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所示的實驗裝置測量物塊

發布時間:2025-08-01 10:27:23

『壹』 某同學設計圖甲所示實驗驗證物塊A、B組成的系統機械能守恆.物塊B裝有一寬度很小的擋光片,測得擋光片寬

(1)B經過光電門時的瞬時速度可近似認為是B經過光電門的平均速度
擋光片到達光電門處時B的速度大小為v=

d
△t

(2)m1、m2組成的系統為研究對象,
動能的增加量△Ek=
1
2
(m1+m2)v2=
1
2
(m1+m2(
d
△t
)2
重力勢能的減小量△Ep=(m2-m1)gh
因此只要比較二者是否相等,即可驗證系統機械能是否守恆.
1
2
(m1+m2(
d
△t
)2=(m2-m1)gh
所以按照這個設想,圖線的縱坐標可以是
1
t2
,即
1
t2
=
2(m2?m1)g
(m1+m2)d2
h
k=
2(m2?m1)g
(m1+m2)d2

所以重力加速度的大小g為
kd2(m2+m1)
2(m2?m1)

(3)在實際運動過程中系統動能的增加量△EK小於系統勢能的減少量△Ep,指出產生這個系統誤差除空氣阻力外的兩個原因:繩和滑輪有摩擦,繩有一定的質量.
故答案為:(1)
d
△t

(2)
1
t2
kd2(m2+m1)
2(m2?m1)

(3)繩和滑輪有摩擦,繩有一定的質量

『貳』 下圖是探究斜面的機械效率跟什麼因素有關的實驗裝置

解答:

解:(1)由表中數據可見需要測量的物理量有四個:物塊的重力、專沿斜面的拉屬力、物塊上升的高度、物塊移動的距離,其中前兩個由彈簧測力計完成,後兩個由刻度尺來完成測量,因此還需要補充的器材是:刻度尺.

(2)①分析實驗1、2,接觸面的粗糙程度、物塊重相同,斜面的傾斜程度不同,機械效率不同,研究的是斜面的機械效率與斜面傾斜程度的關系(有關);

分析實驗2、3,斜面的傾斜程度、接觸面的粗糙程度相同,物塊重不同,機械效率相同,研究的是斜面的機械效率與物塊重的關系(無關);

分析實驗3、4,斜面的傾斜程度、物塊重相同,接觸面的粗糙程度不同,機械效率不同,研究的是斜面的機械效率與接觸面粗糙程度的關系;

由此可見斜面的機械效率與接觸面粗糙程度、物塊重斜面、傾斜程度的關系.

故答案為:(1)刻度尺;(2)①接觸面粗糙程度;物塊重斜面;傾斜程度;②71%.

點評:

本題為斜面機械效率的測量實驗,考查了測量工具的選擇、機械效率的計算、影響機械效率大小的因素,利用好控制變數法分析是本題的關鍵.

『叄』 某同學利用圖甲所示的實驗裝置,探究物塊在水平桌面上的運動規律.物塊在重物的牽引下開始運動,重物落地

①從紙帶上的數據分析得知:在點計數點6之前,兩點之間的位移逐漸增大,是加速運動,在計數點7之後,兩點之間的位移逐漸減小,是減速運動,所以物塊在相鄰計數點6和7之間某時刻開始減速;
②每5個點取1個計數點,所以相鄰的計數點間的時間間隔T=0.1s,
v5=

0.1101+0.0900
2×0.1
=1.00m/s
v6=
0.1101+0.1228
2×0.1
m/s=1.16m/s
③由紙帶可知,計數點7往後做減速運動,根據作差法得:
a=
0.046+0.066?0.0861?0.1060
4×(0.1)2
=-2.00m/s2
所以物塊減速運動過程中加速度的大小為2.00m/s2
④打點周期與交流電的周期相同,T=
1
f
=0.02s,當電源頻率高於50Hz時,實際打點周期將變小,而進行計算時,仍然用0.02s,因此測出的速度數值將比物體的真實數偏小.
故答案為:(1)6,7
(2)1.00,1.16
(3)2.00,偏小

『肆』 做圓軌道上穩定運行的飛船內,宇航員為了驗證向心力公式,設計了如圖所示的裝置(圖中O為光滑的小孔):

據題,物體在桌面上做勻速圓周運動,物體與桌面間的摩擦力忽略不計,由彈簧秤的拉力提供物體的向心力.根據牛頓第二定律得:
F=m (
2nπ
t
) 2 r
所以實驗時需要測量的物理量是彈簧秤示數F、物塊質量m、物塊到小孔O的距離r、物塊轉n圈時間t.
故答案為:彈簧秤示數F、物塊質量m、物塊到小孔O的距離r、物塊轉n圈時間t; F=m(
2nπ
t
) 2 r

『伍』 某同學利用圖甲所示的實驗裝置,探究物塊在水平桌面上的運動規律.物塊在重物的牽引下開始運動,重物落地

①從紙帶上的數據分析得知:在計數點6之前,兩點之間的位移逐漸增大,是內加速運動,在容計數點7之後,兩點之間的位移逐漸減小,是減速運動,所以物塊在相鄰計數點6和7之間某時刻開始減速.
②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:
v9=

x810
2T
(8.61+6.60)cm
2×0.1s
=0.76m/s
v8=
x79
2T
(10.60+8.61)cm
2×0.1s
=0.96m/s
③由紙帶可知,計數點7往後做減速運動,有:x1=10.60cm,x2=8.61cm,x3=6.60cm,x4=4.60cm,
因此△x≈-2.00cm=-0.02m,T=0.1s,代入公式△x=aT2得:
a=
△x
T2
=?2.00m/s2,負號表示物體做減速運動,所以物塊減速運動過程中加速度的大小為2.00m/s2
④根據運動學公式有:x=v0t+
1
2
at2,因此有:
x
t
v0+
1
2
at
因此如果以
x
t
為縱坐標、以t為橫坐標作圖象,得到圖象的斜率為k=
1
2
a,即a=2k.
故答案為:①6;②0.76,0.96③2.0 ④2k.

『陸』 (1)某同學利用下圖所示的實驗裝置,探究物塊在水平桌面上的運動規律。物塊在重物的牽引下開始運動,重

(1)1.0;(2)2.0;偏大;

『柒』 (1)某同學利用如圖甲所示的實驗裝置,探究物塊在水平桌面上的運動規律.物塊在重物的牽引下開始運動,

①根據某段的平均速度等於中時刻的速度,則有:v5=

x46
2T
=
0.1101+0.0900
0.2
=1.00m/s
②由紙帶可知,計數點7往後做內減速運容動,根據作差法得:
a=
x9?11?x7?9
(2T)2
=
(0.0660+0.0460)?(0.106+0.0861)
(2×0.1)2
=-2.00m/s2
在減速階段產生的加速度的力是滑動摩擦力和紙帶受的阻力,所以計算結果比動摩擦因素的真實值偏大.
故答案為:1.0,2.0,偏大.

『捌』 如圖1所示是測量物塊與木板間動摩擦因數的實驗裝置.長木板固定在水平桌面上,打點計時器固定在長木板上

(1)由牛頓第二定律可知,加速度:a=

F
m

對物塊,由牛頓第二定律得:2F-μmg=ma,
則動摩擦因數μ=
F
mg

g與F已知,要測動摩擦因數,還需要測出物塊的質量m,故選B.
(2)由(1)可知,動摩擦因數的表達式μ=
F
mg

(3)應用描點法作圖,作出圖象如圖所示:
F
mg
;(3)0.1;2.2.

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