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所示的实验装置测量物块

发布时间:2025-08-01 10:27:23

『壹』 某同学设计图甲所示实验验证物块A、B组成的系统机械能守恒.物块B装有一宽度很小的挡光片,测得挡光片宽

(1)B经过光电门时的瞬时速度可近似认为是B经过光电门的平均速度
挡光片到达光电门处时B的速度大小为v=

d
△t

(2)m1、m2组成的系统为研究对象,
动能的增加量△Ek=
1
2
(m1+m2)v2=
1
2
(m1+m2(
d
△t
)2
重力势能的减小量△Ep=(m2-m1)gh
因此只要比较二者是否相等,即可验证系统机械能是否守恒.
1
2
(m1+m2(
d
△t
)2=(m2-m1)gh
所以按照这个设想,图线的纵坐标可以是
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为
kd2(m2+m1)
2(m2?m1)

(3)在实际运动过程中系统动能的增加量△EK小于系统势能的减少量△Ep,指出产生这个系统误差除空气阻力外的两个原因:绳和滑轮有摩擦,绳有一定的质量.
故答案为:(1)
d
△t

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

(3)绳和滑轮有摩擦,绳有一定的质量

『贰』 下图是探究斜面的机械效率跟什么因素有关的实验装置

解答:

解:(1)由表中数据可见需要测量的物理量有四个:物块的重力、专沿斜面的拉属力、物块上升的高度、物块移动的距离,其中前两个由弹簧测力计完成,后两个由刻度尺来完成测量,因此还需要补充的器材是:刻度尺.

(2)①分析实验1、2,接触面的粗糙程度、物块重相同,斜面的倾斜程度不同,机械效率不同,研究的是斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系(有关);

分析实验2、3,斜面的倾斜程度、接触面的粗糙程度相同,物块重不同,机械效率相同,研究的是斜面的机械效率与物块重的关系(无关);

分析实验3、4,斜面的倾斜程度、物块重相同,接触面的粗糙程度不同,机械效率不同,研究的是斜面的机械效率与接触面粗糙程度的关系;

由此可见斜面的机械效率与接触面粗糙程度、物块重斜面、倾斜程度的关系.

故答案为:(1)刻度尺;(2)①接触面粗糙程度;物块重斜面;倾斜程度;②71%.

点评:

本题为斜面机械效率的测量实验,考查了测量工具的选择、机械效率的计算、影响机械效率大小的因素,利用好控制变量法分析是本题的关键.

『叁』 某同学利用图甲所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律.物块在重物的牵引下开始运动,重物落地

①从纸带上的数据分析得知:在点计数点6之前,两点之间的位移逐渐增大,是加速运动,在计数点7之后,两点之间的位移逐渐减小,是减速运动,所以物块在相邻计数点6和7之间某时刻开始减速;
②每5个点取1个计数点,所以相邻的计数点间的时间间隔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由纸带可知,计数点7往后做减速运动,根据作差法得:
a=
0.046+0.066?0.0861?0.1060
4×(0.1)2
=-2.00m/s2
所以物块减速运动过程中加速度的大小为2.00m/s2
④打点周期与交流电的周期相同,T=
1
f
=0.02s,当电源频率高于50Hz时,实际打点周期将变小,而进行计算时,仍然用0.02s,因此测出的速度数值将比物体的真实数偏小.
故答案为:(1)6,7
(2)1.00,1.16
(3)2.00,偏小

『肆』 做圆轨道上稳定运行的飞船内,宇航员为了验证向心力公式,设计了如图所示的装置(图中O为光滑的小孔):

据题,物体在桌面上做匀速圆周运动,物体与桌面间的摩擦力忽略不计,由弹簧秤的拉力提供物体的向心力.根据牛顿第二定律得:
F=m (
2nπ
t
) 2 r
所以实验时需要测量的物理量是弹簧秤示数F、物块质量m、物块到小孔O的距离r、物块转n圈时间t.
故答案为:弹簧秤示数F、物块质量m、物块到小孔O的距离r、物块转n圈时间t; F=m(
2nπ
t
) 2 r

『伍』 某同学利用图甲所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律.物块在重物的牵引下开始运动,重物落地

①从纸带上的数据分析得知:在计数点6之前,两点之间的位移逐渐增大,是内加速运动,在容计数点7之后,两点之间的位移逐渐减小,是减速运动,所以物块在相邻计数点6和7之间某时刻开始减速.
②匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度,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由纸带可知,计数点7往后做减速运动,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,负号表示物体做减速运动,所以物块减速运动过程中加速度的大小为2.00m/s2
④根据运动学公式有:x=v0t+
1
2
at2,因此有:
x
t
v0+
1
2
at
因此如果以
x
t
为纵坐标、以t为横坐标作图象,得到图象的斜率为k=
1
2
a,即a=2k.
故答案为:①6;②0.76,0.96③2.0 ④2k.

『陆』 (1)某同学利用下图所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动,重

(1)1.0;(2)2.0;偏大;

『柒』 (1)某同学利用如图甲所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律.物块在重物的牵引下开始运动,

①根据某段的平均速度等于中时刻的速度,则有:v5=

x46
2T
=
0.1101+0.0900
0.2
=1.00m/s
②由纸带可知,计数点7往后做内减速运容动,根据作差法得:
a=
x9?11?x7?9
(2T)2
=
(0.0660+0.0460)?(0.106+0.0861)
(2×0.1)2
=-2.00m/s2
在减速阶段产生的加速度的力是滑动摩擦力和纸带受的阻力,所以计算结果比动摩擦因素的真实值偏大.
故答案为:1.0,2.0,偏大.

『捌』 如图1所示是测量物块与木板间动摩擦因数的实验装置.长木板固定在水平桌面上,打点计时器固定在长木板上

(1)由牛顿第二定律可知,加速度:a=

F
m

对物块,由牛顿第二定律得:2F-μmg=ma,
则动摩擦因数μ=
F
mg

g与F已知,要测动摩擦因数,还需要测出物块的质量m,故选B.
(2)由(1)可知,动摩擦因数的表达式μ=
F
mg

(3)应用描点法作图,作出图象如图所示:
F
mg
;(3)0.1;2.2.

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