题目内容

下面两个实验中都使用了打点计时器：
（1）在利用打点计时器验证自由下落物体的机械能守恒的实验中，设在打O点时释放物体，打点计时器打A点时物体速度为v，OA之间的距离为h，一同学在实验报告中称，他测得v=2.38m/s，h=28.76cm，据此可得：
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v2=2.832m2/s2，gh=2.818m2/s2，在误差允许的范围内两者相等．但老师认为数据失实，其理由是
由于重物下滑过程中需要克服阻力做功，因此重力势能的减小量略大于动能的增加量
由于重物下滑过程中需要克服阻力做功，因此重力势能的减小量略大于动能的增加量
．
（2）某兴趣小组为测定一遥控电动小车的额定功率，进行如下实验：
①用天平测出电动小车的质量为1.0Kg；
②将电动小车、纸带和打点计时器按如下图所示安装；

③接通打点计时器（其打点周期为0.02s）；
④使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止时再关闭打点计时器（设在整个过程中小车所受的阻力恒定）．
在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的部分点迹如下图乙所示．请你分析纸带数据，回答下面两个问题：
（1）电动小车的最大速度为
1.5
1.5
m/s，（2）该电动小车的额定功率为
3.0
3.0
W．
分析：（1）由于重物下滑过程中需要克服阻力做功，因此重力势能的减小量略大于动能的增加量．
（2）最后匀速的速度便是小车以额定功率运动的最大速度，由此根据纸带可求出小车最大速度；小车在摩擦力力作用下减速运动，根据牛顿第二定律可求出摩擦力的大小，当小车达到额定功率时有：P=Fv=fvm，据此可求出额定功率大小．
解答：解：（1）由于空气阻力、摩擦影响动能增量应略小于重力势能减少量，所以老师认为数据失实．
（2）根据纸带可知，当所打的点点距均匀时，表示物体匀速运动，此时速度最大，故有：
vm=
x
t
=1.50m/s
从右端开始取六段位移，
根据逐差法有：a=
△x
T2
=
(0.0578+0.0535+0.0504)-(0.0471+0.0440+0.0407)
(3×0.04)2
=2.1m/s2，方向与运动方向相反．
根据牛顿第二定律有：f=ma，将m=1.0kg代人得：f=2.1N．
当汽车达到额定功率，匀速运动时，F=f，P=Fv=fvm，
代人数据解得P=3.0W．
故答案为：（1）由于重物下滑过程中需要克服阻力做功，因此重力势能的减小量略大于动能的增加量；（2）（1）1.50；（2）3.0
点评：本题考查了功、功率问题在实际中应用，知道在平直路面行驶的车子，功率一定，当牵引力与阻力相等时，速度最大．
练习册系列答案
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精英家教网I、某同学在做测玻璃折射率的实验中，使用的是半圆形玻璃砖，P1、P2、P3、P4是按顺序插在软木板上的大头针，如图1所示．下述关于实验操作中的做法，正确的是
 
．（填选项对应的字母）
A．若任意选取P1、P2连线的方向和入射点A的位置，都可以在圆弧久侧适当位置处插上第三个大头针，使其同时挡住P1、P2的像
B．如果入射点A恰在玻璃砖圆心处，可不使用大头针P4
C．可以用P1、P2连线作为入射光线，也可以用P4、P3连线作为入射光线
D．为减小误差，P1、P2间距和P3、P4间距应适当大一些
II、在测一节干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材：
A．待测干电池（电动势约为1.5V，内阻约为4Ω）
B．电压表V1（量程0～2V，内阻约为2000Ω）
C．电压表V2（量程0～6V，内阻约为6000Ω）
D．电阻箱R1（最大电阻99.9Ω，额定电流1A）
E．滑动变阻器R2（最大电阻20Ω，额定电流2A）
F．滑动变阻器R3（最大电阻200Ω，额定电流1A）
G．电键一个，导线若干
（1）为方便且能较准确地进行测量，电压表应选择
 
，电阻箱或滑动变阻器应选择
 
（填写器材前面的字母）．
（2）请在下面所给方框内，画出利用所选器材测干电池的电动势和内阻的实验电路图，图2．精英家教网
（3）某同学在实验中得到了多组路端电压和外电阻的数据，对所得数据进行处理后，在坐标纸上做出了如上图线：
由图线得出：干电池的电动势E=
 
V，内阻r=
 
Ω（结果保留两位有效数字）．
精英家教网I．一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧 a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图所示．下列表述正确的是
 
．
A．a的原长比b的短；
B．a的劲度系数比b的大；
C．a的劲度系数比的小；
D．测得的弹力与弹簧的长度成正比；
II．像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器，每个光电门都是由激光发射和接收装置组成．当有物体从光电门通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．现利用如图所示装置设计一个“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系”的实验，图中NQ是水平桌面、PQ是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上间距为L的两个光电门（与之连接的两个光电计时器没有画出）．可以装载钩码的小车上固定着用于挡光的窄片K，让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2．精英家教网
①在某次测量中，用游标卡尺测量窄片K的宽度，游标卡尺如图所示，则窄片K的宽度d=
 
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 m/s2；
III．有一个小灯泡上标有“4.8V、2W”的字样，现在测定小灯泡在不同电压下的电功率，并作出小灯泡的电功率P与它两端电压的平方U2的关系曲线．有下列器材可供选用：
A 电压表V1（0～3V，内阻3kΩ）　　 
B 电压表V2（0～15V，内阻15kΩ）
C 电流表A（0～0.6A，内阻约1Ω）
D 定值电阻R1=2kΩ
E 定值电阻R2=10kΩ
F 滑动变阻器R（10Ω，2A）
G 学生电源（直流5V，内阻不计）
H 开关、导线若干
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①为了使测量结果尽可能准确，实验中所用电压表应选用
 
；定值电阻应选用
 
．（均用序号字母填写）；
②为尽量减小实验误差，并要求从零开始多取几组数据，请在方框内画出满足实验要求的电路图；
③根据实验做出P-U2图象，下面的四个图象中可能正确的是
 
．
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利用自由落体运动可测量重力加速度．有两组同学分别利用下面甲、乙两种实验装置进行了实验，其中乙图中的M为可恢复簧片，M与触头接触，开始实验时需要手动敲击M断开电路，使电磁铁失去磁性释放第一个小球，当前一个小球撞击M时后一个小球被释放．
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①下列说法正确的有
 

A．两种实验都必须使用交流电源
B．甲实验利用的是公式△x=gT2；乙实验利用的是公式h=
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gt2，所以都需要用秒表测量时间，用直尺测量距离
C．甲实验要先接通电源，后释放纸带；乙实验应在手动敲击M的同时按下秒表开始计时
D．这两个实验装置均可以用来验证机械能守恒定律
②图丙是用甲实验装置进行实验后选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）．已知打点计时器每隔0.02s打一次点，可以计算出重力加速度g=
 
m/s2（结果保留两位有效数字）．
③用乙实验装置做实验，测得小球下落的高度H=1.200m，10个小球下落的总时间t=5.0s．可求出重力加速度g=
 
m/s2（结果保留两位有效数字）．
下面两个实验中都使用了打点计时器：
（1）在利用打点计时器验证自由下落物体的机械能守恒的实验中，设在打O点时释放物体，打点计时器打A点时物体速度为v，OA之间的距离为h，一同学在实验报告中称，他测得v=2.38m/s，h=28.76cm，据此可得：，gh=2.818m2/s2，在误差允许的范围内两者相等．但老师认为数据失实，其理由是    ．
（2）某兴趣小组为测定一遥控电动小车的额定功率，进行如下实验：
①用天平测出电动小车的质量为1.0Kg；
②将电动小车、纸带和打点计时器按如下图所示安装；

③接通打点计时器（其打点周期为0.02s）；
④使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止时再关闭打点计时器（设在整个过程中小车所受的阻力恒定）．
在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的部分点迹如下图乙所示．请你分析纸带数据，回答下面两个问题：
（1）电动小车的最大速度为    m/s，（2）该电动小车的额定功率为    W．

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