9.(山东省实验中学10分)铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的,弯道处要求外轨比内轨高,其内外高度差h的设计不仅与r有关,还取决于火车在弯道上的行驶速率。下表格中是铁路设计人员技术手册中弯道半径r及与之相对应的轨道的高度差h。
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弯道半径r(m) |
660 |
330 |
220 |
165 |
132 |
110 |
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内外轨高度差h(m) |
0.05 |
0.10 |
0.15 |
0.20 |
0.25 |
0.30 |
(1)根据表中数据,试导出h与r关系的表达式为: ,并求出当r=440m时,h的设计值应为: 。
(2)铁路建成后,火车通过弯道时,为保证绝对安全,要求内外轨道均不向车轮施加侧面压力,又已知我国铁路内外轨的间距设计值为L=1.500m,结合表中数据,算出我国火车的转弯速率:v= ;(路轨倾角很小时,正弦值按正切值处理g=10m/s2)
(3)随着人均生活节奏加快,对交通运输的快捷提出了更高的要求,为了提高运输能力,国家对铁路不断进行提速,这就要求铁路转弯速率也需要提高,请根据上述计算原理和上述表格分析提速时应采取怎样的有效措施?答: 。
答案:(1)r.·h=33 0.075 (2)14.8 (3)增大h或增大r或减小L
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滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑
块处于静止状态.
若你是小组中的一位成员,要完成
该项实验,则:
(1)你认为还需要的实验器材
有 .
(2)实验时为了保证滑块受到的合力与沙和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).
答案:(9分)(1)天平,刻度尺(2分)
(2)沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量(2分),平衡摩擦力(2分)
(3)
(3分)
6、(泰州一调模拟9分)如图所示,是某研究性学习小组做探究“橡皮筋做的功和物体速度变化的关系”的实验,图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行的情形,这时,橡皮筋对小车做的功记为W. 当我们用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时,每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放. 小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出.
(1)除了图中的已给出的实验器材外,还需要的器材有 ;
(2)实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动,应采取的措施是 ;
(3)每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的,为了测量小车获得的速度,应选用纸带的 部分进行测量;
(4)下面是本实验的数据记录表,请将第2次、第3次……实验中橡皮筋做的功填写在对应的位置;
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橡皮筋做的功 |
10个间隔的距离S(m) |
10个间隔的时间T(s) |
小车获得的速度vn(m/s) |
小车速度的平方vn2(m/s)2 |
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1 |
W |
0.200 |
0.2 |
|
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2 |
|
0.280 |
0.2 |
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|
3 |
|
0.300 |
0.2 |
|
|
|
4 |
|
0.400 |
0.2 |
|
|
|
5 |
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0.450 |
0.2 |
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(5)从理论上讲,橡皮筋做的功Wn和物体速度vn变化的关系应是Wn∝ . 请你运用数据表中测定的数据在下图所示的坐标系中作出相应的图象验证理论的正确性;
(6)若在实验中你做出的图线与理论的推测不完全一致,你处理这种情况的做法是:
.
答案:
(1)刻度尺; (1分)
(2)把木板的末端垫起适当高度以平衡摩擦力 (1分)
(3)点距均匀(1分)
(4)2W、3W、4W、5W(2分)
(5)v2(1分);图像 (2分)
(6)分析误差来源或改进试验方案或测量手段,重新进行试验(1分);
若答:“修改试验数据数据,使之符合自己的推测”得0分;
5.![]()
(南通市一调10分)在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中,某小组设计了如图甲所示的实验装置。图中上下两层水平轨道表面光滑,两小车前端系上细线,细线跨过滑轮并挂上砝码盘,两小车尾部细线连到控制装置上,实验时通过控制装置使两小车同时开始运动,然后同时停止。
(1)在安装实验装置时,应调整滑轮的高度, 使 ;在实验时,为减小系统误差,应使砝码盘和砝码的总质量 小车的质量(选填“远大于”、“远小于”、“等于”)。
(2)本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小,能这样比较,是因为
。
(3)实验中获得数据如下表所示:
小车Ⅰ、Ⅱ的质量m均为200g。
|
实验次数 |
小车 |
拉力F/N |
位移s/cm |
|
1 |
Ⅰ |
0.1 |
|
|
Ⅱ |
0.2 |
46.51 |
|
|
2 |
Ⅰ |
0.2 |
29.04 |
|
Ⅱ |
0.3 |
43.63 |
|
|
3 |
Ⅰ |
0.3 |
41.16 |
|
Ⅱ |
0.4 |
44.80 |
|
|
4 |
Ⅰ |
0.4 |
36.43 |
|
Ⅱ |
0.5 |
45.56 |
![]()
在第1次实验中小车Ⅰ从图乙中的A点运动到B点,请将测量结果填到表中空格处。通过分析,可知表中第 次实验数据存在明显错误,应舍弃。
答案:(1)细线与轨道平行(或水平) (2分) 远小于 (2分)
(2)两小车从静止开始作匀加速直线运动,且两小车的运动时间相等 (2分)
(3)23.36(23.34-23.38均对) (2分) 3 (2分)
4.(海安如皋期中联考)某研究性学习小组欲探究光滑斜面上物体下滑的加速度与物体质量及斜面倾角是否有关系.实验室提供如下器材:
A.表面光滑的长木板(长度L); B.小车; C.质量为m的钩码若干个; D.方木块(备用于垫木板); E.米尺; F.秒表。
(1)实验过程:
第一步,在保持斜面倾角不变时,探究加速度与质量的关系.
实验中,通过向小车放入钩码来改变物体质量,只要测出小车由斜面顶端滑至底端用时t,就可以由公式a=_____________求出a,某同学记录了数据如下表所示:
![]()
根据以上信息,我们发现,在实验误差范围内质量改变之后平均下滑时间___________(填“改变”或“不改变”),经过分析得出加速度和质量的关系为_________.
第二步,在物体质量不变时,探究加速度与
倾角的关系.实验中通过改变方木块垫放位置来
调整长木板倾角,由于没有量角器,因此通过测
量出木板顶端到水平面高度h,求出倾角α的正弦值sinα=h/L.某同学记录了高度h和加速度a的对应值如下表:
|
L (m) |
1.00 |
||||
|
h (m) |
0.10 |
0.20 |
0.30 |
0.40 |
0.50 |
|
sinα=h/L |
0.10 |
0.20 |
0.30 |
0.40 |
0.50 |
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a (m/s2) |
0.970 |
1.950 |
2.925 |
3.910 |
4.900 |
请先在坐标纸上建立适当的坐标轴后描点作图,然后根据所作的图线求出当地的重力加速度g=____________.进一步分析可知,光滑斜面上物体下滑的加速度与倾角的关系
为_______________________________________________.
(2)该探究小组所采用的探究方法是_______ ________________________________________.
解析:(1)2L/t2;不改变;无关;正确作图(4分);9.81m/s2;a=gsinα;
(2)控制变量法。