题目内容

某同学为估测摩托车在水泥路面上行驶时所受的牵引力，设计了下述实验：将输液用的500ml玻璃瓶装适量水后，连同输液管一起绑在摩托车上，调节输液管的滴水速度，刚好每隔1.0s滴一滴，该同学骑摩托车，先使之加速到某一速度，然后熄火，让摩托车沿直线滑行，如图是某次实验中水泥路面上的部分水滴（左侧是起点）。设该同学质量为50kg，摩托车的质量为75 kg，根据该同学的实验结果可估算（）（下图长度单位：ｍ）

（1）骑摩托车行驶至D点时的速度大小为_________；
（2）骑摩托车加速时的加速度大小为________；
（3）骑摩托车加速时的牵引力大小为__________N。

(1)14.5m/s    (2)4.0m/s2     (3)525N

解析试题分析：（1）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，得：
（2）已知前四段位移，由逐差法求出加速度的大小：

（3）由纸带数据带可知摩托车在阻力作用下减速运动时的加速度=0.2m/s2，负号表示摩托车做减速运动。所以摩托车牵引力
考点：测定匀变速直线运动的加速度

练习册系列答案
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某同学想研究弹簧的弹性势能Ep和弹簧形变量x间的函数关系。设想用水平力缓慢地将弹簧从原长拉伸x,该过程拉力做的功W等于弹性势能的增加,即Ep。根据本实验所得,弹力F和弹簧伸长x的关系为F=kx。拉力的平均值为kx,所以W=kx2。他猜想弹性势能的表达式应该就是Ep=kx2。他找到一根弹簧、一个木板、一个重G=5.0N的长方体形金属块，设计了一个实验，利用一把毫米刻度尺来验证这个结论。步骤是：

（1）将金属块悬挂在该弹簧下方，静止时测得弹簧的伸长量为1.00cm,由此得出该弹簧在受到单位作用力时的伸长量，即F=kx式中的比例系数k为________N/m；
（2）将金属块放在长木板上，调节长木板的倾角，当金属块刚好能匀速下滑时测出斜面的高度为10.00cm,底边长为40.00cm,由此测得金属块和长木板间的动摩擦因数μ=______。
（3）如图将木板固定在地面上，金属块放置于木板上。弹簧一端固定在竖直墙上，另一端与金属块接触，用手向左压金属块使弹簧压缩一定长度后由静止释放，滑块脱离弹簧后，又沿长木板滑行一段距离而停下。测出每次弹簧的压缩量x和金属块脱离弹簧后在长木板上滑行的距离s，将对应的数据填写在下面的表格中。

为验证结果是否符合猜想Ep=kx2，则应该根据以上数据作出得图像为（     ）
A：图像             B：图像
C：图像        D：图像
在下图的坐标系中作出你所选择的的图像，请注明横纵坐标所代表的物理量及单位，并注明你所选的标度，由图可得到Ep和x2间的关系式为                   则该同学的猜想是         （填“正确”或者“错误”）的。

（9分）用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即可验证机械能守恒定律。

（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：
A.按照图示的装置安装器件；
B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上；
C.用天平测出重锤的质量；
D.先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带；
E.测量纸带上某些点间的距离；    
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。
其中没有必要进行的步骤是            ，操作不当的步骤是          。
（2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，测出各点之间的距离如图所示。使用交流电的频率为，则计算重锤下落的加速度的表达式=         。(用、、、及表示)

（3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其主要原因是重锤和纸带下落过程中存在阻力作用，可以通过该实验装置测阻力的大小。若已知当地重力加速度为g，还需要测量的物理量是         。试用这些物理量和纸带上的数据符号表示重锤和纸带在下落的过程中受到的平均阻力大小=_________________。

（6分）现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图1所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到导轨低端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A ,B 两点的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作图；若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为                。动能的增加量可表示为                。若在运动过程中机械能守恒，与s的关系式为=                

图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。
  
（1）完成下列实验步骤中的填空：
①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列________的点。
②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码。
③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点迹的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m。
④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③。
⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1，s2，…。求出与不同m相对应的加速度a。
⑥以砝码的质量m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上做出关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与m处应成_________关系（填“线性”或“非线性”）。
（2）完成下列填空：
（ⅰ）本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_______________________。
（ⅱ）设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2和s3。a可用s1、s3和Δt表示为a=__________。图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由图可读出s1=__________mm，s3=__________。由此求得加速度的大小a=__________m/s2。
（ⅲ）图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为___________，小车的质量为___________。

（9分）在《探究加速度与力、质量的关系》实验中
（1）某小组同学用如图所示装置，采用控制变量方法，来研究在小车质量不变的情况下，小车加速度与小车受力的关系。下列措施中正确的是（      ）

A.平衡摩擦力的方法就是将木板一端垫高，在塑料小桶中添加砝码，使小车在绳的拉力作用下能匀速滑动
B.每次改变小车所受的拉力时，不需要重新平衡摩擦力
C.实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源
D.在每次实验中，应使小车和砝码的质量远大于砂和小桶的总质量
（2）如图所示是某一次打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带．取计数点A、B、C、D、E、F、G．纸带上两相邻计数点的时间间隔为T = 0.10s，用刻度尺测量出各相邻计数点间的距离分别为AB=1.50cm，BC="3.88" cm，CD="6.26" cm，DE="8.67" cm，EF="11.08" cm，FG=13.49cm，则小车运动的加速度大小a = _____  m/s2，打纸带上C点时小车的瞬时速度大小v C =  　______　 m/s．(结果保留二位有效数字)

（3）.某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示：（小车质量保持不变）

F/N
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
a/ m/s2
0.30
0.40
0.48
0.60
0.72
①请根据表中的数据在坐标图上作出a—F图象

②图象不过坐标原点的原因可能是______________________________________。

（8分）验证“力的平行四边形法则”实验如图所示，A为固定橡皮的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB、OC为细绳子，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。图甲中弹簧秤B的读数为     N；图乙中的F和两力中，方向一定沿OA方向的是     ；本实验采用的科学方法是     。

A．理想实验法      B．等效替代法      C．控制变量法      D．建立物理模型法

（12分）为了测量一精密金属丝的电阻率：

（1）先用多用电表×1Ω挡初测其电阻为    Ω，然后用螺旋测微器测其直径为   mm，游标卡尺测其长度是      mm。

（2）除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：
A．电压表V1(量程3V，内阻约为15kΩ)
B．电压表V2(量程l5V，内阻约为75 kΩ)
C．电流表A1(量程3A，内阻约为0.2 Ω)
D．电流表A2(量程600mA，内阻约为1Ω)
E．滑动变阻器R1(0～5Ω，0.6 A)
F．滑动变阻器R2(0～2000Ω，0.1 A)
G．输出电压为3V的直流稳压电源E
H．电阻箱
I．开关S，导线若干
为了减小实验误差，需进一步测其电阻而采用伏安法，则上述器材中应选用的实验器材有(填代号)            。请在方框内设计最合理的的电路图并实物连线。但用该电路电阻的测量值         真实值（选填大于、等于或小于）。如果金属丝直径为D，长度为L,所测电压为U,电流为I,写出计算电阻率                  .

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