- 实验:探究小车速度随时间变化的规律
- 共728题
物体在空中下落的过程中,重力做正功,物体的动能越来越大,为了“探究重力做功和物体动能变化间的定量关系”,我们提供了如下图的实验装置。
(1)某同学根据所学的知识结合右图设计一个本实验情景的命题:如图所示,设质量为m(已测定)的小球在重力
mg作用下从开始端自由下落至光电门发生的位移s,通过光电门时的速度v,试探究外力做的功mgs与小球动能变化量的定量关系。
(2)某同学根据上述命题进行如下操作并测出如下数字。
①用天平测定小球的质量为0.50kg;
②用游标尺测出小球的直径为10.0mm;
③用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为80.80cm;
④电磁铁先通电,让小球 。
⑤ ,小球自由下落。
⑥在小球经过光电门时间内,计时装置记下小球经过光电门所用时间为2.50×10-3s,由此可算得小球经过光电门时的速度为 m/s。
⑦计算得出重力做的功为 J,小球动能变化量为 J。(g取10m/s2,结果保留三位有效数字)
(3)试根据在(2)中条件下做好本实验的结论:
正确答案
分析:解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项.
利用平均速度代替瞬时速度算得小球经过光电门时的速度,从而求出动能.
根据功的定义式求出重力做功.
解答:解:(2)④电磁铁先通电,让小球吸在开始端.使得小球处于静止状态.
⑤电磁铁断电,小球只受重力,小球自由下落.
⑥利用平均速度代替瞬时速度算得小球经过光电门时的速度得:小球经过光电门时的速度为v==4 m/s
⑦重力做功w=mgh=4.02 J,小球动能变化量为△Ek=mv2-0=4.00J
(3)在误差允许范围内,重力做的功与物体动能的变化量相等.
故答案为:④吸在开始端.⑤电磁铁断电 ⑥4 m/s.⑦4.02 J,4.00J.(3)在误差允许范围内,重力做的功与物体动能的变化量相等.
点评:本题关键是要根据探究功与动能变化关系的实验的实验原理,测出需要比较的物理量.
计算过程中要注意单位的换算和有效数字的保留.
(3分)如图所示,某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中,由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点的时间间隔为,其中
,
,
,
,
,则打A点时小车的瞬时速度大小是 m/s,计算小车运动的加速度的表达式为 .加速度大小是 m/s。。(计算结果保留两位有效数字)
正确答案
vA="0.86" m/s (1分), (1分) ,a="0.64" m/s2(1分)
试题分析:匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度,所以。计算小车加速度根据
,但又不能只选择2个数据,误差大,要减小误差就要选择多的数据,因此我们用
,
,
,整理即得
,要避免用
,
……那样最终会把数据消掉只用到初末两个数据仍不准确。带入数据计算即的加速度a="0.64" m/s2
(6分)如图所示的甲、乙两图是表示用同一套器材测量重10N的铁块P与长金属板间的滑动摩擦力的两种不同方法.甲图使金属板静止在水平桌面上,用手通过弹簧秤向右用力F拉P,使P向右匀速运动;乙图把弹簧秤的一端固定在墙上,用力F水平向左拉金属板,使金属板向左运动。两种方法中弹簧秤的示数情况已放大画出,则关于这两种测量滑动摩擦力的方法:
(1)_____(填“甲”或“乙”)方法好。
(2)选择正确的方法后,滑动摩擦力的测量值为___________N ,铁块与金属板之间的动摩擦因数为___________。
正确答案
(1)乙 (2分) (2)2.40 (2分) 0.24(2分)
试题分析:对P进行受力分析可知,甲图必须保持P匀速运动,这时弹簧称的示数才等于P受到的拉力,,而乙图中木板无论有匀速度还是加速度,弹簧称的示数总等于摩擦力,因此乙方法好;已弹簧称的读数为2.40N;根据,因此
电磁打点计时器和电火花打点计时器都是使用 电源的计时仪器,电磁打点计时器工作的电压是 V,电火花打点计时器工作电压是 V,当电源频率是50Hz时,它每隔 打一个点。在“测定匀变速直线运动的加速度”实验中,得到纸带如图,由图可知点O与点D之间的距离d= ;
正确答案
交流 4---6 220 0.02S d=8.45cm
试题分析:高中所用打点计时器都是用的交流电源,电磁打点计时器用的是4-6V的交流电压,电火花打点计时器工作电压220V,,根据刻度尺读法可得
点评:切记两打点计时器都是使用的交流电压
某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验中有如下实验操作:
(1)用两只弹簧秤互成角度地将橡皮筋拉长后,记下了两只秤钩着的细绳套的方向和两秤上的读数F1、F2;
(2)沿细绳套的方向画了两条带箭头的线段表示两只弹簧秤的拉力F1、F2,以此为邻边作平行四边形,得到表示合力F的图示;
(3)只用一只弹簧秤将橡皮条拉成与(1)中同样长后,记下此时弹簧秤的读数F′.
以上三步操作中的错误或纰漏分别是
(1)中________________________________________________________;
(2)中________________________________________________________;
(3)中________________________________________________________。
正确答案
(1)中没有记下结点o的位置;(2)中没有按选定的标度画力的图示;(3)中应将橡皮条的结点至O的位置,并记下结绳的方向。
试题分析:为了使力的作用效果相同,实验过程中,要记下O点位置,并且不允许变动;本实验中,对过力的图示方法,画图求合力,所以,要先选定标度画力的图示;实验中,不仅需要记录弹簧测力计的读数和O点的位置,还要记录弹簧测力计的方向;
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