碰撞中能量守恒。假如兩小球的位置互換,該試驗(yàn)___________(填“能”或“不能”)勝利?!敬鸢浮啃∮趍A【解析】【詳解】由題意,兩個(gè)直徑相同的小球在光滑的水平面上發(fā)生碰撞,要驗(yàn)證動(dòng)量守恒,則必定要測(cè)出碰撞前后的速度,從題意來(lái)看,由于小球A通過(guò)光電門的時(shí)間有兩個(gè),則說(shuō)明小球A碰撞兩次通過(guò)光電門,即碰撞后反彈,要反彈則A球的質(zhì)量小于B球的質(zhì)量;由機(jī)械能守恒定律可以求出兩個(gè)小球的速度分別由下式表示:vvv若碰撞前后機(jī)械能守恒,則有:1將以上式代入并化簡(jiǎn)可得:m若把兩球的位置互換,則碰撞后B球不會(huì)反彈,但B球碰撞可以通過(guò)光電門2,仍可求出碰撞后的速度,同樣也能驗(yàn)證機(jī)械能理否守恒。24.利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.試驗(yàn)裝置示意圖如圖1所示:(1)試驗(yàn)步驟:①將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上,桌面高度不低于1m,將導(dǎo)軌調(diào)至水平;②用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光條(固定在滑塊上)的寬度d,結(jié)果如圖2所示,由此讀出d=__________mm;③由導(dǎo)軌刻度尺讀出兩光電門中心之間的距離x;④將滑塊移至光電門1右側(cè)某處,待砝碼靜止不動(dòng)時(shí),釋放滑塊,要求砝碼落地前擋光條已通過(guò)光電門2;⑤從數(shù)字計(jì)時(shí)器上分別讀出擋光條通過(guò)光電門1和光電門2所用的時(shí)間分別為△t1和△t2;⑥用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M,再稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m.(2)用表示干脆測(cè)量的字母寫出下列所求物理量的表達(dá)式:①當(dāng)滑塊通過(guò)光電門2時(shí),系統(tǒng)的速率為______________;②假如表達(dá)式__________成立,則可認(rèn)為驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律.已知重力加速度為g.【答案】10.90d【解析】【詳解】(1)②d=10mm+0.02mm×45=10.90mm;(2)①當(dāng)滑塊通過(guò)光電門1時(shí),系統(tǒng)的速率為v1=dΔt②托盤和砝碼重力勢(shì)能的減小量:?Ep=mgx;系統(tǒng)動(dòng)能的增加量:ΔEk=125.下圖為驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的試驗(yàn)裝置,試驗(yàn)中選取兩個(gè)半徑相同、質(zhì)量不等的小球,按下面步驟進(jìn)行試驗(yàn):①用天平測(cè)出兩個(gè)小球的質(zhì)量分別為m1和m2;②安裝試驗(yàn)裝置,將斜槽AB固定在桌邊,使槽的末端切線水平,再將一斜面BC連接在斜槽末端;③先不放小球m2,讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止釋放,標(biāo)記小球在斜面上的落點(diǎn)位置P;④將小球m2放在斜槽末端B處,仍讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止釋放,兩球發(fā)生碰撞,分別標(biāo)記小球m1、m2在斜面上的落點(diǎn)位置;⑤用毫米刻度尺測(cè)出各落點(diǎn)位置到斜槽末端B的距離。圖中從M、P、N點(diǎn)是試驗(yàn)過(guò)程中登記的小球在斜面上的三個(gè)落點(diǎn)位置,從M、P、N到B點(diǎn)的距離分別為SM、SP、SN.依據(jù)上述試驗(yàn)步驟,請(qǐng)回答下面問題:(1)兩小球的質(zhì)量m1、m2應(yīng)滿意m1_______m2(填寫“>”、“=”或“<”);(2)用試驗(yàn)中測(cè)得的數(shù)據(jù)來(lái)表示,只要滿意關(guān)系式________________,就能說(shuō)明兩球碰撞前后動(dòng)量是守恒的;(3)若要推斷兩小球的碰撞是否為彈性碰撞,用試驗(yàn)中測(cè)得的數(shù)據(jù)來(lái)表示,只需比較________與______________是否相等即可?!敬鸢浮浚緈【解析】【詳解】(1)為了防止入射球碰后反彈,確定要保證入射球的質(zhì)量大于被碰球的質(zhì)量,即m1>m2;(2)小球m1和小球m2相撞后,小球m2的速度增大,小球m1的速度減小,都做平拋運(yùn)動(dòng),所以碰撞后m1球的落地點(diǎn)是M點(diǎn),m2球的落地點(diǎn)是N點(diǎn);(3)碰撞前,小于m1落在圖中的P點(diǎn),設(shè)其水平初速度為v1.小球m1和m2發(fā)生碰撞后,m1的落點(diǎn)在圖中的M點(diǎn),設(shè)其水平初速度為v1′,m2的落點(diǎn)是圖中的N點(diǎn),設(shè)其水平初速度為v2.設(shè)斜面BC與水平面的傾角為α,由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得:SMsinα=12gt2,SMcosα=v′1解得:v1'=gSM(cosα)22sinα;同理可解得:v1=gSP(cosα)22sinα,v2=gSN(cosα)22sinα;所以只要滿意m1v1=m2v2+m1v′1即:m1SP=m1SM+m2SN,則說(shuō)明兩球碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒;假如滿意小球的碰撞為彈性碰撞,則應(yīng)滿意:12m1v12=12m1v1′2+m2v22;代入以上速度表達(dá)式可知,應(yīng)滿意【點(diǎn)睛】本題考查驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的試驗(yàn),要留意學(xué)會(huì)運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律求解碰撞前后的速度,兩小球的碰撞是彈性碰撞,則碰撞前后機(jī)械能沒有損失。26.某同學(xué)在探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系試驗(yàn)中,把彈簧放置在水平桌面上,測(cè)出其自然長(zhǎng)度,然后豎起懸掛讓彈簧自然下垂,如圖甲所示,在其下端掛上鉤碼。(1)試驗(yàn)時(shí)漸漸增加彈簧下端鉤碼并記錄所掛鉤碼的重力F與其對(duì)應(yīng)彈簧的形變量x,作出的F-x圖象如圖乙所示。圖線不過(guò)原點(diǎn)的緣由是_________。(2)該同學(xué)又找來(lái)與彈簧性質(zhì)相同的橡皮筋,橡皮筋在彈性限度內(nèi)彈力F0與伸長(zhǎng)量x0成正比,即F0=kx0,查閱資料后發(fā)覺式中k值與橡皮筋的原長(zhǎng)L0和橫截面積S有關(guān)。理論與試驗(yàn)①楊氏模量Y的單位是___________。A.NB.mC.NmD.②若該橡皮筋的k值與(1)中彈簧的勁度系數(shù)相同,該橡皮筋的原長(zhǎng)為10.0cm,橫截面積為1.0mm2,則可知該橡皮筋的楊氏模量Y的大小為【答案】(1)彈簧自身重力的影響;(2)①D②1.0×107N/m2.【解析】【分析】(1)依據(jù)圖像可知,彈簧不加拉力時(shí)就有伸長(zhǎng)量,分析其緣由;(2)依據(jù)公式Y(jié)=kL0S【詳解】(1)彈簧的原長(zhǎng)是放置在水平桌面上測(cè)出的,由于彈簧自身的重力影響,F(xiàn)=0時(shí),豎直懸掛的彈簧的形變量不為零;(2)①依據(jù)表達(dá)式Y(jié)=kL0S可知,楊氏模量的單位是②由F-x圖像可知k=810-2N/cm=100N/m;帶入表達(dá)式可得橡皮筋的楊氏模量Y的大小為1.0×107N/m27.在做“用單擺測(cè)定重力加速度”的試驗(yàn)中,(1)用秒表測(cè)時(shí)間時(shí)為盡量削減誤差,應(yīng)從擺球通過(guò)_____(選填“最高點(diǎn)”或“最低點(diǎn)”)時(shí)起先計(jì)時(shí)。(2)某同學(xué)在正確操作和測(cè)量的狀況下,測(cè)得周期為T1,由單擺周期公式得出重力加速度值比當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎敌。獬似渌蛩睾蟀l(fā)覺,是所用擺球的重心不在球心所致,則可以推斷重心應(yīng)當(dāng)是在球心的_____(選填“上方”或“下方”)。于是他將擺線長(zhǎng)減小△L,測(cè)得單擺振動(dòng)周期為T2,由此可得到比較精確的重力加速度表達(dá)式是_____。(3)為了更精確測(cè)量,他測(cè)出多組擺長(zhǎng)L和振動(dòng)周期T,得出如圖所示圖象,則圖象的縱軸表示_____;由圖象求出的重力加速度g=_____m/s2.(小數(shù)點(diǎn)后保留兩位)【答案】最低點(diǎn)下方4π2ΔLT【解析】【分析】(1)單擺在最低點(diǎn)時(shí)計(jì)時(shí)誤差較小。(2)依據(jù)單擺的周期公式分析誤差產(chǎn)生的緣由,分析計(jì)算加速度的方法。(3)依據(jù)單擺的周期公式得出T2﹣L的關(guān)系式,結(jié)合圖線的斜率求出重力加速度?!驹斀狻浚?)因?yàn)閿[球在最低點(diǎn)的速度最快,所以在最低點(diǎn)作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)誤差最小。(2)依據(jù)T=2πLg可知,若得出重力加速度值比當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎敌?,解除了其它因素后,確定是擺長(zhǎng)L的測(cè)量值偏小,假如是所用擺球的重心不在球心所致,則可以推斷重心應(yīng)當(dāng)是在球心的下方。起先時(shí):T于是他將擺線長(zhǎng)減小△L,測(cè)得單擺振動(dòng)周期為T2,則:T聯(lián)立可得:g=(3)依據(jù):T=2πLg得,T2=4π解得:g=9.81m/s2?!军c(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道試驗(yàn)的原理,以及試驗(yàn)中應(yīng)當(dāng)?shù)牧粢獾氖马?xiàng)以及誤差形成的緣由,駕馭單擺的周期公式,并能敏捷運(yùn)用。28.如圖所示為某中
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