题目内容

图甲是某实验小组利用气垫导轨探究滑块加速度与力的关系的实验装置。他利用光电门测出长方形遮光条通过光电门所需的时间，从而算出滑块此时的速度。遮光条固定在小车上，它沿滑块运动方向的宽度为d。用不同钩码通过细线拉同一滑块，每次滑块都从同一位置由静止释放。

（1）若用刻度尺测出遮光条的宽度d如图乙所示，则d=     cm；实验时将小车从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门所用的时间Δt=2.0×10-2s，则滑块此时的速度大小为v=      m/s；

（2）实验中可近似认为细线对滑块的拉力与钩码重力大小相等，则钩码的质量m与滑块的质量M间应满足的关系为  ­­­­­­­  ；
（3）测出多组钩码的质量m和对应遮光条通过光电门的时间Δt，并算出遮光条通过光电门时小车的速度v，通过描点作出线性图象，研究滑块加速度与力的关系。处理数据时应作出      （选填“v-m”或“v2-m”）图象，图线斜率k=            （ 用重力加速度g、滑块质量M、滑块与光电门间距离L表示）。

(1 )0.52   0.26 （2）m远小于M    (3)    v2--m    2gL/M

解析试题分析：（1）游标卡尺是十分度的，所以图中读数为；滑块通过光电门的速度为；
（2）当m远小于M时，系统加速度很小，此时对m有,当a很小时可以认为；
（3）处理数据时应设法将图像画成直线，方便排除不准确的数据且容易计算，根据，可知，所以v2-m图像是一条直线，且斜率等于2gL/M。
考点：《实验：验证牛顿运动定律》

练习册系列答案
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(8分)某小组用图示器材测量重力加速度的大小。实验器材由底座带有标尺的竖直杆、光电计时器A和B、钢制小球和网兜组成。通过测量小球在A、B间不同位移时的平均速度，求重力加速度。

⑴实验时，应先       (选填“释放小球”或“接通光电计时器”)；
⑵实验中保持A不动，沿杆向下移动B，测量A、B之间的距离h及钢球经过该距离所用时间t，经多次实验绘出h/t与t关系图象如图所示。由图可知，重力加速度g与图象的斜率k的关系为g＝       ，重力加速度的大小为       m/s2；

⑶若另一小组用同样的实验装置，保持B不动，沿杆向上移动A，则       (选填“能”或“不能”)通过上述方法测得重力加速度的大小；
⑷为减小重力加速度的测量误差，可采用哪些方法？       (提出一条即可)。
A．a的原长比b短  B．a的劲度系数比b大
C．a的横截面积比b大  D．弹力和弹簧长度成正比

（1）“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的(甲)或(乙)方案来进行。
①比较这两种方案，    (填“甲”或“乙”)方案好些。

②如图是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图中所示，已知相邻两个计数点之间的时间间隔T＝0.1s．物体运动的加速度a＝             ；该纸带是采用         (填“甲”或“乙”)实验方案得到的．
（2）如图a，某同学要测量滑块与长木板间的动摩擦因数μ，没有打点计时器，他用一滴瓶作计时工具，已知从滴瓶的滴管中每隔一定时间会有一小液滴落下，将滴瓶放在滑块上，取一带有均匀刻度线的长木板，木板水平放置时，滑块放在木板左端，然后轻推滑块，给它一向右的初速度，结果在木板上得到如图b所示的液滴点迹；若将木板的右端A适当抬起，使木板与水平方向成a角，然后让滑块在A端开始下滑，结果在木板上得到如图c所示的液滴点迹，则根据图b、c可计算得到动摩擦因数μ=                ．

用平木板、细绳套、橡皮条、测力计等做“验证力的平行四边形法则”的实验，为了使实验能够顺利进行，且尽量减小误差，则      （填选项前的字母）

A．用测力计拉细绳套时，拉力应沿弹簧的轴线，且与平木板平行
B．两细绳套必须等长
C．在同一次实验中，两次拉细绳套时无需使结点到达同一位置
D．用测力计拉两细绳套时，两拉力夹角越大越好

（8分）．有一个小灯泡上标有“4 V，2 W”的字样，现要描绘这个灯泡的伏安特性图线．有下列器材供选用：
A．电压表（0～5 V，内阻约为10 kΩ）
B．电压表（0～10 V，内阻约为20 kΩ）
C．电流表（0～0．3 A，内阻约为1 Ω）
D．电流表（0～0．6 A，内阻约为0．4 Ω）
E．滑动变阻器（10 Ω，2 A）
F．学生电源（直流6 V），还有电键、导线若干
（1）实验中所用电压表应选用     ，电流表应选用     （用符号表示）．
（2）实验时要求尽量减小实验误差且测量电压从零开始。请在下面虚线框内画出实验电路图．

（3）根据电路原理图连接下列实物图

（4）某同学根据实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线（如上图所示），若用电动势为3 V、内阻为2．5 Ω的电源给该小灯泡供电，则该小灯泡的实际功率是 W．

（6分）某同学做“探究共点力合成的规律”实验时，
（1）主要步骤是：

A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；
B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；
C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O. 记录下O点的位置，读出两个弹簧秤的示数；
D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；
E. 只用一只弹簧秤，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F’的图示；
F. 比较力F’与F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。
上述步骤中：
①（2分）有重要遗漏的步骤的序号是              和                 ；
②（2分）遗漏的内容分别是                 和                          。
（2）（2分）如图所示是两位同学在做本实验时得到的结果，可以判定其中实验结果比较符合实验事实的是______.

一物理兴趣小组用以下装置测量滑块与长为L=1m的轨道之间的滑动摩擦因数以及探究滑块在沿轨道向上运动时所受合力做功与动能变化的关系。

（1） 测量滑块与轨道之间的滑动摩擦因数。
轨道上安装有两个光电门，其中光电门1的位置可移动。当一带有宽度为d=1cm的遮光条的滑块自轨道上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光条通过光电门1、2所用的时间分别为Δt1、Δt2。使滑块以一定初速度下滑，调节轨道右端距桌面的高度，最终使Δt1 =Δt2 ，并用米尺测量出轨道右端距桌面的高度h="25cm" ；则滑块与轨道之间的滑动摩擦因数 μ=________；
（2） 探究滑块在沿轨道向上运动时所受合力做功与动能变化的关系。
撤掉光电门2，保持实验（1）中h不变，在轨道右端安装一光滑的定滑轮，用细绳连接滑块与力传感器（与电脑相连，其所受拉力可直接由电脑显示），细线横跨过定滑轮，传感器连接一重物，如图所示，操作：遮光条与光电门1距离x可从刻度尺上读出，通过改变光电门的位置，来获得多组数据；每次均由轨道底（低）（此处最好改为同一位置）端无初速度释放滑块，与光电门相连的计时器显示出每次遮光条通过光电门1所用的时间Δt，并做好记录，如下表所示

 
第一次
第二次
第三次
第四次
x(cm)
10.0
22.6
50.0
62.4
Δt(s)
0.0101
0.0067
0.0045
0.0040
V(m/s)
0.99
1.50
2.24
 
①请你根据以上题干中及图表内的信息，求解第四次实验中获得的速度= ________；（保留三位有效数字）
②要验证受合力做功与动能变化的关系，还需要测出的物理量是（     ）
A．力学传感器的质量
B . 滑块与遮光条的质量
C．重物的质量
D. 滑块每次从静止开始滑到光电门所用的时间

③一位同学每次实验得到力传感器的数值都为19.8N，并根据以上图表中数据做出了v2----x图像，如图所示。根据图像请你求出滑块的质量M=________；（重力加速度g=9.8m/s2）

（每空3分，共计12分）为测定某电源的电动势E和内阻r以及一段电阻丝的电阻率ρ，设计了如图（a）所示的电路．ab是一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝，R0是阻值为2Ω的保护电阻，滑动片P与电阻丝接触良好．

（1）实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图（b）所示，其示数为d=       mm．

（2）实验时闭合开关，调节P的位置，记录aP长度x和对应的电压U、电流I等相关数据，如下表：

请根据表中数据在图（c）上作U-I关系图线，根据图象求电源的内阻r=   Ω．

（3）图（d）是根据表中数据作出的U/I-x关系图象，由图象求出电阻丝的电阻率ρ为       Ω·m（保留两位有效数字）．

（6分）某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。

(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中的示数为_______N（保留两位有效数字）。
(2)下列的一些做法中，哪些是该实验中必须的实验要求_________。(请填写选项前对应的字母)
A.弹簧测力计应在使用前校零
B.实验中必须保证OB水平
C.应测量重物M所受的重力
D拉线方向应与木板平面平行
E.改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置
F.改变拉力，进行多次实验，每次都要使AO与OB的夹角不变
（3）某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请你提出两个解决办法。
①_______________________________________________；
② ________________________________________________________。

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