8.如圖所示的裝置可用來探究做功與速度變化的關(guān)系,傾角為θ的斜面體固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,將光電門固定在斜面體的底端O點(diǎn),將小球從斜面上的不同位置由靜止釋放,釋放點(diǎn)到光電門的距離d依次為5cm、10cm、15cm、20cm、25cm、30cm.
(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量鋼球的直徑,如圖乙所示,鋼球的直徑D=0.5625cm
(2)該實(shí)驗(yàn)不需要(選填“需要”或者“不需要”)測(cè)量小球質(zhì)量;小球通過光電門經(jīng)歷的時(shí)間為△t,小球通過光電門的速度為$\frac{D}{△t}$(填字母),不考慮誤差的影響,從理論上來說,該結(jié)果<(選填“<”,“>”或“=”)球心通過光電門的瞬時(shí)速度.
(3)為了探究做功與速度變化的關(guān)系,依次記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示.
實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456
d/×10-2m5.0010.0015.0020.0025.0030.00
v/(m•s-10.690.981.201.391.551.70
v2/(m•s-120.480.971.431.922.412.86
$\sqrt{v}$/(m•s-1)${\;}^{\frac{1}{2}}$0.830.991.101.181.241.30
從表格中數(shù)據(jù)分析能夠得到關(guān)于“做功與速度變化的關(guān)系”的結(jié)論是:合外力做功與小球通過光電門時(shí)速度的平方成正比.

分析 螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù),在讀可動(dòng)刻度讀數(shù)時(shí)需估讀.利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時(shí)速度,由此可以求出小鐵球通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度.根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律判斷求解.

解答 解:(1)螺旋測(cè)微器:固定刻度為5.5mm,可動(dòng)刻度為12.5×0.01mm=0.200mm,則讀數(shù)為5.5+0.125=5.625mm=0.5625cm.
(2)根據(jù)動(dòng)能定理$mgd=\frac{1}{2}m{v}^{2}$,本實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證v2=2gd,故不需要測(cè)量小球的質(zhì)量.
由平均速度表示經(jīng)過光電門時(shí)的速度,故小球通過光電門的速度為v=$\frac{D}{△t}$
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得鋼球通過光電門的平均速度等于這個(gè)過程中中間時(shí)刻速度,
所以鋼球通過光電門的平均速度<鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度,
(3)根據(jù)表格中記錄的數(shù)據(jù)可得,物體的位移d與物體的速度、以及速度的平方根都不存在正比例的關(guān)系,與速度的平方接近正比例關(guān)系,所以可選擇v2為坐標(biāo)系的縱坐標(biāo).將表格中的數(shù)據(jù)在d-v2坐標(biāo)系中描點(diǎn)連線如圖.從圖象得到的直接結(jié)論是d與v2成正比;從而間接得到做功與物體速度變化的規(guī)律是合外力做功與v2成正比.

故答案為:(1)0.5625;(2)不需要;$\frac{D}{△t}$;<;(3)合外力做功與小球通過光電門時(shí)速度的平方成正比.

點(diǎn)評(píng) 該實(shí)驗(yàn)不同于課本中的實(shí)驗(yàn),這種情況下我們首先要設(shè)法理解實(shí)驗(yàn)的原理,然后再根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理進(jìn)行解答.屬于中檔題目.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

13.如圖,一工件置于水平地面上,AB段為半徑R=1.0m的光滑圓弧軌道,BC段為長度L=0.5m的粗糙水平軌道.二者相切于B點(diǎn).整個(gè)軌道位于同一豎直平面內(nèi),P點(diǎn)為圓弧軌道上的一點(diǎn),小物塊質(zhì)量m=0.2kg(可視為質(zhì)點(diǎn)),與BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.4.工件質(zhì)量M=0.8kg,與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.1.(取g=10m/s2
(1)將工件固定,物塊由P點(diǎn)無初速度釋放,滑至C點(diǎn)時(shí)恰好靜止,求物塊在圓弧軌道的B時(shí)對(duì)軌道的壓力大;
(2)工件不固定,若將一水平恒力F作用于工件,使物塊在P點(diǎn)與工件保持相對(duì)靜止,一起向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng),求F、加速度的大小及物塊對(duì)工件的壓力大。

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

19.一列簡諧橫波沿x軸傳播,周期為T,t=0時(shí)刻的波形如圖所示.此時(shí)平衡位置位于x=3m處的質(zhì)點(diǎn)正在向上運(yùn)動(dòng),若a、b兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置的坐標(biāo)分別為xa=2.5m,xb=5.5m,則以下說法不正確的是(  )
A.當(dāng)a質(zhì)點(diǎn)處在波峰時(shí),b質(zhì)點(diǎn)恰在波谷
B.在某一時(shí)刻,a、b兩質(zhì)點(diǎn)的位移和速度可能相同
C.t=$\frac{T}{4}$時(shí),a質(zhì)點(diǎn)正在向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)
D.t=$\frac{3T}{4}$時(shí),b質(zhì)點(diǎn)正在向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

16.在《探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》實(shí)驗(yàn)中,所用裝置如圖1所示.某同學(xué)實(shí)驗(yàn)后挑選出的紙帶如圖2所示.圖中A、B、C、D、E是按打點(diǎn)先后順序依次選取的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s.
計(jì)數(shù)點(diǎn)C對(duì)應(yīng)物體的瞬時(shí)速度為0.676m/s
整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中物體的加速度為1.57m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

3.利用如圖裝置可以做力學(xué)中的許多實(shí)驗(yàn),

(1)以下說法正確的是BC.
A.用此裝置“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”時(shí),必須設(shè)法消除小車和木板間的摩擦阻力的影響
B.用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”每次改變砝碼及砝碼盤總質(zhì)量之后,不需要重新平衡摩擦力
C.在用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”時(shí),應(yīng)使小盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
D.用此裝置探究“探究功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),不需要平衡小車運(yùn)動(dòng)中所受摩擦力的影響.
(2)如圖所示為實(shí)驗(yàn)室常用的兩種計(jì)時(shí)器,其中甲裝置用的電源要求是A.

A.交流220V     B.直流220V    C.交流4-6V     D.直流4-6V
(3)在利用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”時(shí),實(shí)驗(yàn)中按規(guī)范操作打出的一條紙帶的一部分如圖.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的交流電源上,則此次實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下A 點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度為0.63m/s.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.如圖所示,MN和PQ為處于同一水平面內(nèi)的兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌,垂直導(dǎo)軌放置金屬棒ab與導(dǎo)軌接觸良好.N、Q端接變壓器的初級(jí)線圈,變壓器的輸出端有三組次級(jí)線圈,分別接有電阻元件R、電感元件L和電容元件C.在水平金屬導(dǎo)軌之間加豎直向下的勻強(qiáng)磁場,若用IR、IL、Ic分別表示通過R、L和C的電流,則下列判斷中正確的是( 。
A.若IR=0、IL=0、IC=0,則ab棒一定處于靜止
B.若IR≠0、IL≠0、IC=0,則ab棒一定做勻速運(yùn)動(dòng)
C.若IR≠0、IL≠0、IC=0,則ab棒一定做勻變速運(yùn)動(dòng)
D.若IR≠0、IL≠0、IC≠0,則ab棒一定在某一中心位置附近做往復(fù)運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

20.左側(cè)的調(diào)壓裝置可視為理想變壓器,負(fù)載電路中R=55Ω,A、V為理想電流表和電壓表,若原線圈接入如圖乙所示的正弦交變電壓,電壓表的示數(shù)為110V,下列表述正確的是( 。
A.電流表的示數(shù)為$\sqrt{2}$AB.原、副線圈匝數(shù)比為1:2
C.電壓表的示數(shù)為電壓的有效值D.原線圈中交變電流的方向改變50次

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

17.如圖所示,理想變壓器1、2兩端接在220V交流電壓上,匝數(shù)為n1,3、4間匝數(shù)為n2,4、5間匝數(shù)為n3.當(dāng)電阻R接在3、4間時(shí),交流電流表A的讀數(shù)為I,當(dāng)電阻R接在4、5間時(shí),交流電流表A的讀數(shù)為I?,則I:I?為( 。
A.n22:n32B.n32:n22C.n2:n3D.n3:n2

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

18.如圖所示,水平面上的O點(diǎn)處并放著AB兩個(gè)物體,在A的左側(cè)距A距離為x0處有一豎直擋板,AB之間有少量的炸藥.爆炸后B以v2=2m/s的速度向右做勻減速運(yùn)動(dòng);A以v1=4m/s的速率向左勻減速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)到擋板后與擋板發(fā)生時(shí)間極短的碰撞,碰撞后以碰撞前的速率返回.已知AB在運(yùn)動(dòng)過程中加速度大小均為a=2m/s2,方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向始終相反,AB兩物體均視為質(zhì)點(diǎn).計(jì)算:
(1)爆炸后向B物體向右運(yùn)動(dòng)的最大位移
(2)x0滿足什么條件,A物體剛好能回O點(diǎn)
(3)若x0滿足什么條件時(shí),A物體能追上B物體.

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同步練習(xí)冊(cè)答案