题目内容

某同学采用半径R=25cm的1/4圆弧轨道做平抛运动实验,其部分实验装置示意图如图甲所示.实验中,通过调整使出口末端B的切线水平后,让小球从圆弧顶端的A点由静止释放.图乙是小球做平抛运动的闪光照片,照片中的每个正方形小格的边长代表的实际长度为4.85cm.己知闪光频率是10Hz.则根据上述的信息可知:小球到达轨道最低点B时的速度大小vB=
1.94
1.94
m/s,小球在D点时的竖直速度大小vDy=
1.94
1.94
m/s,当地的重力加速度 g=
9.7
9.7
m/s2
分析:根据平抛运动的基本规律,水平方向做匀速直线运动,即可求解过B点的速度;竖直方向做匀变速直线运动,D点竖直方向的瞬时速度等于CE两点之间竖直方向的平均速度;根据匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差是常数,即可求解重力加速度.
解答:解:(1)水平方向:x=v0t,其中x=4L=0.194m,t=
1
f
=0.1
s,故v0=1.94m/s.
所以vB=v0=1.94m/s.
(2)根据间的平均速度等于点的速度得vDy=
hCE
2t
=
(5+3)×0.0485
2×0.1
m/s=1.94
m/s.
(3)小球从B点抛出后做平抛运动,t=
1
f
=0.1
s.
在竖直方向上有:△h=gT2,其中△h=(5-3)×4.85=9.70cm,代入求得:g=
△h
t2
=9.7
m/s2
故答案为:1.94  1.94   9.7
点评:要解答本题应熟练掌握实验的目的及原理,根据实验的原理分析实验的数据.对于平抛运动问题,一定明确其水平和竖直方向运动特点,尤其是在竖直方向熟练应用匀变速直线运动的规律和推论解题.
练习册系列答案
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(2009?海淀区二模)(1)几名学生进行野外考察,登上一山峰后,他们想测出所处位置的重力加速度和高度,于是他们做了如下实验.
①用细线拴好石块P系在树枝上做成一个简易单摆,如图1所示.用随身携带的钢卷尺测出悬点到石块中心的长度L,然后将石块拉开一个小角度,由静止释放石块,使石块开始在竖直平面内摆动,用电子手表测出单摆完成n次全振动所用的时间t.由此可计算出所处位置的重力加速度g=
4π2n2L
t2
4π2n2L
t2

②若已知地球半径为R,海平面的重力加速度为g0,由此计算出他们在山峰上所处位置的高度h=
Rt
2πn
g0
L
-R
Rt
2πn
g0
L
-R
.(用测量出的物理量和已知量表示)

(2)实验室有一个螺线管电阻值约为60Ω,其绕制螺线管的金属丝的电阻率为ρ.某同学采用如下方法测量螺线管两接线柱之间金属丝的长度,请按要求完成下列问题.
①使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图2所示,金属丝的直径d=
0.260×10-3
0.260×10-3
m.
②用电流表和电压表测量螺线管的电阻,提供的实验器材实物如图3所示:
A.直流电流表(量程0~50mA,内阻约10Ω);
B.直流电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ);
C.直流电源(电动势4V,内阻可不计);
D.滑动变阻器(总阻值10Ω,最大电流1A);
E.开关一个,导线若干条.
为了比较准确地测量金属丝的电阻,要求测量多组数据,在所给的实物图中画出连接导线.
③若电压表的读数为U,电流表的读数为I,金属丝直径为d,金属丝的电阻率为ρ,则由已知量和测得量的符号表示金属丝的长度的计算式为l=
πd2U
4ρI
πd2U
4ρI
(1)在“验证力的平行四边形定则”的实验中某同学的实验情况如下1所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳,图2是在白纸上根据实验结果画出的图.
①图2中的
F
F
是力F1和F2的合力的理论值,
F′
F′
是力F1和F2的合力的实际测量值.
②下列说法正确的是
CD
CD

A.两根细绳必须等长
B.两分力F1和F2应垂直,这样便于准确算出合力
C.同一次实验应将橡皮条和细线的结点拉到相同的位置
D.本实验利用了等效替代的科学方法
(2)某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度,电源频率f=50Hz.在纸带上打出的点中,选出零点,每隔4个点取1个计数点.因保存不当,纸带被污染,如图3所示,A、B、C、D是依次排列的4个计数点,仅能读出其中3个计数点到零点的距离:sA=16.6mm、sB=126.5mm、sD=624.5mm.若无法再做实验,可由以上信息推知
①相邻两计数点的时间间隔为
0.1
0.1
s;
②打C点时物体的速度大小为
2.5
2.5
m/s(取2位有效数字);
③物体的加速度大小为
sD-3sB+2sA
75
f2
sD-3sB+2sA
75
f2
(用sA、sB、sD和f表示).
(3)某同学采用半径R=25cm的1/4圆弧轨道做平抛运动实验,其部分实验装置示意图如图43所示.实验中,通过调整使出口末端B的切线水平后,让小球从圆弧顶端的A点由静止释放.图5是小球做平抛运动的闪光照片,照片中的每个正方形小方格的边长代表的实际长度为4.85cm.已知闪光频率是10Hz.则根据上述信息可知:
①小球到达轨道最低点B的速度大小
vB=
1.94
1.94
m/s,小球在D的竖直速度大小vDy=
1.94
1.94
m/s,当地的重力加速度g=
9.7
9.7
m/s2
②小球在圆弧槽上是否受到了摩擦力:
受到
受到
(填“受到”、“未受到”、“条件不足,无法确定”).
(1)在“验证力的平行四边形定则”的实验中某同学的实验情况如下1所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳,图2是在白纸上根据实验结果画出的图.
①图2中的______是力F1和F2的合力的理论值,______是力F1和F2的合力的实际测量值.
②下列说法正确的是______.
A.两根细绳必须等长
B.两分力F1和F2应垂直,这样便于准确算出合力
C.同一次实验应将橡皮条和细线的结点拉到相同的位置
D.本实验利用了等效替代的科学方法
(2)某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度,电源频率f=50Hz.在纸带上打出的点中,选出零点,每隔4个点取1个计数点.因保存不当,纸带被污染,如图3所示,A、B、C、D是依次排列的4个计数点,仅能读出其中3个计数点到零点的距离:sA=16.6mm、sB=126.5mm、sD=624.5mm.若无法再做实验,可由以上信息推知
①相邻两计数点的时间间隔为______s;
②打C点时物体的速度大小为______m/s(取2位有效数字);
③物体的加速度大小为______(用sA、sB、sD和f表示).
(3)某同学采用半径R=25cm的1/4圆弧轨道做平抛运动实验,其部分实验装置示意图如图43所示.实验中,通过调整使出口末端B的切线水平后,让小球从圆弧顶端的A点由静止释放.图5是小球做平抛运动的闪光照片,照片中的每个正方形小方格的边长代表的实际长度为4.85cm.已知闪光频率是10Hz.则根据上述信息可知:
①小球到达轨道最低点B的速度大小
vB=______m/s,小球在D的竖直速度大小vDy=______m/s,当地的重力加速度g=______m/s2
②小球在圆弧槽上是否受到了摩擦力:______(填“受到”、“未受到”、“条件不足,无法确定”).

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