- 实验:探究小车速度随时间变化的规律
- 共728题
(1)如图是验证力的平行四边形定则装置,将一根橡皮筋的一端固定在A上.第一次通过细线悬吊4个钩码时,橡皮筋的另一端被拉伸到O处(图甲);第二次在木板上固定了两个光滑小轮B和C,细线通过两轮分别悬挂2个和3个钩码,发现橡皮筋沿AO方向伸长但另一端O′与O还未重合(图乙).
①为了使O′与O点能够重合,他应该将小轮B、C适当向 (填“上方”或“下方”)移动;
②实验过程除记录橡皮筋与细线结点的位置O外,还需记录 和 .
(2)某学习小组做探究外力做功与物体动能变化的关系实验,在实验室组装了一套如图所示的装置,他们找到了打点计时器、学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙、天平和刻度尺等。若你是小组中的一位成员,完成该项实验的两个步骤:
①当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上小沙桶时,先 ,再 (填“释放沙桶”或“接通电源”),使滑块带动纸带在木板上运动;
②实验时认为合外力与沙桶的总重力大小基本相等,用天平称量滑块的质量为M,往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量为m,让沙桶带动滑块加速运动。用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1<v2)。则本实验最终要验证的数学表达式为:______________________________________。(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)
正确答案
(1)①下方② 钩码个数(或细线拉力),细线方向 (2)①接通电源,释放沙桶② mgL=Mv22-
Mv12
试题分析:(1)①由乙图可知,两个分力的大小不变,要使其合力增大,应该减小两分力的夹角,故该将小轮B、C适当向下方移动.②根据实验原理可知需要根据两方分力的大小和方向做平行四边形,故需要记录分力的大小和方向,大小是通过记录钩码个数来实现的,而方向是通过记录细线方向来记录的.
(2)①为了得到更多的实验数据,需要先接通电源后释放沙桶,
②重力势能的减小量等于动能的增加量,故需要验证
点评:对于基础实验不光要从原理上理解,还要加强实际操作,提高动手能力,了解操作细节,同时加强基础物理知识在实验中的应用.
水平放置的轻弹簧,一端固定,另一端与小滑块接触,但不粘连;初始时滑块静止于水平气垫导轨上的O点,如图(a)所示。现利用此装置探究弹簧的弹性势能Ep与其压缩时长度的改变量x的关系。先推动小滑块压缩弹簧,用米尺测出x的数值;然后将小滑块从静止释放。用计时器测出小滑块从O点运动至气垫导轨上另一固定点A所用的时间t。多次改变x,测得的x值及其对应的t值如下表所示。(表中的值是根据t值计算得出的)
(1)根据表中数据,在图(b)中的方格纸上作—x图线。
(2)回答下列问题:(不要求写出计算或推导过程)
①已知点(0,0)在—x图线上,从
—x图线看,
与x是什么关系?
②从理论上分析,小滑块刚脱离弹簧时的动能Ek与是什么关系?
③当弹簧长度改变量为x时,弹性势能与相应的Ek是什么关系?
④综合以上分析,Ep与x是什么关系?
正确答案
(1)—x图线如图
(2)①与x成正比
②Ek与成正比
③
④与
成正比
试题分析:(1)描点连线时,尽可能让点均匀分布在直线的两侧(2)①从图像中可以看出与x成正比②由动能公式
可知Ek与
成正比③由能量守恒可知弹簧的弹性势能等于物体的动能④由此可推断
与
成正比
点评:本题难度较小,掌握动能公式和逻辑推理
《探究小车速度随时间变化的规律》的实验
(1)实验中要用到打点计时器,打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为50Hz,常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是 (直流电,交流电),它们是每隔 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
(3)某同学在实验得到的纸带标出0、1、2、3、4共5个计数点,并量出各计数点间的距离如图所示,每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10s,已知S1=1.2cm,S2="2.4cm," S3=3.6cm,S4=4.8cm,则打第三个计数点对应的小车速度V3= m/s,小车运动的加速度a= m/s2。
正确答案
(1)交流 、0.02 (2)A (3)0.42、1.2
试题分析:(1)高中所用的两种打点计时器都是用的交流电源,根据公式可得,它们每隔0.02s打一个点
(2)在实验时,为了能够采集更丰富的实验信息,我们需要先接通电源后释放纸带,因为纸带运动的时间非常的短,如果先释放纸带,再接通电源,纸带上打出的点非常的少,采集到的信息就非常的少,故选A
(3) ,根据公式
可得
点评:一般利用匀变速直线运动的两个推论来计算纸带的速度和加速度
请回答:
(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图,由图可知其长度为 mm;
(2)用螺旋测微器测量其直径如右上图,由图可知其直径为 mm;
(3)多用表调到欧姆档时,其内部等效电路下列哪个是正确的是
正确答案
(1)50.15 (2)4.700 (3)C
根据游标卡尺读数规则,长度为50mm+3×0.05mm=50.15mm;根据螺旋测微器读数规则,直径为4.5mm+0.200mm=4.700mm;多用表调到欧姆档时,其内部等效电路为C。
(6分)如图为接在50Hz低压交流电源上的打点计时器,在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)该物体的加速度为_______________m/s2
(2)第3个计数点与第2个计数点的距离约为______________cm
(3)打第3个点时该物体的速度为______________m/s
正确答案
a=0.74m/s2 ,=4.36cm ,v3=0.47m/s(每空2分)
试题分析:物体做的是匀变速直线运动,(1)求解加速度时首先想到的应该是逐差法,但是只有两组数据,所以要找两组数据之间的关系,推论可提供这两组数据与加速度的关系,应用这个推论即可。
设1、2间的位移为,2、3间的位移为
,3、4间的位移为
,4、5间的位移为
。因为周期为T=0.02s,且每打5个点取一个记数点,所以每两个点之间的时间间隔T=0.1s;由匀变速直线运动的推论
得:
带入数据得:
解得:
。
(2)由匀变速直线运动的推论: 得:
带入数据得:
。
(3)为了让结果更精确,我们需要用上这两组数据,而这两组数据只能求他们自己这段位移中的平均速度,需要找它与这两个平均速度的关系:
而对应的时刻为这两个速度所对应的时间的中间时刻,可由
求出。设1、2两点间中间时刻的速度为
,4、5点间的中间时刻的速度速度为
则:
,
带入数据得:
,
又因为点3为所对应的时间的中间时刻,所以由
,带入数据得:
故打3这个点时的速度为:0.47m/s。
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