题目内容

如图为“探究功与速度变化的关系”的实验示意图：

（1）某同学在实验时，按照下面的实验步骤。
①将打点计时器固定在一块平板上，让纸带的一端夹在小车后端，另一端穿过打点计时器,将平板安装有打点计时器的一端适当垫高，调整高度，直至轻推小车后小车________（填“匀速”、“加速”、“减速”）运动.
②将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位于靠近打点计时器处，记下小车位置.接通打点计时器电源，释放小车.
③用2 条、3 条、4 条、5 条、6 条橡皮筋分别代替1 条橡皮筋重做实验，但必须让小车从_______（填“同一位置”、“不同位置”）静止释放.
④在上述实验中打出的5 条纸带中，分别找出小车开始近似做匀速运动的点，并分别测出匀速运动时的速度、、、、、.
（2）下列4条纸带中最符合实验要求的是_________.

（3）某同学记录相关数据见下表：
实验次数
条数
速度m/s
速度平方m2/s2
1
1
1.28
1.64
2
2
1.75
3.06
3
3
2.10
4.41
4
4
2.26
5.11
5
5
2.68
7.18
6
6
2.96
8.76
 
用表示一条橡皮筋做的功，请在坐标纸上画图象.

②根据你画的图象，你认为该同学第________次实验操作出现了问题，问题可能在于该次实验时小车释放的位置距离打点计时器较原位置_________（填“远”或“近”）
（1）①匀速 ③同一位置 （2）B （3）①建立图象如图所示 ②远

试题分析：（1）①本实验必须平衡摩擦力，因此应将平板安装有打点计时器的一端适当垫高，调整高度，直至轻推小车后小车匀速运动，这样小车所受的摩擦力被重力沿斜面向下的分力平衡；③每次实验中，橡皮筋拉伸的长度必须保持一致，这样才能保证每次橡皮筋做的功是倍数关系，方便准确得到每次橡皮筋做的功，因此当改变橡皮筋条数后，小车必须从同一位置由静止释放。
（2）小车先在橡皮筯拉力作用下做加速度逐渐减小的加速运动，当橡皮助松驰后做匀速运动，因此B图符合实验要求
（3）①建立如图所示的坐标系，采用描点法作出图象如图所示：

②由图知，该同学根据第4次实验数据描出的点离直线较远，说明操作出现了问题．问题可能在于该次实验时小车释放的位置距离打点计时器较原位置远，橡皮筯拉力做功少，小车获得的速度小。
练习册系列答案
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如图所示的装置中，三个相同的弹簧在未受力状态下的原长相等，小球的质量均相同，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计．平衡时各弹簧的长度分别为L1、L2、L3，其大小关系是（　　）
A．L 1=L2=L3B．L1=L2＜L3C．L1=L3＞L2D．L3＞L1＞L2
某实验小组欲以图甲所示实验装置“探究加速度与物体受力和质量的关系”．图中A为小车，B为装有砝码的小盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电磁打点计时器相连，小车的质量为m1，小盘（及砝码）的质量为m2。
    
（1）下列说法正确的是（　　）
A．实验时先放开小车，再接通打点计时器的电源
B．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力
C．本实验中应满足m2远小于m1的条件
D．在用图象探究小车加速度与受力的关系时，应作a－m1图象
（2）某同学平衡好摩擦阻力后，在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变砝码重力，作出小车加速度a与砝码重力F的图象如图乙所示．若牛顿第二定律成立，重力加速度g＝10 m/s2，则小车的质量为________kg（结果取2位有效数字），小盘的质量为________kg。
（3）实际上，在砝码的重力越来越大时，小车的加速度不能无限制地增大，将趋近于某一极限值，此极限值为_______m/s2。
（10分）利用下图装置可以做力学中的许多实验，（1）以下说法正确的是______。

A．用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响
B．用此装置“探究加速度a与力F的关系” 每次改变砝码及砝码盘总质量之后，不需要重新平衡摩擦力
C．在用此装置“探究加速度a与力F的关系”时，应使小盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量
D．用此装置探究“探究功与速度变化的关系”实验时，不需要平衡小车运动中所受摩擦力的影响。
（2）本装置中要用到打点计时器，如图所示为实验室常用的两种计时器，其中甲装置用的电源要求是        。
A．交流220V     B．直流220V    C．交流4—6V     D．直流4—6V

（3）在利用此装置“探究加速度a与力F的关系”时，实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分如下图。已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，则此次实验中打点计时器打下A 点时小车的瞬时速度为
     m/s。（结果保留2位有效数字）
（Ⅰ）（8分）用如图装置验证机械能守恒定律，跨过定滑轮的细线两端系着质量均为M的物块A、B，A下端与通过打点计时器的纸带相连，B上放置一质量为m的金属片C，固定的金属圆环D处在B的正下方。系统静止时C、D间的高度差为h。先接通电磁打点计时器，再由静止释放B，系统开始运动，当B穿过圆环D时C被D阻挡而停止。

①整个运动过程中纸带上计数点的间距如图乙所示，其中每相邻两点之间还有4个点未画出，已知打点计时器的工作频率为50 Hz。由此可计算出C被阻挡前B的加速度大小a =     m/s2；B刚穿过D时的速度大小v =      m/s（结果保留两位有效数字）。

②该实验中需验证等式是                    （用M、m、v和重力加速度g表示）。还可运用图象法加以验证：改变物块B的释放位置，重复上述实验，记录每次C、D间的高度差h，并求出B刚穿过D时的速度v，作出v2 – h图线如图丙所示，根据图线得出重力加速度的表达式g=               ，代入数据再与当地的重力加速度大小比较，判断系统机械能是否守恒。
③在不增加实验器材的情况下，请提出减小实验误差的一个办法。
                                                                         。
某研究小组设计了一种“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案；如图所示，A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽（滑槽末端与桌面相切），B是质量为m的滑块（可视为质点）。
第一次实验，如图（a）所示，将滑槽末端与桌面右端M对齐并固定，让滑块从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P点，测出滑槽最高点距离桌面的高度h、M距离地面的高度H、M与P间的水平距离x1；

第二次实验，如图（b）所示，将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定，让滑块B再次从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P′点，测出滑槽末端与桌面右端M的距离L、M与P′ 间的水平距离x2。
（1）在第二次实验中，滑块在滑槽末端时的速度大小为_____________。（用实验中所测物理量的符号表示，已知重力加速度为g）。
（2）（多选）通过上述测量和进一步的计算，可求出滑块与桌面间的动摩擦因数μ，下列能引起实验误差的是（     ）
A．h的测量B．H的测量C．L的测量D．x2的测量
（3）若实验中测得h＝15cm、H＝25cm、x1＝30cm、L＝10cm、x2＝20cm，则滑块与桌面间的动摩擦因数μ＝_________。
(6分)在一次课外活动中，某同学用图甲所示装置测量放在水平光滑桌面上铁块A与金属板B间的动摩擦因数。已知铁块A的质量mA="0.5" kg，金属板B的质量mB="1" kg。用水平力F向左拉金属板B，使其一直向左运动，稳定后弹簧秤示数的放大情况如图甲所示，则A、B间的摩擦力Ff=______N，A、B间的动摩擦因数μ=       。（g取10 m/s2）。该同学还将纸带连接在金属板B的后面，通过打点计时器连续打下一系列的点，测量结果如图乙所示，图中各计数点间的时间间隔为0.1 s，可求得拉金属板的水平力F=        N
在“研究平抛物体的运动”的实验中，为减小实验误差，下列措施可行的是（   ）
A．应选择实心小木球做实验
B．斜槽轨道必须光滑
C．斜槽轨道末端必须保持水平
D．用天平称出小球的质量
（6分）如右图所示装置可用来验证机械能守恒定律。摆锤A栓在长L的轻绳一端，另一端固定在O点，在A上放一个小铁片，现将摆锤拉起，使绳偏离O竖直方向成θ角时由静止开始释放摆锤，当其到达最低位置时，受到竖直挡板P阻挡而停止运动，之后铁片将飞离摆锤而做平L抛运动。

（1）为了验证摆锤在运动中机械能守恒，必须求出摆锤在最低点的速度。为了求出这一速度，实验中还应该测量哪些物理量：___________________________。
（2）根据测得的物理量表示摆锤在最低点的速度v=_______________。
（3）根据已知的和测得的物理量，写出摆锤在运动中机械能守恒的关系式为______。

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