题目内容

学校开展研究性学习，某同学为了探究杆子转动时的动能表达式，设计了下图甲所示的实验：质量为m的均匀长直杆一端固定在转轴O处，杆由水平位置静止释放，用置于圆弧上某位置的光电门测出另一端A经过该位置时的瞬时速度vA，并记下该位置与转轴O的高度差h．
                
⑴该同学用20分度的游标卡尺测得长直杆的横截面的直径如图乙为        mm．
⑵调节光电门在圆弧上的位置，测得多组数据如表格所示．请选择适当的数据处理方法，猜想并写出vA与h的函数关系等式   .
组次
1
2
3
4
5
h/m
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
vA（m/s）
1.73
2.12
2.46
2.74
3.00
⑶当地重力加速度g取10m/s2，不计一切摩擦，结合你找出的函数关系式，根据守恒规律写出此杆转动时动能的表达式EK =  （请用数字、质量m、速度vA表示）.
⑷为了减小空气阻力对实验的影响，请提出一条可行性措施                 .
⑴7.25mm；⑵vA2＝30h；⑶Ek＝mvA2/6；⑷选择密度较大的直杆（或选择直径较小的直杆）

试题分析：⑴由图乙可知，游标卡尺的读数为：7mm＋0.05×5mm＝7.25mm
⑵根据表格数据可知，vA与h无直接关系，因此猜想vA2、vA3、…与h的关系，发现有：vA2＝30h
⑶根据机械能守恒定律有：Ek＝mgh/2，vA2＝3gh，解得：Ek＝mvA2/6
⑷为了减小空气阻力对实验的影响，即重力远大于阻力，应选择密度较大的直杆（或选择直径较小的直杆）
练习册系列答案
相关题目
打点计时器是一种计时仪器，它使用________（选填“直流”或“交流”）电源．某同学在做“用打点计时器测速度”的实验时，用手拉动纸带，所得纸带上的点迹分布不均匀，则点迹密集的地方表示纸带运动的速度________（选填“较大”或“较小”）．
甲乙两同学做测定木板与铁块之间的动摩擦因数的实验时，设计了甲乙两种方案：

方案甲：木板固定，用弹簧秤拉动铁块，如图甲所示；
方案乙：铁块通过弹簧秤与墙连接，用手拉动木板，如图乙所示。
实验器材有：弹簧秤、木板、质量为400g的铁块、细线、质量为200g的配重若干。（）
（1）上述两种方案你认为更合理的方案是     （填“甲”或“乙”）
（2）某同学在铁块上加上配重，改变铁块对木板的正压力，记录了实验数据如下表所示：
实验次数
1
2
3
4
5
配重（个数）
0
1
2
3
4
弹簧秤读数/N
1.00
1.50
2.00
2.20
3.00

请根据上述数据画出铁块所受摩擦力Ff和压力FN的关系图象；由图象可求出木板和铁块间动摩擦因数是        。
在“验证机械能守恒定律”的实验中，要验证重锤下落时重力势能的减少量等于它动能的增加量，以下操作步骤中不必要的或错误的是（　　）
A．用天平称出重锤的质量
B．把电火花打点计时器固定在铁架台上，并用导线把它与低压交流电源连接起来
C．把纸带的一端固定在重锤上，另一端穿过计时器的限位孔，把重锤提升到一定的高度
D．用秒表测出重锤下落的时间．
某同学在实验室用如图甲所示的装置来探究“牛顿第二定律”．
（1）实验中，该同学先接通计时器的电源（频率为50Hz），再放开纸带，如图乙是打出的一条纸带，O为起点，A、B、C为三个相邻的计数点，相邻两个计数点之间有四个计时点没有标出，有关数据如图乙所示，则小车的加速度大小a＝______m／s2，打B点时小车的速度大小vB＝______m／s （结果均保留两位有效数字）

（2）该同学在做探究加速度与质量的关系实验时，保持沙和沙桶的总质量m一定。改变小车及车中砝码的总质量M，测出相应的加速度a，并采用图像法处理数据．为了比较容易地得出加速度a与质量M的关系，应该作a与_________的关系图像．
（1）在用如图所示装置做“探究功与速度关系”的实验；下列说法正确的是       
A．长木板要适当倾斜，以平衡小车运动过程中的摩擦力
B．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
C．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致
D．利用纸带上的点计算小车的速度时，应选用纸带上打点最不均匀部分进行计算
（2）在“验证机械能守恒定律”实验中，纸带将被释放瞬间的四种情景如照片所示，其中最合适的是       
（9分）某实验小组的同学欲“探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系”，在实验室设计了一套如图甲所示的装置，图中A为小车，B打点计时器，C为弹簧测力计，P为小桶（内有沙子），一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置，不计绳与滑轮的摩擦．实验时，把长木板不带滑轮的一端垫起适当的高度，以平衡摩擦力，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点．

（1）该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为零点，顺次选取一系列点，分别测量这些点到零点之间的距离x，计算出它们与零点之间的速度平方差△v2=v2－v02，弹簧秤的读数为F，小车的质量为m，然后建立△v2—x坐标系，通过描点法得到的图像是一条过原点的直线，如图乙所示，则这条直线的斜率的意义为___________．（填写表达式）
（2）若测出小车质量为0.4 kg，结合图像可求得小车所受合外力的大小为__________N．
（3） 本实验中是否必须满足小桶（含内部沙子）的质量远小于小车的质量　　　（填“是”或“否”）
（8分）在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，装置如图甲所示，实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次测出相应的弹簧总长度。

（1）某同学通过以上测量后把6组数据描点在坐标图乙中，请作出F－L图线；
（2）由此图线可得出该弹簧的原长L0＝__________cm，劲度系数k＝___________N/m。
(8分)如图所示，A、B、C、D为物体做平抛运动过程中依次通过的四个点，通过某种方法把四个点记录在了图纸上，图中的网格区域是由许多个正方形小方框构成（实验时，纸张竖直放置．网格竖直线和重垂线平行），每个正方形小方框的边长均为L=5cm．由于保存不当，纸张被污染了，导致C点的位置无法确定．现在想要用该实验图纸来研究平抛运动，（）请回答以下问题：

（1）判断A点是否为平抛的起始点       (填“是”或“不是”)
（2）从A运动到B所用的时间为        s
（3）该平抛运动的初速度为         .

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