题目内容

如图所示，某同学设计了一个《研究平抛运动》的实验装置．在水平桌面上放置一个斜面，让钢球从斜面上由静止滚下，钢球离开水平桌面后做平抛运动．在钢球离开水平桌面后经过的地方放置一块水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通过竖直标尺读出，木板可以上下自由调节．在木板上固定一张白纸，该同学在完成装置安装后进行了如下步骤的实验（不计空气阻力）：

A．实验前在白纸上画一条直线，并在线上标出a、b、c三点，且ab=bc，如图所示．测出ab长度L=40.00cm．
B．让钢球从斜面上的某一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中a点，记下此时木板离地面的高度h1=100.00cm
C．让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中b点，记下此时木板离地面的高度h2=90.00cm
D．让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中c点，记下此时木板离地面的高度h3=70.00cm
则该同学由上述测量结果即可粗测出钢球的平抛初速度大小v0=
4
4
m/s，钢球击中b点时的速度大小为vb=
4.27
4.27
m/s．已知钢球的重力加速度为g=10m/s2．
分析：根据竖直方向运动特点△h=gt2，求出物体运动时间，然后利用水平方向运动特点即可求出平抛的初速度，然后根据运动合成求出b点的速度．
解答：解：根据题意可知：hab=100-90=10cm=0.1m，hbc=90cm-70cm=20cm=0.2m．
在竖直方向：△h=gt2，
水平方向：x=v0t，
其中△h=hbc-hac=0.1m，x=L=40cm=0.4m，
代入数据解得：t=0.1s，v0=4m/s．
b点为时间的中点，因此有：
vby=
hac
2t
=
0.3
0.2
=1.5m/s
v=
v
2
0
+
v
2
by
=
42+1．52
=4.27m/s
故答案为：4，4.27．
点评：本题不但考查了实验的操作，而且考查了平抛运动的规律以及匀速运动和匀变速运动的规律，对同学的知识的综合应用要求比较高，是个考查学生能力的好题．
练习册系列答案
相关题目
如图所示是某同学设计的“探究加速度a与物体所受合力F及质量m间关系”的实验．图（a）为实验装置简图，A为小车，B为打点计时器，C为装有砂的砂桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重力，小车运动加速度a可由纸带求得．（交流电的频率为50Hz）

（1）图（b）为某次实验得到的纸带，实验数据如图，图中相邻计数点之间还有4个点未画出，由图中数据求出小车加速度值为
0.510
0.510
m/s2；（保留三位有效数字）
（2）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的
1
m
数据如表中所示，根据表中数据，为直观反映F不变时a与m的关系，请在坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系并作出图线
如下图
如下图
；从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间定量关系是
a=
1
2m
．
a=
1
2m
．
；
次数 1 2 3 4 5 6 7 8
小车加速度
a/m?s-2		 1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30
小车质量m/kg 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67
1
m
(kg-1)		 4.00 3.50 3.00 2.5 2.00 1.40 1.00 0.60
（3）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图（d），该图线不通过原点，明显超出偶然误差范围，其主要原因是
实验前未平衡摩擦力
实验前未平衡摩擦力
；

（4）若实验中将小车换成滑块，将木板水平放置可测出滑块与木板间的动摩擦因数μ．要测出动摩擦因数μ，需要测量的物理量有；实验测得的动摩擦因数μ比真实值
偏大
偏大
（填“偏大”或“偏小”）．
如图所示，某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装置简图，A为小车，B为电磁打点计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，在实验中细绳对小车拉力F近似等于砝码和小桶的总重力，小车运动加速度a可用纸带上的点求得
（1）关于该实验，下列说法中不正确的是
C
C
．
A．本实验采用了控制变量的方法进行探究
B．通过作v-t图象求加速度，可以更好地减小误差
C．电磁打点计时器使用低压（一般为4-6V）直流电源
D．为减少小车受到的摩擦力对实验的影响，可以把木板D的右端适当垫高
（2）在“探究加速度与质量的关系”时，保持砝码和小桶质量不变，改变小车质量m，分别测得小车的加速度a与对应的质量m数据如下表：
次数 1 2 3 4 5
小车的加速度a/（m?s-2） 1.25 1.00 0.80 0.50 0.40
小车的质量m/kg 0.400 0.500 0.625 1.000 1.250
小车质量的倒数m-1/kg-1 2.50 2.00 1.60 1.00 0.80
根据上表数据，为进一步直观反映F不变时a与m的关系，选小车质量的倒数m-1/kg-1为横坐标，小车的加速度a/（m?s-2）为纵坐标建立坐标系，在答卷纸上画出图象
（3）请你根据你所画的图象求出该小车受到的拉力大小F为
0.5
0.5
N．
如图所示是某同学设计的“探究加速度a与物体所受合力F及质量m间关系”的实验．图1为实验装置简图，A为小车，B为打点计时器，C为装有砂的砂桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重力，小车运动加速度a可由纸带求得．

（1）图2为某次实验得到的纸带（交流电的频率为50Hz），由图中数据求出小车加速度值为
3.0
3.0
m/s2；
（2）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的
1
m
数据如表中所示，根据表中数据，为直观反映F不变时a与m的关系，请在图3坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系并作出图线；从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间定量关系是
a=
1
2m
a=
1
2m
；
（3）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图4，该图线不通过原点，明显超出偶然误差范围，其主要原因是
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
；
次   数 1 2 3 4 5 6 7 8
小车加速度a/m?s-2 1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30
小车质量m/kg 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67
1
m
(kg-1)		 4.00 3.50 3.00 2.5 2.00 1.40 1.00 0.60
（4）若实验中将小车换成滑块，将木板水平放置可测出滑块与木板间的动摩擦因数μ．要测出动摩擦因数μ，需要测量的物理量有
砂和砂桶质量、木块的质量、以及对应的加速度
砂和砂桶质量、木块的质量、以及对应的加速度
；实验测得的动摩擦因数μ比真实值
偏大
偏大
（填“偏大”或“偏小”）．
精英家教网I．下列说法中正确的是
A．热现象过程中不可避免地出现能量耗散现象，能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程具有方向性
B．两个分子间的距离由很远（r＞10-9m）减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大；分子势能不断增大
C．物体放出热量，温度不一定降低
D．在温度不变的条件下，饱和汽的体积减小，其压强增大
II．如图所示为某同学设计的一简易火灾报警装置．其原理是：竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，当水银柱上表面与导线接触时，恰使电路导通，蜂鸣器发出报警的响声．27℃时，空气柱长度L1为20cm，水银上表面与导线下端的距离L2为10cm，管内水银柱的高度h为13cm，大气压强为75cm水银柱高．
（1）当温度至少达到多少摄氏度时，报警器会报警？
（2）如果要使该装置在87℃时报警，则应该再往玻璃管内至少注入多少厘米高的水银柱？

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