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如圖1所示的實驗裝置

發布時間:2022-02-21 20:05:22

㈠ (1)如圖1所示的實驗裝置,可用於探究力對靜止物體做功與物體獲得的速度的關系. ①選用同樣的橡皮筋,

(1)①橡皮筋伸長量按倍數增加時,功並不簡單地按倍數增加,變力功一時無法確切測算.因此我們要設法迴避求變力做功的具體數值,可以用一根橡皮筋做功記為W,用兩根橡皮筋做功記為2W,用三根橡皮筋做功記為3W…,從而迴避了直接求功的困難.
②小車運動中會受到阻力,要使拉力等於合力,必須使重力的下滑分量平衡摩擦力,摩擦力包括紙帶受到的摩擦和長木板的摩擦;
在實驗中應如何操作以消除這種影響應使木板適當傾斜,直到在無橡皮筋時木板能夠勻速下滑.
(2)①利用勻變速直線運動的推論
vB=

xAC
tAC
=
23.23?15.55
2×0.02
×10-2=1.92m/s
EkB=
1
2
mvB2=
1
2
×2×(1.92)2 J=3.69J
動能增加量△Ek=EkB-0=3.69J
重力勢能減小量△Ep=mgh=2.0×9.8×0.1920J=3.76 J.
②重物重力勢能減少量總是大於動能增加量,原因是下落過程中需克服(限位孔對紙帶的阻力及空氣)阻力做功.
③利用
1
2
v2-h圖線處理數據,從理論角度物體自由下落過程中機械能守恆可以得出:
mgh=
1
2
mv2,即
1
2
v2=gh
所以以
1
2
v2為縱軸,以h為橫軸畫出的圖線應是過原點的傾斜直線,也就是圖中的C.
④根據mgh=
1
2
mv22-
1
2
mv12可知,可以利用A點之後的紙帶驗證機械能守恆,即能實現.
故答案為:(1)①3W;②將木板的一段墊高,使其傾斜,直到在無橡皮筋時木板能夠勻速下滑;
(2)①1.92;3.69;3.76;在誤差允許范圍內,重物機械能守恆;②紙帶與打點計時器限位孔之間的摩擦力做功;③C;④能.

㈡ (1)如圖1所示的實驗裝置驗證機械能守恆定律,實驗所用的電源為學生電源,輸出電壓為6V的交流電和直流電

(1)B、應將打點計時器接到電源的交流輸出端上,故B操作不恰當;
C、因為我們是比較mgh、

1
2
mv2的大小關系,故m可約去比較,不需要用天平.故C沒有必要;
D、開始記錄時,應先給打點計時器通電打點,然後再釋放重錘,讓它帶著紙帶一同落下,如果先放開紙帶讓重錘下落,再接通打點計時時器的電源,由於重物運動較快,不利於數據的採集和處理,會對實驗產生較大的誤差.故D操作不恰當;
故選:BCD.
(2)①實驗要驗證動能增加量和總功是否相等,故需要求出總功和動能,故還要天平和刻度尺;
②沙和沙桶加速下滑,處於失重狀態,其對細線的拉力小於重力,設拉力為T,根據牛頓第二定律,有
對沙和沙桶,有 mg-T=ma
對小車,有 T=Ma
解得
T=
M
M+m
mg
故當M>>m時,有T≈mg
小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力,要使拉力等於合力,則應該用重力的下滑分量來平衡摩擦力,故可以將長木板的一段墊高;
故答案為:沙和沙桶的總質量遠小於滑塊的質量,平衡摩擦力;
③滑塊動能的變化量為
1
2
M
v
2

㈢ 用如圖1所示的實驗裝置驗證m1、m2組成的系統機械能守恆.m2從高處由靜止開始下落,m1上拖著的紙帶打出一

(1)利用勻變速直線運動的推論有:
v5=

x46
t46
=
0.216+0.264
2×0.1
=2.4m/s;
(2)系統動能的增量為:△EK=Ek5-0=
1
2
(m1+m2)v52=
1
2
×(0.05+0.15)×2.42=0.58 J.
系統重力勢能減內小量為:△Ep=(m2-m1)gh=0.1×9.8×0.6000m J=0.59 J
在誤差允許的范圍內,m1、m2組成的系統機械能守恆
(3)由於△EK=Ek5-0=
1
2
(m1+m2)v52=△Ep=(m2-m1)gh
由於(m1+m2)=2(m2-m1
所以得到:
1
2
v2=
g
2
h
所以
1
2
v2-h圖象的斜率k=
g
2
=9.7m/s2
故答案為:(1)2.4;(容2)0.58、0.59;(3)9.7.

㈣ 實驗題用如圖1所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律.(1)完成平衡摩擦力的相關內容:(i)取下砂桶,把木板

(1)(i)平衡摩擦力時,取下砂桶,把木板不帶滑輪的一端墊高,接通打點計時器電源,輕推小車,若小車拖著紙帶做勻速直線運動,則摩擦力得到平衡.
(ii)從紙帶上看出,相等時間內位移越來越大,知小車做加速運動,需減小木板的傾角,直至小車做勻速直線運動,當紙帶上打出的點跡間隔均勻,說明小車做勻速直線運動.
(2)每打5個點取一個計數點,所以相鄰的計數點間的時間間隔T=0.1s,
小車通過C點的速度vC=

xBD
2T
L3?L1
2T
0.2787?0.0307
0.2
=1.24m/s.
根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:xCD-xAB=2a1T2
xDE-xBC=2a2T2
為了更加准確的求解加速度,我們對三個加速度取平均值
得:a=
1
2
(a1+a2
解得:a=6.22m/s2
(3)平衡摩擦力後,小車受到的合力為mg,合外力的功等於動能的變化,因此需要驗證的表達式為:mgL=
1
2
(M+m)vD2-
1
2
(M+m)vB2
(4)A、橡皮筋拉小車時的作用力是變力,我們不能求變力做功問題,但選用相同的橡皮筋,且伸長量都一樣時,橡皮條數的關系就是做功多少的關系,因此,可以不需求出變力功的大小,就知道功的關系.所以A正確,B錯誤;
C、當橡皮筋做功完畢小車應獲得最大速度,由於平衡了摩擦力所以小車以後要做勻速運動,相鄰兩點間的距離基本相同.所以計算小車速度應該選擇相鄰距離基本相同的若干個點作為小車的勻速運動階段,用這些點計算小車的速度.故C正確,D錯誤.
E、小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力,要使拉力等於合力,則應該用重力的下滑分量來平衡摩擦力,故可以將長木板的一段墊高平衡小車所受的摩擦力,故E正確.
故選:ACE
故答案為:(1)(i)輕輕推動;(ii)減小;間隔均勻;
(2)1.24,6.22;(3)mgL=
1
2
(M+m)vD2-
1
2
(M+m)vB2;(4)ACE

㈤ 用如圖1所示的實驗裝置驗證機械能守恆定律.實驗所用的電源為學生電源,輸出電壓為6V的交流電和直流電兩

(1)①打點計時器使用的是交流電源,故B中將打點計時器接到電源的「直流輸出」上錯誤,應該使用交流電源;
C、實驗時,應先接通打點計時器電源後釋放重物,由於重物運動較快,可能會使打出來的點很少,不利於數據的採集和處理.
(2)重力勢能減小量等於:△Ep=mgh=0.300×9.8×(0.0442+0.0480)J=0.271J.
在勻變速直線運動中,時間中點的瞬時速度等於該過程中的平均速度,因此有:
vB=

0.0403+0.0442
2×0.02
=2.1125m/s
vD=
0.0480+0.0518
2×0.02
=2.495m/s
EkB=
1
2
mvB2,EkD=
1
2
mvD2
△Ek=EkD-EkB=0.264J;
(2)在該實驗中,由於摩擦力、空氣阻力等阻力的存在,重錘減小的重力勢能總是稍稍大於重錘動能的增加量;若重錘減小的重力勢能總是大於重錘動能的增加量,
故答案為:(1)①B改為交流;②C改為先接通電源再釋放紙帶
(2)0.271J;0.264J
(3)大於;實驗過程中存在摩擦阻力.

㈥ 如圖1所示的實驗裝置,光滑斜面上高為h的A處有一個小球自靜止起滾下,抵達水平面時,立即遇到一系列條形

(1)根據表一中的實驗數據在坐標系內描出對應點,然後根據描出版的點作出m-x圖象如圖(權a)所示,
根據表二中的實驗數據在坐標系內描出對應點,然後根據描出的點作出h-x圖象如圖(b)所示,

(2)由m-x關系圖讀出:當m=0.20kg時,x=0.20m,再由h-x的關系圖讀出:當x=0.20m時,h=0.10m;
故答案為:(1)圖象如圖所示;(2)0.10m.

㈦ 某同學用如圖1所示的實驗裝置來驗證「力的平行四邊形定則」.彈簧測力計A掛於固定點P,下端用細線掛一重

(1)A、實驗通過作出三個力的圖示,來驗證「力的平行四邊形定則」,因此重物的重力必須要知道.故A項需要;
B、彈簧測力計是測出力的大小,所以要准確必須在測之前校零.故B項也需要;
C、拉線方向必須與木板平面平行,這樣才確保力的大小准確性.故C項也需要;
D、當結點O位置確定時,彈簧測力計A的示數也確定,由於重物的重力已確定,兩力大小與方向均一定,因此彈簧測力計B的大小與方向也一定,所以不需要改變拉力多次實驗.故D項不需要.
故選D.
(2)F1與F2合成的理論值是通過平行四邊形定則算出的值,而實際值是單獨一個力拉O點的時的值,因此F0是F1與F2合成的理論值,F是F1與F2合成的實際值.
故答案為:(1)D;(2)F

㈧ 用如圖1所示的實驗裝置驗證m 1 、m 2 組成的系統機械能守恆.m 2 從高處由靜止開始下落,m 1 上拖著的紙

(1)根據在勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度大小等於該過程中的平均速度,可知打第5個點時的速度為:
v 5 =
x 46
2T
=
0.2160+0.2640
2×0.1
=2.4m/s;
(2)物體的初速度為零,所以動能的增加量為:△E k =
1
2
mv
25
-0=
1
2
×(0.05+0.15)×2. 4 2 =0.576J;
重力勢能的減小量等於物體重力做功,故:△E P =W=mgh=(0.05+0.15)×9.8×0.216=0.588J;
由此可知動能的增加量和勢能的減小量基本相等,因此在誤差允許的范圍內,m 1 、m 2 組成的系統機械能守恆.
(4)本題中根據機械能守恆可知,mgh=
1
2
mv 2 ,即有:
1
2
v 2 =gh,所以出
1
2
v 2 -h圖象中圖象的斜率表示重力加速度,
由圖可知,斜率k=9.7,故當地的實際重力加速度g=9.7m/s 2
故答案為:(1)2.40;(2)0.576;0.588;在誤差允許的范圍內,m 1 、m 2 組成的系統機械能守恆;(3)9.7.

㈨ 如圖1所示的實驗裝置是「探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關」的實驗(1)在水平桌面上用彈簧測力計______

(1)用彈簧測力計水平向左拉動木塊,使其作勻速直線運動時,則木塊水平方向上受到拉力和滑動摩擦力的作用,這兩個力平衡力,根據二力平衡條件,滑動摩擦力大小等於拉力大小.彈簧測力計的每一個大格代表1N,每一個小格代表0.1N,所以f=F=2.8N;
A、運用的是轉換法,通過擴散實驗研究分子運動;
B、探究串聯電路中總電阻與分電阻的關系時,運用的是等效替代法;
(2)在研究滑動摩擦力大小是否與接觸面積的大小有關時,應該控制壓力和接觸面的粗糙程度相同,實驗中將長方體木塊沿豎直方向鋸掉一半,接觸面積減小一半,同時壓力也會減小一半,所以無法探究滑動摩擦力大小是否與接觸面積的大小有關;
(3)當用F=4.3牛的水平拉力拉靜止的木塊時,由圖2乙可知木塊靜止,所以木塊所受的拉力與靜止木塊所受的摩擦力平衡,所以f=F=4.3N.
在研究摩擦力大小與所受壓力關系時,拉動物體做勻速直線運動,所以摩擦力與拉力是一對平衡力,因此f=F.
從表格中數據可以看出,拉力與壓力大小的比值不變,即摩擦力與所受壓力的比值是0.4.
所以摩擦力大小與接觸面受到壓力之間的關系是f=0.4FN
故答案為:(1)水平;勻速;二力平衡;2.8;A;(2)錯誤;沒有控制壓力不變;(3)4.3;0.4FN

㈩ 用如圖1所示的實驗裝置進行「探究加速度與力、質量的關系」實驗,請完成以下內容.(1)電火花打點計時器

(1、2)電火花計時抄器都是使用交流電源的計時儀器,當電源的頻率為50Hz時,它每隔0.02s打一次點.
(3)在研究物體的「加速度、作用力和質量」三個物理量的關系時,由於變數較多,因此採用了「控制變數法」進行研究,分別控制一個物理量不變,看另外兩個物理量之間的關系,故ABD錯誤,C正確.
故選:C.
(4)根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小,得:a=

s2?s1
T2

(5)根據a-F圖象及a-
1
m
圖線都是一條傾斜的直線可知,加速度a跟合力F成正比,根據質量m成反比.
故答案為:
(1)交流;(2)0.02;(3)C;(4)
s2?s1
T2
;(5)正,反.

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