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简答题

为了测量木块与木板间动摩擦因数,某小组使用位移传感器设计了如图所示实验装置,让木块从倾斜木板上一点A由静止释放,位移传感器可以测出木块到传感器的距离。位移传感器连接计算机,描绘出滑块相对传感器的位移s随时间t变化规律,如图所示。

①根据上述图线,计算0.4 s时木块的速度__________m/s,木块加速度__________m/s2

②为了测定动摩擦因数,还需要测量的量是________;(已知当地的重力加速度g)

③为了提高木块与木板间动摩擦因数的测量精度,下列措施可行的是_________

正确答案

①0.4 , 1 ; ②斜面倾角(或A点的高度)③A

试题分析:①0.4 s时木块的速度等于0.2s—0.6s内的平均速度,即

根据,可求出木块的加速度

②根据,可知相应测出倾斜角或A点的高度算出倾斜角。

③:当A点与传感器距离适当大些,可测出多组数据,求平均值,能提高测量精正确度,A正确;倾斜角越大,测得的数据越少,不利于提高测量精度,B错误;若选择体积较大的空心木块,在下降过程中,受空气阻力变大,影响了动摩擦因数的测量, C错误;传感器开始计时的时刻不一定从A点释放的时,只要根据中间一段的,就可算出加速度,D错误。

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简答题

如图(a)为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有砝码的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板。在实验中用细线对小车拉力F等于砝码和小桶的总重力,小车运动加速度a可用纸带上的点求得。

(1)关于该实验,下列说法中正确的是           

(2)图(b)是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4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所示,由纸带求出小车的加速度

a=       m/s (加速度a的计算结果保留2位有效数字)

(3)在“探究加速度与质量的关系”时,保持砝码和小桶质量不变,改变小车质量m,分别测得小车的加速度a与对应的质量m数据如下表:

利用上表数据,在(c)图坐标纸中选择合适物理量为坐标轴建立坐标系,作出直观反映与m关系的图像。从图线可得到的结论是                          

正确答案

(1) ABD (2) 0.50 

(3)结论是:在合外力一定的情况下,物体的加速度与物体的质量成反比.图像如下

试题分析:(1)根据牛顿定律,细绳对小车的拉力为,用砝码和小桶的总重力mg来表示F,对实验结果会产生误差; 为消除摩擦力对实验的影响,可以把木板D的左端适当垫高,从而平衡掉小车与木板的摩擦力;使用电火花计时器时先接通电源然后使纸带运动;木板D的左端被垫高后,图中细线应保持与木板表面平行。选项ABD正确。(2)根据,所以

(3)结论是:在合外力一定的情况下,物体的加速度与物体的质量成反比.

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简答题

某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”,如图16,他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连,用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。在水平桌面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器记录小车通过A、B时的速度大小。小车中可以放置砝码。

(1)实验主要步骤如下:

①测量小车和拉力传感器的总质量M1,把细线的一端固定在拉力传感器上另一端通过定滑轮与钩码相连,正确连接所需电路

②将小车停在C点,然后释放小车,小车在细线拉动下运动,记录(     )

细线拉力及小车通过A、B时的速度  

钩码的质量和小车的质量

C、钩码的质量及小车通过A、B时的速度 

D、小车的质量和细线的长度

③在小车中增加砝码,或减少砝码,重复②的操作。

(2)表1是他们测得的一组数据,其中M是M1与小车中砝码质量m之和,|v22-v21| 是两个速度传感器记录速度的平方差,可以据此计算出动能变化量△E,F是拉力传感器受到的拉力,W是F在A、B间所作的功。表格中△E3=__________,W3=________.(结果保留三位有效数字)

表1 数据记录表

 

(3)根据表1提供的数据,请在方格纸上作出△E-W图线

正确答案

(1)A  (2)0.600  0.610

小车在钩码的作用下拖动纸带在水平面上做加速运动,通过速度传感器可算出A B两点的速度大小,同时利用拉力传感器测量出拉小车的力,从而由AB长度可求出合力做的功与小车的动能变化关系.

解:(1)通过力传感器测出拉细线的力,以便求出合力做功.故A选项正确;

即使知道钩码的质量,也不能算出拉细线的力.原因是钩码处于加速运动,细线的拉力不等于钩码的重力.故C选项不正确;

BD两选项均没有测出两点速度,所以得出动能的变化.因此BD选项均不正确;

故选A

(2)由各组数据可见规律△E=

可得△E3=0.600 J观察F-W数据规律可得数值上W3==0.610 J

(3)在方格纸上作出△E-W图线如图所示

答案:(1)②选A  (2)0.600 J 0.610 J (3)见上图

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在“探究弹力和弹簧伸长的关系,并测定弹簧的劲度系数”的实验中,实验装置如右图所示.所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力.实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在绳子的下端,每次测出相应的弹簧总长度.

(1)有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标图中,请作出FL图线.

(2)由此图线可得出该弹簧的原长L0=________cm,劲度系数k=________ N/m.

(3)试根据以上该同学的实验情况,请你帮助他设计一个记录实验数据的表格(不必填写其实验测得的具体数据)

(4)该同学实验时,把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较.

优点在于:_______________________________________________________________.

缺点在于:_______________________________________________________________.

正确答案

 (1)

(2)5 20

(3)记录数据的表格如下表:

(4)优点是:避免弹簧自身所受重力对实验的影响;

缺点是:弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差.

试题分析: (1)用平滑的曲线将各点连接起来,如下图所示:

(2)弹簧处于原长时,弹力为零,故弹簧的原长

图象的函数表达式为:,故斜率表示劲度系数;

劲度系数

(3)记录数据的表格如下表:

(4)优点是:避免弹簧自身所受重力对实验的影响;

缺点是:弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差.

点评:本题关键是明确描点作图的方法,同时求解出图象的函数表达式,得到斜率的含义,然后通过图象求解出劲度系数.

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如图所示,是某同学打下的一条匀加速直线运动的纸带,相邻的两个计数点间还有4个点未画出,打点计时器使用的是50 Hz的交流电.计数点间的距离依次为S1=2.60cm、S2=4.10cm、S3=5.60cm、S4=7.10cm、S5=8.60cm、S6=10.0cm.

(1)计数点“1”处的速度为V1=___________m/s

(2)若计数点间的距离依次用S1,S2,S3,S4,S5,S6 表示,相邻两个计数点间的时间间隔用t表示,用逐差法求加速度的表达式为:a=                                      ,代入数据后,加速度大小为_______m/s2

(3)计数点“0”处的速度为V0=___________m/s(保留三位有效数字)

正确答案

(1) 0.335    (2);1.49   (3)0.186

试题分析:(1)根据匀变速直线运动的规律,计数点“1”的速度等于S1和S2两端位移过程中的平均速度,即:V1===0.335m/s

(2)根据逐差法,加速度为:a===1.49m/s2

(3)由v1=v0+at得v0=v1-at=0.335m/s-1.49m/s2×0.1s=0.186m/s

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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)实验中必须满足的条件是________.

A.m1必须大于m2

B.斜槽必须是光滑的

C.斜槽末端的切线必须水平

D.m1每次必须从同一高度由静止滚下

(2)实验中必须测量的物理量是________.

A.两小球的质量m1和m2

B.两小球的直径d1和d2

C.桌面离地面的高度H

D.小球飞出的水平距离s

(3)下列说法中有利于减小误差、提高实验结果准确程度的是________.

A.两小球的质量差越大越好

B.小球释放点离地面的高度越大越好

C.调整斜槽,使m1、m2碰撞时球心在同一水平面上

D.将小球重复10次的落点用半径尽量小的圆圈住,其圆心作为小球的落点位置

正确答案

(1)ACD  (2)AD  (3)CD

(1)为了防止碰后m1反弹而导致m1碰后速度的测量误差增大,必须m1>m2,A对;该实验是通过平抛运动规律来将速度转换成水平位移进行测量的,必须保证两球在碰撞前后水平抛出,所以斜槽末端的切线必须水平,C对;要保证m1碰前的速度相同,根据功能关系,m1每次必须从同一高度由静止滚下,D对;根据功能关系可知斜槽没有必要一定光滑,B错.

(2)根据动量守恒定律,m1v1=m1v′1+m2v′2,本实验将其转换成m1s1=m1s′1+m2s′2进行验证,所以A、D正确.

(3)根据实验需要注意的事项和数据处理方法,C、D正确.

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简答题

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,再用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一位置O,之后只用一个弹簧秤拉橡皮条使其伸长,如图所示。关于实验操作,下列说法正确的是______(填写相应序号)。

①同一次实验中O点的位置允许变动。

②实验中弹簧秤必须保持与木板平行,读数时要正视弹簧秤刻度。

③实验中需要记录弹簧秤的示数和弹簧秤所施加拉力的方向。

正确答案

②③  2分

试题分析:①要保证两个弹簧称的拉力与一个弹簧称的拉力效果相同,橡皮条要沿相同方向伸长量相同,则O点的位置应固定,故①错误;②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②正确;③由于力是矢量,因此在记录时不但要记录大小还要记录其方向,故③正确.

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简答题

(6分)某探究学习小组验证动能定理的实验装置如图甲所示.

(1) 实验时首先要平衡摩擦力:取下沙桶,把木板不带滑轮的一端垫高,轻推小车,让小车________(选填“拖着”或“不拖着”)纸带运动.

(2)打点计时器使用频率为50 Hz的交流电,记录小车运动的纸带如图乙所示.在纸带上相邻两计数点之间还有四个点未画出.本实验需根据此纸带计算_________(选填“速度”、“加速度”)的值,其中小车通过计数点“B”时,该值=___________(计算结果保留两位有效数字).

(3)若实验室没有沙桶只有钩码,每个钩码质量m=50g,小车总质量M=200g,用该实验装置验证动能定理,则需验证重力对钩码所做的功是否等于____________(选填“小车”或“小车和钩码”)动能的增量.

正确答案

(1)拖着(1分);(2)速度(1分)0.13m/s(2分)(说明:没有单位或单位错不得分);(3)小车和钩码(2分)。

试题分析:(1)在平衡摩擦力时,是需要带着纸带一起运动的;(2)由于该题是用来验证动能定理的,而Ek=mv2,故纸带是用来计算速度值的,从而得出动能的大小来;小车通过B点的速度值为vB==13cm/s=0.13m/s;(3)把小车与钩码看成一个系统,重力对钩码所做的功其实就是合外力对整个系统的功,它应该等于钩码和小车动能的增加量;若只对于小车而言,拉力对小车的功与钩码重力对钩码的功是不相等的,故它不是对小车而言的。

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如图所示,把一个弹簧测力计的一端固定在墙上,用另一个弹簧测力计水平向左拉金属板,使金属板向左运动,此时两个测力计的示数稳定(图中已把弹簧测力计的示数放大画出),则物块P与金属板间的滑动摩擦力的大小是          N(要估读1位)。若用弹簧测力计测得物块P重13N,根据表中给出的动摩擦因数,可推算出物块P的材料为             。

正确答案

2.60N   木头

试题分析:由于物体P静止不动,右边的弹簧弹力等于物体P受到的滑动摩擦力的大小,为2.60N,由滑动摩擦力公式可知动摩擦因数,可推算出物块P的材料为木头

点评:本题考查了学生的推断能力和排除能力,有的学生没有注意木板不一定为匀速运动而错误的认为左边弹簧弹力等于木板所受到的摩擦力

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简答题

(6分)如图甲所示,某同学在做“探究功与速度变化的关系”的实验.当小车在1条橡皮筋的作用下沿木板滑行时,橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条…橡皮筋重复实验时,设法使每次实验中橡皮筋所做的功分别为2W、3W….

图甲

(1)图中电火花计时器的工作电压是________V的交流电.

(2)实验室提供的器材如下:长木板、小车、橡皮筋、打点计时器、纸带、电源等,还缺少的测量工具是________.

(3)在正确操作的情况下,某次所打的纸带如图乙所示.打在纸带上的点并不都是均匀的,为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度,应选用纸带的________部分进行测量(根据纸带中字母回答),小车获得的速度是________m/s.(结果保留两位有效数字)

图乙

正确答案

(1) 220;(2)刻度尺;(3)GJ或者HJ;0.65 。

试题分析:(1)图中电火花计时器的工作电压是220V的交流电.(2) 缺少的测量工具是刻度尺;(3)测量橡皮筋做功后小车获得的速度,应选用纸带上点迹分布均匀的部分即GJ或者HJ部分进行测量,小车获得的速度是

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