题目内容

某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置。

① 实验中所用电磁打点计时器是一种使用__________（填 “交流”或 “直流”）电源的计时仪器，它的工作电压是4-6V，当电源的频率为50Hz时，它每隔_______s打一次点。
② 实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是__           _______               ___，实验时首先要做的步骤是_________________。
③ 在②的基础上，某同学用天平称量滑块的质量为M；往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量为m；让沙桶带动滑块加速运动。用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1＜v2)。则本实验最终要验证的数学表达式为_________________。(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)

①交流，0.02秒 ②沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量　平衡摩擦力　③ mgL＝Mv22－Mv12

解析试题分析：①由电磁打点计时器工作原理知必须通入交流电，若频率为50Hz，则打点周期是频率倒数即0.02s②沙和沙桶加速下滑，处于失重状态，其对细线的拉力小于重力，设拉力为T，根据牛顿第二定律，对沙和沙桶有 mg-T=ma，对小车有 T=Ma，解得,故当M＞＞m时，有T≈mg；小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力即为合力，则应该用重力的下滑分力来平衡摩擦力，故需将长木板的无定滑轮的一端垫高以平衡摩擦力。③合力的功为W=mgL，动能的变化为ΔEK=Mv22－Mv12，根据动能定理需验证的表达式为W=ΔEK即 mgL＝Mv22－Mv12
考点：本实验考查“验证动能定理”，实验中涉及到的知识点是牛顿第二定律，动能定理

练习册系列答案
相关题目

某同学在实验室里熟悉各种仪器的使用。他将一条形磁铁放在转盘上，如图甲，磁铁随转盘一起转动，另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边，当转盘（及磁铁）转动时，引起磁感应强度测量值周期性地变化。经过操作，该同学在计算机上得到了如图乙的图象。

（1）在图像记录的这段时间内，圆盘转动的快慢情况是______________。
（2）圆盘匀速转动时的周期是             s。
（3）圆盘匀速转动时的角速度是            rad/s。

（10分）2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们对石墨烯的研究。他们最初是用透明胶带从石墨晶体上“粘”出一片石墨烯的。我们平常所用的铅笔芯中就含有石墨，能导电。某同学设计了探究铅笔芯伏安特性曲线的实验，得到如下数据（I和U分别表示通过铅笔芯的电流和其两端的电压）：

U/V
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
2.00
I/A
0.00
0.10
0.18
0.28
0.38
0.48
实验室提供如下器材：
A．电流表A1（量程0.6A，内阻约为1.0Ω）
B．电流表A2（量程3A，内阻约为0.1Ω）
C．电压表V1（量程3V，内阻3kΩ）
D．电压表V2（量程15V，内阻15kΩ）
E．滑动变阻器R1（阻值0～10Ω，额定电流2A）
F．滑动变阻器R2（阻值0～2kΩ，额定电流0.5A）
⑴除长约14cm的中华绘图2B铅笔芯、稳压直流电源E（6V）、开关和带夹子的导线若
干外，还需选用的其它器材有       （填选项前字母）；
⑵在虚线方框中画出实验电路图；
⑶根据表格中数据在坐标纸上画出铅笔芯的I—U图线。

(8分)“探究力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。

⑴该图中两弹簧测力计的读数恰好相等，由图可读出每根细绳拉力大小为       N(只需读到0.1N)；
⑵图乙中的四个“·”表示A、B、C、O在纸上的位置，请根据正确读出的拉力大小，在该纸上作出它们合力的图示；(要求：在表示分力的线段上，从起点开始每0.5N标度长注上标度线)
⑶某同学在做该实验是认为：
A．在重复进行实验以提高结论的可靠性时，O点位置是不允许变动的
B．弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度
C．弹簧测力计应在使用前校零
D．两根细绳必须等长
其中正确的是       (填入相应的字母)。

(6分)学校科技活动小组的同学们准备自己动手粗略测定铁块与长木板之间的动摩擦因数，已有的器材：长木板、小铁块、米尺和刻度尺.他们同时从实验室借来一个电火花打点计时器，设计了如下实验：
a.用米尺测量长木板总长度，将打点计时器固定在长木板上。然后将长木板靠在竖直墙壁固定（如图），并测量长木板顶端B相对于水平地面的高度和长木板底端A与墙角C之间的距离；
b.将小铁块连上纸带，接通打点计时器后释放，得到的纸带如下图, A、B、C、D、E是纸带上连续的5个点。

现用刻度尺直接测出AC、CE的距离分别为：、；已知交流电的频率为，重力加速度为.由此可求得铁块的加速度＝            ；根据牛顿第二定律，可求得动摩擦因数＝            (用、和测得物理量的字母表示) 。   

研究平抛运动时，我们用到如图（1）的装置，将两个完全相同的斜槽固定在同一竖直面内，它们的最下端水平。把两个质量相等的小钢球，从斜面的顶点由静止同时释放，斜槽2的水平轨道末端与光滑水平面吻合。可以观察到现象：            ，这说明：           。同时我们还用到如图（2）的装置（装置离地面足够高），小球2与斜槽末端在同一水平线上。将小球1从任意高度释放，当它到达斜槽末端时释放小球2；再水平移动小球2，重复上述过程。可以观察到现象：            ，这说明：               。本实验的关键是如何确保小球1水平抛出时小球2能同时释放，这就需要一个控制装置。我们可以设置一个发射器( 即一个光源) ，让接收器接收它发出的光时去控制电磁铁吸住小球2。当小球1从斜槽末端经过时将发射器发出的光挡住，接收器未收到光信号就控制电磁停止工作，小球2落下。

（9分）（1）如左下图所示为某同学所安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置，在图示状态下，开始做实验，该同学有装置和操作中的主要错误是：（至少三项）

1.____________________________________
2.____________________________________
3.___________________________________
（2）根据牛顿第二定律实验做出的a-F图线应如右上图中图线1所示，有同学根据实验作出图线如右上图中的图线2所示，其实验过程中不符合实验要求的操作是      _________________，有同学根据实验作出的图线如右上图中的图线3所示，其实验过程中不符合实验要求的操作是____________和____________．

（6分）在“利用打点计时器测定匀加速直线运动的加速度”实验中，某同学在打出的纸带上每5个点取一个计数点，共取了A、B、C、D、E、F 6个点（每相邻两个计数点间的四个点未画出，如图甲所示.打点计时器每打一个点的时间为0.02s）.从每一个计数点处剪开分成五段（分别叫做a、b、c、d、e段），将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中，如图乙所示，由此可以得到一条表示关系的图线，从而求出加速度.
（1）若在xOy坐标系中用最简洁的方法做出能用-t关系的图线，请你指出哪个轴相当于轴？
______________________________________________________________________________。
（2）从第一个计数点开始计时，要想求出0.15s时刻的瞬时速度，需要测出哪一段纸带的长度？
______________________________________________________________________________。
（3）若测得段纸带的长度为2.0㎝，e段纸带的长度为10.0㎝，则加速度为_______m/s2。

某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动。他将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，实验时得到一条纸带。他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点，在这个点下标明A，第六个点下标明B，第十一个点下标明C，第十六个点下标明D，第二十一个点下标明E。测量时发现B点已模糊不清，于是他测得AC长为14.56cm、CD长为11.15cm，DE长为13.73cm，则打C点时小车的瞬时速度大小为_____    _m/s，小车运动的加速大小为______m/s2，AB的距离应为_ ______cm。（保留三位有效数字）

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