题目内容

Ⅰ.利用计算机和力传感器可以比较精确地测量作用在挂钩上的力,并能得到挂钩所受的拉力随时间的变化图象,实验过程中挂钩位置可认为不变.某同学利用力传感器和单摆来验证机械能守恒,实验步骤如下:
①如图甲所示,固定力传感器M;
②取一根不可伸长的细线,一端连接一小铁球,另一端穿过固定的光滑小圆环O,并固定在传感器M的挂钩上
(小圆环刚好够一根细线通过).
③让小铁球自由悬挂并处于静止状态,从计算机中得到拉力随时间的关系图象如图乙所示;
④让小铁球以较小的角度在竖直平面内的A、B之间摆动,从计算机中得到拉力随时间的关系图象如图丙所示.
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请回答以下问题:
(1)由图中数据可求得小圆环O到小铁球球心的距离为
 
m;(计算时取g≈π2m/s2
(2)为了验证小铁球在最高点A和最低点C处的机械能是否相等,则
 

A.一定得测出小铁球的质量m精英家教网
B.一定得测出细线离开竖直方向的最大偏角β
C.一定得知道当地重力加速度g的大小
D.只要知道图乙和图丙中的F0、F1、F2的大小
(3)若已经用实验测得了第(2)小题中所需测量的物理量,则为
了验证小铁球在最高点A和最低点C处的机械能是否相等,只需验证
等式
 
是否成立(用题中所给物理量的符号来表示).
Ⅱ.2009年秋,甲型H1N1流感在全国各地爆发,为做好需要购买大量的体温表,市场一度出现供货不足的情况.某同学想自己制作一个金属温度计,他从实验室找到一个热敏电阻,通过查资料获得该热敏电阻的阻值R随温度t变化的规律如图甲所示.该同学进行了如下设计:将一电源(电动势E=1.5V、内阻不计)、电流表(量程5mA、内阻Rg=100Ω)、电阻箱R′及用作测温探头的热敏电阻R组成如图乙所示的电路,把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简单的“金属电阻温度计”.
(1)电流表刻度较小处对应的温度值
 
;(填“较高”或“较低”)
(2)若电阻箱阻值R′=70Ω时,图丙中电流表5mA刻度处时热敏电阻的阻值R=
 
Ω,对应的温度数值为
 
℃.
分析:运用单摆的周期公式求解摆长.
通过物理规律表示出动能的增加量和重力势能的减小量.
看两量是否相等验证机械能守恒.
知道热敏电阻的特性是温度升高电阻增大.
解答:解:Ⅰ.(1)根据摆的周期公式T=2π
l
g

根据丙图可以知道单摆的周期为2.0s
所以求得l=1m.
(2)在最低点C点,根据牛顿第二定律得:F0、F1、F2  
F1-F0=m
v2
l

所以在最低点C点动能为
F1-F0
2

A点到C点重力势能减小量为△Ep=mgh=F0l(1-cosθ)  θ为最大偏角
在A点:F2=F0cosθ
所以△Ep=F0-F2  
要机械能守恒,所以
F1-F0
2
=F0-F2  
即3F0=F1+2F2
故选D.
(3)为了验证小铁球在最高点A和最低点C处的机械能是否相等,只需验证
等式3F0=F1+2F2是否成立
Ⅱ.(1)根据甲图热敏电阻的特性是温度升高电阻增大.
所以电流表刻度较小处对应的温度值较高
(2)图丙中电流表5mA刻度处时热敏电阻的阻值R=
E
I
-Rg-R′=130Ω
根据甲图知道对应的温度数值为30℃.
故答案为:
Ⅰ.(1)1m;
(2)D
(3)3F0=F1+2F2
Ⅱ.(1)较高;
(2)130;30.
点评:熟悉单摆的周期公式.
清楚验证机械能守恒的工作原理.
能够利用欧姆定律解决电路中电阻和电流间的关系.
练习册系列答案
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Ⅰ.利用计算机和力传感器可以比较精确地测量作用在挂钩上的力,并能得到挂钩所受的拉力随时间的变化图象,实验过程中挂钩位置可认为不变.某同学利用力传感器和单摆来验证机械能守恒,实验步骤如下:
①如图甲所示,固定力传感器M;
②取一根不可伸长的细线,一端连接一小铁球,另一端穿过固定的光滑小圆环O,并固定在传感器M的挂钩上
(小圆环刚好够一根细线通过).
③让小铁球自由悬挂并处于静止状态,从计算机中得到拉力随时间的关系图象如图乙所示;
④让小铁球以较小的角度在竖直平面内的A、B之间摆动,从计算机中得到拉力随时间的关系图象如图丙所示.

请回答以下问题:
(1)由图中数据可求得小圆环O到小铁球球心的距离为______m;(计算时取g≈π2m/s2
(2)为了验证小铁球在最高点A和最低点C处的机械能是否相等,则______;
A.一定得测出小铁球的质量m
B.一定得测出细线离开竖直方向的最大偏角β
C.一定得知道当地重力加速度g的大小
D.只要知道图乙和图丙中的F、F1、F2的大小
(3)若已经用实验测得了第(2)小题中所需测量的物理量,则为
了验证小铁球在最高点A和最低点C处的机械能是否相等,只需验证
等式______是否成立(用题中所给物理量的符号来表示).
Ⅱ.2009年秋,甲型H1N1流感在全国各地爆发,为做好需要购买大量的体温表,市场一度出现供货不足的情况.某同学想自己制作一个金属温度计,他从实验室找到一个热敏电阻,通过查资料获得该热敏电阻的阻值R随温度t变化的规律如图甲所示.该同学进行了如下设计:将一电源(电动势E=1.5V、内阻不计)、电流表(量程5mA、内阻Rg=100Ω)、电阻箱R′及用作测温探头的热敏电阻R组成如图乙所示的电路,把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简单的“金属电阻温度计”.
(1)电流表刻度较小处对应的温度值______;(填“较高”或“较低”)
(2)若电阻箱阻值R′=70Ω时,图丙中电流表5mA刻度处时热敏电阻的阻值R=______Ω,对应的温度数值为______℃.

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