题目内容

(8分)某同学用打点计时器测量做匀速直线运动的物体的加速度，电源频率f =50Hz(打点时间间隔T="0.02" s)，在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染，如图所示，A、B、C、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：xA=16.6mm、xB=126.5mm、xD="624.5mm" 。

若无法再做实验，可由以上信息推知：
①相邻两计数点的时间间隔为______s；
②打C点时物体的速度大小为_____ m/s
③物体的加速度大小为     （用xA、xB、xD和T 表示）
①0.1s   ②2.5m/s     ③

试题分析：①打点计时器打点时间间隔T="0.02" s，而打出的纸带每隔4个点选择一个计数点，则相邻两计数点的时间间隔为．
②根据某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度得

③匀加速运动的位移特征是相邻的相等时间间隔内的位移以均匀增大，即，所以有：
，
，
联立以上两式消去得：，
所以 
练习册系列答案
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用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图甲所示，斜槽与水平槽圆滑连接。安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O。实验步骤如下：

步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；
步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；
步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。
（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通过测量      （填选项前的符号），间接地解决这个问题。
A．小球开始释放高度
B．小球抛出点距地面的高度
C．小球做平抛运动的射程
（2）本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有     。
A．A、B两点间的高度差h1
B．B点离地面的高度h2
C．小球1和小球2的质量m1、m2
D．小球1和小球2的半径r

（3）经测定，g，g，小球落地点的平均位置距点的距离如图乙所示。有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其它条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大。请你用已知的数据，分析和计算出被碰小球平抛运动射程的最大值为       。
（4）完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′。用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1、l2、l3。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为           （用所测物理量的字母表示）。
（6分）探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图所示，实验主要过程如下：

（1）设法让橡皮筋对车做的功分别为W、2W、3W、……
（2）分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度、、……
（3）作出草图
（4）分析图，如果图象是一条直线，表明；如果不是直线，可考虑是否存在，等关系。
以下关于该实验的说法中有一项不正确的是（   ）
A．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W……所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中，使橡皮筋拉伸的长度保持一致。当用1条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条……橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W……
B．小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板倾斜。
C．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带，纸带上打出的点，两端密，中间疏，出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小。
D．根据记录纸带上打出的点，求小车获得速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算。
（1）在做平抛实验的过程中，小球在竖直放置的坐标纸上留下三点痕迹，如图c是小球做平抛运动的闪光照片，图中每个小方格的边长都是0.54cm，已知闪光频率是30Hz，那么重力加速度g=    m/s2，小球的初速度是         m/s。
（2）如图a是研究小球在斜面上平抛运动的实验装置，每次将小球从弧型轨道同一位置静止释放，并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角θ，获得不同的射程x，最后作出了如图b所示的x-tanθ图象，g=10m/s2。则：

由图b可知，小球在斜面顶端水平抛出时的初速度v0=      m/s。实验中发现θ超过60°后，小球将不会掉落在斜面上，则斜面的长度为        m。
某同学利用图甲所示的实验装置做了这样的实验。
(1)按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块。释放小车，小车由静止开始运动。
(2)按实验要求正确装上纸带，让小车靠近打点计时器，按住小车，打开打点计时器电源，释放小车，获得一条带有点列的纸带。
(3)在获得的纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点A，B，C，…。测量相邻计数点的间距S1，S2，S3，…。并将其记录在纸带上对应的位置处。

完成下列填空：
（1）已知实验装置中打点计时器的电源为50Hz的低压交流电源，若打点的时间间隔用△t表示，则△t=    s。
（2）设纸带上五个相邻计数点的间距为S1、S2、S 3和S 4。加速度a可用S1、S4和△t表示为a=      ;VB可用S1、S2和△t表示为VB=        。
（3）图乙为用米尺测量所得纸带上的S1、S2、S 3和S 4的情况，由图可读出S1=    cm，S2=        cm，S4=       cm。由此求得加速度的大小a=     m/s2，VB=       m/s（计算结果取3位有效数字）。
图甲是某物理小组验证系统的机械能是否守恒的实验装置，一端带有定滑轮的木板放置在水平桌面上，木板上有一小车，小车一端与穿过电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与钩码相连。开始时将木板固定打点计时器的一端适当垫高，在不挂钩码的条件下，轻推小车使小车能够沿木板匀速滑动。挂上钩码后，释放小车，在纸带上打出一系列小点。已知交流电源的频率为50 Hz。


（1）图乙是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6是计数点，每相邻两计数点间还有4个点，图中未标出。计数点间的距离x1、x2、x3、…、x6依次为：2．34 c m、2．81 cm、3．29 cm、3．76 cm、4．25 cm、4．73 cm。根据图中数据计算打下计数点5时的速度v5=       m／s，小车运动的加速度a=       m/s2；（保留三位有效数字）
（2）实验中测出小车的质量为M、钩码的质量为m，计时器的打点周期为T。若不计小车沿木板运动时下降的高度，从打下计数点l到计数点5的过程中，小车和钩码组成的系统，减小的重力势能（用x1、x2、…、m、M、g和r表示）△Ep=        ，增加的动能△Ek=           。
（8分）在“验证力的平行四边形定则”的实验中：
(1)某同学在实验过程中的部分实验步骤如下，请你仔细读题并完成有关空缺部分内容：
A．将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上，另一端绑上两根细线。
B．在其中一根细线上挂上5个质量相等的钩码，使橡皮筋拉伸，如图甲所示，记录：
__________           、                        。
C．将步骤B中的钩码取下，然后分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码，用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度，如图乙所示，小心调整B、C的位置，使________________，记录________________。
(2)如果“力的平行四边形定则”得到验证，那么图乙中＝________。
(8分)用如图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律。

⑴实验中有A：200g的铝块和B：200g的铁块．为了减少误差，应该选择   (填字母)；
⑵实验操作时应该先接通打点计时器电源再释放纸带，但某同学在操作时做反了，那么通过对这条纸带运算能否判断机械能是否守恒？       (填“能”或“否”)；
⑶如图(b)是某次实验的一条纸带，O、A、B、C、D、E、F是连续的七个点，每2个点之间的时间为T，若重物质量为m，对应B到E的下落过程中，重锤重力势能的减少量ΔEp＝          ，B到E动能变化量为ΔEk＝                。
将一单摆装置竖直悬于某一深度为h（未知）且开口向下的固定小筒中（单摆的下部分露出筒外），如图甲所示。将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆摆动过程中悬线不会碰到筒壁。如果本实验的长度测量工具只能测量出筒下端口到摆球球心之间的距离l，并通过改变l而测出对应的摆动周期T，再以T2为纵轴、l为横轴，作出T2-l图像，则可以由此图像得出小筒的深度h和当地的重力加速度g。

（1）如果实验中所得到的T2-l图像如图乙所示，那么对应的图像应该是a、b、c中的_____________。
（2）由图像可知，小筒的深度h＝________m；当地重力加速度g＝_________m/s2。

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