(1)如圖1所示的演示實驗中,A、B兩球同時落地,說明
 
.某同學設計了如圖的實驗:將兩個質(zhì)量相等的小鋼球,從斜面的同一高度由靜止同時釋放,滑道2與光滑水平板吻接,則他將觀察到的現(xiàn)象是
 
,這說明
 

(2)如圖2所示是自行車傳動裝置的示意圖.假設踏腳板每2秒轉(zhuǎn)一圈,要知道在這種情況下自行車前進的速度有多大,還需測量哪些量?
 
請在圖中用字母標注出來,并用這些量推導出自行車前進速度的表達式:
 

(3)一個有一定厚度的圓盤,可以繞通過中心垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動,用下面的方法測量它勻速轉(zhuǎn)動時的角速度.
實驗器材:電磁打點計時器、米尺、紙帶、復寫紙片.
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實驗步驟:
A.如圖3所示,將電磁打點計時器固定在桌面上,將紙帶的一端穿過打點計時器的限位孔后,固定在待測圓盤的側(cè)面上,使得圓盤轉(zhuǎn)動時,紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上.
B.啟動控制裝置使圓盤轉(zhuǎn)動,同時接通電源,打點計時器開始打點.
C.經(jīng)過一段時間,停止轉(zhuǎn)動和打點,取下紙帶.
①若打點周期為T,圓盤半徑為r,x1,x2是紙帶上選定的兩點分別對應的米尺上的刻度值,n為選定的兩點間的打點數(shù)(含兩點),則圓盤角速度的表達式為ω=
 

②若交流電源的頻率為50Hz,某次實驗測得圓盤半徑r=5.50×10-2m,得到紙帶的一段如圖所示,則角速度為
 
rad/s.
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分析:(1)實驗中,A自由下落,A、B兩球同時落地,只能說明平拋運動在豎直方向上是自由落體運動.兩鋼球從斜面的同一高度由靜止同時釋放,球1離開斜面后做勻速直線運動,球2做平拋運動,如觀察到球1與球2水平方向相同時間內(nèi)通過相同位移相等,說明球2的平拋運動在水平方向上是勻速直線運動.
(2)皮帶傳動邊緣上的點線速度相等;共軸傳動角速度相等;根據(jù)v=ωr列式求解.
(3)通過紙帶打點的時間間隔和位移,求出圓盤的線速度,根據(jù)ω=
v
r
得出角速度的表達式,代入數(shù)據(jù)求出角速度的大。
解答:解:(1)A做自由落體運動,A、B兩球同時落地,只能說明平拋運動在豎直方向上是自由落體運動.兩鋼球從斜面的同一高度由靜止同時釋放,球1離開斜面后做勻速直線運動,球2做平拋運動,水平方向速度相同,觀察到的現(xiàn)象是球1落到光滑水平板上并擊中球2,說明平拋運動在水平方向上是勻速直線運動.
(2)如圖所示,測量R、r、R′;
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皮帶線速度:v1=
2πR
T
;
車輪角速度:ω=
v1
r

自行車的速度:v=R′?ω;
聯(lián)立解得:v=
πRR′
r

(3)①若打點周期為T,圓盤半徑為r,x1,x2是紙帶上選定的兩點分別對應的米尺上的刻度值,
n為選定的兩點間的打點數(shù)(含初、末兩點),所以選定的兩點時間間隔是(n-1)T,
所以紙帶的速度v=
x
t
=
x2-x1
(n-1)T

則圓盤的角速度ω=
v
r
=
x2-x1
(n-1)Tr
,
②從圖中可知第一個點到最后一個點共有n=16個點,其總長度L=11.30cm.
代入數(shù)據(jù)解得:ω=6.8 rad/s.
故答案為:
(1)平拋運動在豎直方向上是自由落體運動;球1落到光滑水平板上并擊中球2;平拋運動在水平方向上是勻速運動;
(2)如圖所示;測量R、r、R′;
πRR′
r
;
(3)①
x2-x1
(n-1)Tr
;②6.8rad/s(6.75~6.84都可).
點評:第一小題研究平拋運動在水平方向和豎直方向兩個方向分運動的情況,采用比較法,考查對實驗原理和方法的理解能力;第二小題關鍵明確傳動的原理,然后根據(jù)多次v=ωr列式求解第三小題的關鍵知道實驗的原理,通過紙帶處理求出圓盤的線速度,根據(jù)線速度與角速度的關系,求出角速度的表達式.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

伽利略在物理學研究方面把實驗和邏輯推理(包括數(shù)學推演)和諧地結(jié)合起來,有力地推進了人類科學認識的發(fā)展,標志著物理學的真正開端.某?萍夹〗M設計了如圖所示的裝置,探究物體沿斜面下滑是否做勻變速直線運動.
(1)實驗時,讓滑塊從不同高度由靜止沿斜面下滑,并同時打開水龍頭的閥門,使水流到量筒中;當滑塊碰到擋板的同時關閉閥門(整個過程中水流可視為均勻穩(wěn)定的).該實驗探究方案是利用量筒中收集的水量來測量
時間
時間
的.
(2)下表是該小組測得的有關數(shù)據(jù),其中s為滑塊從斜面的不同高度由靜止釋放后沿斜面下滑的距離,V為相應過程中量筒中收集的水量.分析表中數(shù)據(jù),根據(jù)
在實驗誤差范圍內(nèi),
s
V2
是一常數(shù)
在實驗誤差范圍內(nèi),
s
V2
是一常數(shù)
,可以得出滑塊沿斜面下滑是做勻變速直線運動的結(jié)論.

次數(shù)
1 2 3 4 5 6 7
s (m) 4.5 3.9 3.0 2.1 1.5 0.9 0.3
V(mL) 90 84 72 62 52 40 23.5
s
V2
5.6×10-4 5.5×10-4 5.8×10-4 5.5×10-4 5.6×10-4 5.6×10-4 5.4×10-4
(3)本實驗誤差的主要來源有:距離測量的不準確,水從水箱中流出不夠穩(wěn)定,還可能來源于
斜面摩擦不均勻、水量測量不準確、滑塊開始下滑和開始流水不同步、滑塊停止下滑和停止流水不同步等都可以
斜面摩擦不均勻、水量測量不準確、滑塊開始下滑和開始流水不同步、滑塊停止下滑和停止流水不同步等都可以
等.(寫出一項即可)

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

伽利略在物理學研究方面把實驗和邏輯推理(包括數(shù)學推演)和諧地結(jié)合起來,有力地推進了人類科學認識的發(fā)展,標志著物理學的真正開端.某?萍夹〗M設計了如圖所示的裝置,探究物體沿斜面下滑是否做勻變速直線運動.
(1)實驗時,讓滑塊從不同高度由靜止沿斜面下滑,并同時打開水龍頭的閥門,使水流到量筒中;當滑塊碰到擋板的同時關閉閥門(整個過程中水流可視為均勻穩(wěn)定的).該實驗探究方案是利用量筒中收集的水量來測量______的.
(2)下表是該小組測得的有關數(shù)據(jù),其中s為滑塊從斜面的不同高度由靜止釋放后沿斜面下滑的距離,V為相應過程中量筒中收集的水量.分析表中數(shù)據(jù),根據(jù)______,可以得出滑塊沿斜面下滑是做勻變速直線運動的結(jié)論.

次數(shù)
1234567
s (m)4.53.93.02.11.50.90.3
V(mL)90847262524023.5
數(shù)學公式5.6×10-45.5×10-45.8×10-45.5×10-45.6×10-45.6×10-45.4×10-4
(3)本實驗誤差的主要來源有:距離測量的不準確,水從水箱中流出不夠穩(wěn)定,還可能來源于______等.(寫出一項即可)

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(8分)(1)伽利略在物理學研究方面把實驗和邏輯推理(包括數(shù)學推演)和諧地結(jié)合起來,有力地推進了人類科學認識的發(fā)展,標志著物理學的真正開端。某?萍夹〗M設計了如圖所示的裝置,探究物體沿斜面下滑是否做勻變速直線運動。

①實驗時,讓滑塊從不同高度由靜止沿斜面下滑,并同時打開水龍頭的閥門,使水流到量筒中;當滑塊碰到擋板的同時關閉閥門(整個過程中水流可視為均勻穩(wěn)定的)。該實驗探究方案是利用量筒中收集的水量來測量             的。

②下表是該小組測得的有關數(shù)據(jù),其中s為滑塊從斜面的不同高度由靜止釋放后沿斜面下滑的距離,V為相應過程中量筒中收集的水量。分析表中數(shù)據(jù),根據(jù)      ,可以得出滑塊沿斜面下滑是做勻變速直線運動的結(jié)論。


次數(shù)

1

2

3

4

5

6

7

s (m)

4.5

3.9

3.0

2.1

1.5

0.9

0.3

V(mL)

90

84

72

62

52

40

23.5

5.6×10-4

5.5×10-4

5.8×10-4

5.5×10-4

5.6×10-4

5.6×10-4

5.4×10-4

③本實驗誤差的主要來源有:距離測量的不準確,水從水箱中流出不夠穩(wěn)定,還可能來源于                                      等。(寫出一項即可)

(2)(10分)在“測定勻變速直線運動加速度”的實驗中:

①除打點計時器(含紙帶、復寫紙)、小車、一端附有滑輪的長木板、細繩、鉤碼、導線及開關外,在下面的儀器和器材中,必須使用的有(    )。(填選項代號2分)

A.電壓合適的50Hz交流電源                 B.電壓可調(diào)的直流電源

    C.刻度尺               D.秒表                   E.天平

②實驗過程中,下列做法正確的是           (2分)

A.先接通電源,再使紙帶運動     B.先使紙帶運動,再接通電源

C.將接好紙帶的小車停在靠近滑輪處  D.將接好紙帶的小車停在靠近打點計時器處

③(6分)圖示為一次實驗得到的一條紙帶,紙帶上每相鄰的兩計數(shù)點間都有四個點未畫出,如圖所示(單位:cm)。由紙帶數(shù)據(jù)計算可得計數(shù)點4所代表時刻的即時速度大小

           m/s,小車的加速度大小            m/s2。(保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源:2010-2011學年江蘇省泰州市泰興中學高三(下)段考物理試卷(3月份)(解析版) 題型:填空題

伽利略在物理學研究方面把實驗和邏輯推理(包括數(shù)學推演)和諧地結(jié)合起來,有力地推進了人類科學認識的發(fā)展,標志著物理學的真正開端.某?萍夹〗M設計了如圖所示的裝置,探究物體沿斜面下滑是否做勻變速直線運動.
(1)實驗時,讓滑塊從不同高度由靜止沿斜面下滑,并同時打開水龍頭的閥門,使水流到量筒中;當滑塊碰到擋板的同時關閉閥門(整個過程中水流可視為均勻穩(wěn)定的).該實驗探究方案是利用量筒中收集的水量來測量    的.
(2)下表是該小組測得的有關數(shù)據(jù),其中s為滑塊從斜面的不同高度由靜止釋放后沿斜面下滑的距離,V為相應過程中量筒中收集的水量.分析表中數(shù)據(jù),根據(jù)    ,可以得出滑塊沿斜面下滑是做勻變速直線運動的結(jié)論.

次數(shù)
1234567
s (m)4.53.93.02.11.50.90.3
V(mL)90847262524023.5
5.6×10-45.5×10-45.8×10-45.5×10-45.6×10-45.6×10-45.4×10-4
(3)本實驗誤差的主要來源有:距離測量的不準確,水從水箱中流出不夠穩(wěn)定,還可能來源于    等.(寫出一項即可)

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科目:高中物理 來源:2010-2011學年河南省開封市高三(上)月考物理試卷(9月份)(解析版) 題型:填空題

伽利略在物理學研究方面把實驗和邏輯推理(包括數(shù)學推演)和諧地結(jié)合起來,有力地推進了人類科學認識的發(fā)展,標志著物理學的真正開端.某校科技小組設計了如圖所示的裝置,探究物體沿斜面下滑是否做勻變速直線運動.
(1)實驗時,讓滑塊從不同高度由靜止沿斜面下滑,并同時打開水龍頭的閥門,使水流到量筒中;當滑塊碰到擋板的同時關閉閥門(整個過程中水流可視為均勻穩(wěn)定的).該實驗探究方案是利用量筒中收集的水量來測量    的.
(2)下表是該小組測得的有關數(shù)據(jù),其中s為滑塊從斜面的不同高度由靜止釋放后沿斜面下滑的距離,V為相應過程中量筒中收集的水量.分析表中數(shù)據(jù),根據(jù)    ,可以得出滑塊沿斜面下滑是做勻變速直線運動的結(jié)論.

次數(shù)
1234567
s (m)4.53.93.02.11.50.90.3
V(mL)90847262524023.5
5.6×10-45.5×10-45.8×10-45.5×10-45.6×10-45.6×10-45.4×10-4
(3)本實驗誤差的主要來源有:距離測量的不準確,水從水箱中流出不夠穩(wěn)定,還可能來源于    等.(寫出一項即可)

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