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題目列表(包括答案和解析)

某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的裝置探究“動(dòng)能定理”.圖中小車內(nèi)可放置砝碼;實(shí)驗(yàn)中,小車碰到制動(dòng)裝置時(shí),鉤碼尚未到達(dá)地面,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50Hz.
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(1)實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下:
①在小車中放入砝碼,把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,連在小車后端,用細(xì)線連接小車和鉤碼;
②將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,
 
,
 
,小車拖動(dòng)紙帶,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一列點(diǎn),關(guān)閉電源;
③改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量,更換紙帶,重復(fù)②的操作.
(2)如圖乙是某次實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶,在紙帶上選擇起始點(diǎn)0及多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、…,可獲得各計(jì)數(shù)點(diǎn)刻度值s,求出對(duì)應(yīng)時(shí)刻小車的瞬時(shí)速度V,則D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的刻度值為sD=
 
cm,D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度大小為vD=
 
m/s.
(3)下表是某同學(xué)在改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量時(shí)得到的數(shù)據(jù).其中M是小車質(zhì)量M1與小車中砝碼質(zhì)量m之和,|
v
2
2
-
v
2
1
|
是紙帶上某兩點(diǎn)的速度的平方差,可以據(jù)此計(jì)算出動(dòng)能變化量△E;F是鉤碼所受重力的大小,W是在以上兩點(diǎn)間F所作的功.
次   數(shù) M/kg |
v
2
2
-
v
2
1
|/(m2?s-2)
△E/J F/N W/J
1 0.500 0.760 0.190 0.490 0.210
2 0.500 1.65 0.413 0.980 0.430
3 0.500 2.40 0.600 1.470 0.630
4 1.000 2.40 1.200 2.450 1.240
5 1.000 2.84 1.420 2.940 1.470
由上表數(shù)據(jù)可以看出,W總是大于△E,其主要原因是;鉤碼的重力大于小車實(shí)際受到的拉力造成了誤差,還有
 

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(1)在“探究恒力做功與動(dòng)能改變的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的裝置.實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①把紙帶的一端固定在小車的后面,另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
②改變木板的傾角,以重力的一個(gè)分力平衡小車及紙帶受到的摩擦力
③用細(xì)線將木板上的小車通過(guò)一個(gè)定滑輪與懸吊的砂桶相連
④接通電源,放開小車,讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)
⑤測(cè)出s、s1、s2(如圖乙所示),查得打點(diǎn)周期為T.
判斷重力的一個(gè)分力是否已與小車及紙帶受到的摩擦力平衡的直接證據(jù)是
 
;
本實(shí)驗(yàn)還需直接測(cè)量的物理量是:
 
.(并用相應(yīng)的符號(hào)表示)
探究結(jié)果的表達(dá)式是
 
.(用相應(yīng)的符號(hào)表示)
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(2)用同樣的裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn).以下是一實(shí)驗(yàn)小組所獲取的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),根據(jù)表格中數(shù)據(jù),在圖中取合適的坐標(biāo)系,作出圖象.
表格:小車受力相同(均取砂桶質(zhì)量m=50g).
次數(shù) 小車質(zhì)量
M/g
加速度
a/m?s-2
1
M
/kg-1
1 200 1.91 5.00
2 250 1.71 4.00
3 300 1.50 3.33
4 350 1.36 2.86
5 400 1.12 2.50
6 450 1.00 2.22
7 500 0.90 2.00
根據(jù)圖象判斷,實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的最主要原因是:
 

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(2011?海南)現(xiàn)要通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示:水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌;導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光片的滑塊,其總質(zhì)量為M,左端由跨過(guò)輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連;遮光片兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直;導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門,可以測(cè)試遮光片經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的擋光時(shí)間t,用d表示A點(diǎn)到導(dǎo)軌低端C點(diǎn)的距離,h表示A與C的高度差,b表示遮光片的寬度,s表示A,B 兩點(diǎn)的距離,將遮光片通過(guò)光電門的平均速度看作滑塊通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度.用g表示重力加速度.完成下列填空和作圖;
(1)若將滑塊自A點(diǎn)由靜止釋放,則在滑塊從A運(yùn)動(dòng)至B的過(guò)程中,滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量可表示為
Mg
h
d
s
-mgs
Mg
h
d
s
-mgs
.動(dòng)能的增加量可表示為
1
2
(m+M)
b2
t2
1
2
(m+M)
b2
t2
.若在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒,
1
t2
與s的關(guān)系式為
1
t2
=
2(hM-dm)g
(M+m)db2
s
=
2(hM-dm)g
(M+m)db2
s

(2)多次改變光電門的位置,每次均令滑塊自同一點(diǎn)(A點(diǎn))下滑,測(cè)量相應(yīng)的s與t值,結(jié)果如下表所示:
1 2 3 4 5
s(m) 0.600 0.800 1.000 1.200 1.400
t(ms) 8.22 7.17 6.44 5.85 5.43
1
t2
(×104s-2
1.48 1.95 2.41 2.92 3.39
以s為橫坐標(biāo),
1
t2
為縱坐標(biāo),在答題卡上對(duì)應(yīng)圖2位置的坐標(biāo)紙中描出第1和第5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn);根據(jù)5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)作直線,求得該直線的斜率k=
2.40
2.40
×104m-1.?s-2(保留3位有效數(shù)字).

由測(cè)得的h、d、b、M和m數(shù)值可以計(jì)算出
1
t2
-s
直線的斜率ko,將k和ko進(jìn)行比較,若其差值在試驗(yàn)允許的范圍內(nèi),則可認(rèn)為此試驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律.

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現(xiàn)要通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示:水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌;導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光片的滑塊,其總質(zhì)量為M,左端由跨過(guò)輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連;遮光片兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直;導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門,可以測(cè)量遮光片經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的擋光時(shí)間t,用d表示A點(diǎn)到導(dǎo)軌底端C點(diǎn)的距離,h表示A與C的高度差,b表示遮光片的寬度,s表示A、B兩點(diǎn)間的距離,將遮光片通過(guò)光電門的平均速度看作滑塊通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度.用g表示重力加速度.完成下列填空和作圖:(1)若將滑塊自A點(diǎn)由靜止釋放,則在滑塊從A運(yùn)動(dòng)至B的過(guò)程中,滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量可表示為
 
,動(dòng)能的增加量可表示為
 
.若在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒,
1
t2
與s的關(guān)系式為
1
t2
=
 

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(2)多次改變光電門的位置,每次均令滑塊自同一點(diǎn)(A點(diǎn))下滑,測(cè)量相應(yīng)的s與t值,結(jié)果如下表所示:
1 2 3 4 5
s/m 0.600 0.800 1.000 1.200 1.400
t/ms 8.22 7.17 6.44 5.85 5.43
1
t2
/104s-2
1.48 1.95 2.41 2.92 3.39
以s為橫坐標(biāo),
1
t2
為縱坐標(biāo),在圖2的坐標(biāo)紙中描出第1和第5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)
 
;根據(jù)5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)作直線,求得該直線的斜率k=
 
×104 m-1?s-2(保留3位有效數(shù)字).由測(cè)得的h、d、b、M和m數(shù)值可以計(jì)算出
1
t2
-s直線的斜率k0,將k和k0進(jìn)行比較,若其差值在實(shí)驗(yàn)允許的范圍內(nèi),則可認(rèn)為此實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律.

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(2011?開封一模)(1)在“探究恒力做功與動(dòng)能改變的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)采用圖1所示裝置的實(shí)驗(yàn)方案,他想用沙和沙桶的總重力表示小車受到的合外力,為了減小這種做法帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差,他使長(zhǎng)木板左端抬起一個(gè)合適的角度,平衡摩擦力.你認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)該使
小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于沙和沙桶的總質(zhì)量.
小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于沙和沙桶的總質(zhì)量.

如圖2所示是某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶,其中A、B、C、D、E、F是計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間問(wèn)隔為T,距離如圖.則打C點(diǎn)時(shí)小車的速度表達(dá)式為(用題中所給物理量表示)
x2+△x3
2T
x2+△x3
2T
;要驗(yàn)證合外力的功與動(dòng)能變化間的關(guān)系,除了要測(cè)量沙和沙桶的總重力、測(cè)量小車的位移、速度外,還要測(cè)出的物理量有
小車質(zhì)量
小車質(zhì)量


(2)用上面的裝置也可以做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn),以下是某一實(shí)驗(yàn)小組記錄的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).淆你根據(jù)表格中數(shù)據(jù).在如圖中取合適的坐標(biāo)系作圖象,尋找加速度和質(zhì)量的關(guān)系.
他們實(shí)驗(yàn)時(shí)沙和沙桶的質(zhì)量始終沒(méi)有變化.
次數(shù) 小車質(zhì)量M/g 加速度
1
M
/kg-1
1 200 1.91 5.00
2 250 1.71 4.00
3 300 1.50 3.33
4 350 1.32 2.86
5 400 1.12 2.50
6 450 1.00 2.22
7 500 0.90 2.00
根據(jù)圖象判斷,實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的最主要原因是:
未能滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于沙和砂桶的總質(zhì)量.
未能滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于沙和砂桶的總質(zhì)量.

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