题目内容

精英家教网（1）一轻弹簧原长为10cm，把它上端固定，下端悬挂一重为0.5N的钩码，静止时它的长度为12cm，弹簧的劲度系数为
 
N/m；现有一个带有半径为14cm的
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光滑圆弧的物块静止放在水平面上，半径OA水平，OB竖直，如图1所示；将上述轻弹簧的一端拴在A点，另一端拴着一个小球，发现小球静止在圆弧上的P点，且∠BOP=30°，则小球重为
 
N．
（2）“验证力的平行四边形定则”实验的步骤如下，请你将实验步骤补充完整．
①在水平放置的木板上，固定一张白纸；
②把橡皮筋的一端固定在O点，另一端拴两根带套的细线．细线和橡皮筋的交点叫做结点；
③在纸面离O点比橡皮筋略长的距离上标出A点；
④用两个弹簧秤分别沿水平方向拉两个绳套，把结点拉至A点，如图2所示，记下此时两力F1和F2的方向和大小；
⑤改用一个弹簧秤沿水平方向拉绳套，仍把结点拉至A点，
 
；
⑥拆下弹簧秤和橡皮筋；
⑦在A点按同一标度，作F1、F2、F三个力的图示；
⑧
 
；
⑨比较F合和F的大小和方向并得出结论．
（3）某同学利用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内电阻，实验中电表内阻对实验结果的影响很小，均可以忽略不计．闭合电键S后，变阻器的滑动触头P由变阻器的一端滑到另一端的过程中，两电压表示数随电流变化情况分别如图乙中的直线a、b所示．
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①将实物图中未连接的部分元件，按电路图连接成实验电路；
②根据U-I图象中坐标轴表示的数据，可求出电源电动势E=
 
，内电阻r=
 
．
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分析：（1）由题确定出弹簧的弹力和伸长的长度，根据胡克定律求解弹簧的劲度系数．
根据胡克定律和共点力平衡求出小球重力．
（2）明确实验目的，以及实验所要测量的物理量，即可正确安排实验步骤，注意要符合逻辑先后顺序，同时便于操作，不能逻辑顺序颠倒．
（3）根据闭合电路欧姆定律求出电源的电动势．
解答：精英家教网解：（1）由题，根据平衡条件得知，物体受到的弹力大小等于物体的重力大小，即F=G=0.5N，弹簧伸长的长度为x=12cm-10cm=0.02m，根据胡克定律F=kx得  k=25 N/m
以小球为研究对象，分析受力情况：竖直向下的重力G，弹簧的弹力F，圆环的弹力N，N沿半径方向背离圆心O，
根据共点力平衡和几何关系解得：G=
3
N
（2）实验步骤本着先安装设备（或者实验器材），然后进行测量的思路进行设计，同时注意操作的先后逻辑以及简单易行的原则，
⑤改用一个弹簧秤沿水平方向拉绳套，仍把结点拉至A点，记下此时力F的方向和大小．
⑧利用平行四边形法则作F1、F2的合力F合．
（3）①将如图丙所示实物图中未连接的部分元件，按电路图连接成实验电路：
②由E=U+Ir知：
E=U1+I1r，E=U2+I2r
得E=
U1I2-U2I1
I2-I1

r=
U1-U2
I2-I1

故答案为：
（1）25 N/m； 
3
N              
（2）⑤记下此时力F的方向和大小．
⑧利用平行四边形法则作F1、F2的合力F合．
（3）
①．如图
②E=
U1I2-U2I1
I2-I1
，内电阻r=
U1-U2
I2-I1
点评：（1）本题考查胡克定律的基本应用，公式F=kx中，x是弹簧伸长的长度或缩短的长度．
（2）明确实验原理，对于基础实验要亲自动手进行实际操作，同时加强利用基本物理规律解决实验问题的能力．
（3）本题考查对物理图象的理解能力，可以把本题看成动态分析问题，来选择两电表示对应的图线．
练习册系列答案
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（1）一轻弹簧原长为10cm，把它上端固定，下端悬挂一重为0.5N的钩码，静止时它的长度为12cm，弹簧的劲度系数为
 
N/m；现有一个带有半径为14cm的
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光滑圆弧的物块静止放在水平面上，半径OA水平，OB竖直，如图1所示；将上述轻弹簧的一端拴在A点，另一端拴着一个小球，发现小球静止在圆弧上的P点，且∠BOP=30°，则小球重为
 
N．
（2）用游标卡尺测量某圆柱形金属工件的直径，其示数如图2所示，该工件的直径为
 
mm．
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（3）用如图3所示的装置做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验．小灯泡的规格为（4.5V0.3A）；电流表有0.6A和3A两个量程；电压表有3V和15V两个量程．
将以下实验步骤补充完整：
A．按如图3所示方式连接好电路，其中电流表选用0.6A的量程；电压表选用3V的量程；
B．将滑动变阻器的滑片移动到最
 
端；
C．闭合电键，移动滑动变阻器滑片的位置，在0～3.0V内测出6组不同的电压U和对应的电流I的值，并将测量数据填入表格；
D．打开电键，
 
；
E．闭合电键，移动滑动变阻器滑片的位置，在3.0～4.5V之间测出6组不同的电压U和对应的电流I的值，并将测量数据填入表格；断开电键；
F．在坐标纸上以U为横轴，I为纵轴，建立坐标系；
G．在坐标系内描出各组数据所对应的点，用平滑曲线拟合这些点；
H．拆除电路，整理仪器．
（4）某学习小组采用如图5所示的装置做“验证动能定理”实验，小车运动中所受阻力f已提前测得．
①某次实验中，在小桶中加入适当砝码使小车做加速运动，打点计时器打出的纸带如图5所示，通过正确的方法得出了打1、2两点时小车的速度大小分别为v1、v2，两点间的距离为L，设小车的质量为M，小桶和砝码的总质量为m，某同学按如下思路验证动能定理：以小车为研究对象，合外力的功为W合=mgL-fL，动能增量为△Ek=
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M(
v
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2
-
v
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)，经多次实验后，他发现W合总是大于△Ek，你认为产生这种误差的原因是
 
；
②为了减小或消除以上误差，同学们提出了以下四种改进方案，你认为有效的是
 
（填选项字母）．
A．使小桶和砝码的总质量m远小于小车的质量M
B．换用水平气垫导轨结合光电计时器做实验，验证mgL是否等于
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M(
v
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2
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v
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1
)
C．设法得出轻细绳的拉力T，验证TL-fL是否等于
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2
M(
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-
v
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1
)
D．研究小车、小桶及砝码组成的系统，验证mgL-fL是否等于
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(M+m)(
v
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2
-
v
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)．
（1）一轻弹簧原长为10cm，把它上端固定，下端悬挂一重为0.5N的钩码，静止时它的长度为12cm，弹簧的劲度系数为______N/m；现有一个带有半径为14cm的
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光滑圆弧的物块静止放在水平面上，半径OA水平，OB竖直，如图1所示；将上述轻弹簧的一端拴在A点，另一端拴着一个小球，发现小球静止在圆弧上的P点，且∠BOP=30°，则小球重为______N．
（2）用游标卡尺测量某圆柱形金属工件的直径，其示数如图2所示，该工件的直径为______mm．

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（3）用如图3所示的装置做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验．小灯泡的规格为（4.5V0.3A）；电流表有0.6A和3A两个量程；电压表有3V和15V两个量程．
将以下实验步骤补充完整：
A．按如图3所示方式连接好电路，其中电流表选用0.6A的量程；电压表选用3V的量程；
B．将滑动变阻器的滑片移动到最______端；
C．闭合电键，移动滑动变阻器滑片的位置，在0～3.0V内测出6组不同的电压U和对应的电流I的值，并将测量数据填入表格；
D．打开电键，______；
E．闭合电键，移动滑动变阻器滑片的位置，在3.0～4.5V之间测出6组不同的电压U和对应的电流I的值，并将测量数据填入表格；断开电键；
F．在坐标纸上以U为横轴，I为纵轴，建立坐标系；
G．在坐标系内描出各组数据所对应的点，用平滑曲线拟合这些点；
H．拆除电路，整理仪器．
（4）某学习小组采用如图5所示的装置做“验证动能定理”实验，小车运动中所受阻力f已提前测得．
①某次实验中，在小桶中加入适当砝码使小车做加速运动，打点计时器打出的纸带如图5所示，通过正确的方法得出了打1、2两点时小车的速度大小分别为v1、v2，两点间的距离为L，设小车的质量为M，小桶和砝码的总质量为m，某同学按如下思路验证动能定理：以小车为研究对象，合外力的功为W合=mgL-fL，动能增量为△Ek=
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M(
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-
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)，经多次实验后，他发现W合总是大于△Ek，你认为产生这种误差的原因是______；
②为了减小或消除以上误差，同学们提出了以下四种改进方案，你认为有效的是______（填选项字母）．
A．使小桶和砝码的总质量m远小于小车的质量M
B．换用水平气垫导轨结合光电计时器做实验，验证mgL是否等于
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M(
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)
C．设法得出轻细绳的拉力T，验证TL-fL是否等于
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M(
v22
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v21
)
D．研究小车、小桶及砝码组成的系统，验证mgL-fL是否等于
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(M+m)(
v22
-
v21
)．
（1）一轻弹簧原长为10cm，把它上端固定，下端悬挂一重为0.5N的钩码，静止时它的长度为12cm，弹簧的劲度系数为______N/m；现有一个带有半径为14cm的光滑圆弧的物块静止放在水平面上，半径OA水平，OB竖直，如图1所示；将上述轻弹簧的一端拴在A点，另一端拴着一个小球，发现小球静止在圆弧上的P点，且∠BOP=30°，则小球重为______
（1）一轻弹簧原长为10cm，把它上端固定，下端悬挂一重为0.5N的钩码，静止时它的长度为12cm，弹簧的劲度系数为______N/m；现有一个带有半径为14cm的光滑圆弧的物块静止放在水平面上，半径OA水平，OB竖直，如图1所示；将上述轻弹簧的一端拴在A点，另一端拴着一个小球，发现小球静止在圆弧上的P点，且∠BOP=30°，则小球重为______

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