题目内容

某研究性学习小组为了测量快速变化中力的情况，将一动力传感器接到电脑上，如图．他们用这种方法测得一小球在竖直平面内的半圆形光滑碗内来回滑动时，对碗的压力大小随时间变化的曲线．此小球运动的周期T=
0.8
0.8
 s；此小球的质量=
0.1
0.1
 kg  （取g=10m/s2）
分析：小球在光滑的碗内来回滑动的过程中，在最低点时压力最大，一个周期内两次经过最低点，由图可读出周期．读出根据牛顿第二定律分别研究小球在最低点和最高点的情况，由机械能守恒定律研究小球从最高点到最低点的情况，即可求出．
解答：解：小球在一个周期内两次经过最低点，由图读出，周期为 T=0.8s．
设小球相对最低点最大的偏角为θ，碗的半径为R，经过最低点时的速度大小为v．
在最低点：由图读出，F1=2N，
   根据牛顿第二定律得：F1-mg=m
v2
R
 ①
在最高点：由图读出，F2=0.5N，
   根据牛顿第二定律得：F2-mgcosθ=0 ②
小球从最高点到最低点的过程，根据机械能守恒定律得：mgR（1-cosθ）=
1
2
mv2 ③
联立①②③得：F1=3mg-2F2
将F1=2N，F2=0.5N，代入解得，m=0.1kg
故答案为：0.8； 0.1
点评：解决本题的关键知道滑块所做的运动是周期性运动，知道在什么位置压力最大，什么位置压力最小，运用机械能守恒和牛顿第二定律进行求解．
练习册系列答案
相关题目
Ⅰ．在《验证机械能守恒定律》实验中，实验装置如图1所示．

（1）根据打出的纸带（图2），选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起点O的距离为xo，点A、C间的距离为x1，点C、E间的距离为x2，交流电的周期为T，当地重力加速度为g，则根据这些条件计算打C点时的速度表达式为：vc=
x
 
1
+x
 
2
4T
x
 
1
+x
 
2
4T
（用x1、x2和T表示）
（2）根据实验原理，只要验证表达式
g（
x
 
0
+x
 
1
）=
(x
 
1
+x
 
2
)
2
 
3
2T
2
 
g（
x
 
0
+x
 
1
）=
(x
 
1
+x
 
2
)
2
 
3
2T
2
 
（用g、x0、x1、x2和T表示）成立，就验证了机械能守恒定律．
（3）完成实验中发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用，我们可以通过该实验装置测定该阻力的大小则还需要测量的物理量是
重物质量m
重物质量m
（写出名称）
Ⅱ．某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件．图1为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，先需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材：


器材（代号） 规格
电流表（A1）
电流表（A2）
电压表（V1）
电压表（V2）
滑动变阻器（R1）
滑动变阻器（R2）
直流电源（E）
开关（S）
导线若干		 量程0～50mA，内阻约为50Ω
量程0～200mA，内阻约为10Ω
量程0～3V，内阻约为10kΩ
量程0～15V，内阻约为25kΩ
阻值范围0～15Ω，允许最大电流1A
阻值范围0～1kΩ，允许最大电流100mA
输出电压6V，内阻不计
①为提高实验结果的准确程度，电流表应选用
A
 
2
A
 
2
；
电压表应选用
V
 
1
V
 
1
；滑动变阻器应选用
R
 
1
R
 
1
．（以上均填器材代号）
②为达到上述目的，请在虚线框内（图2）画出正确的实验电路原理图3．
③实物连线（部分已连接好，完成余下部分）
（1）某同学使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图1所示，金属丝的直径是
0.200
0.200
mm．游标卡尺读数如图2所示，读数
3.62
3.62
cm．

（2）某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件．如图3为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，先需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材如图4：
①为提高实验结果的准确程度，电流表应选用
A2
A2
；电压表应选用
V1
V1
；滑动变阻器应选用
R1
R1
．（以上均填器材代号）
②为达到上述目的，请在虚线框内画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号．
③若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合，请说明该伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲线有何异同点？
相同点：
通过该元件的电流与电压的变化关系和通过小电珠的电流与电压的变化关系都是非线性关系
通过该元件的电流与电压的变化关系和通过小电珠的电流与电压的变化关系都是非线性关系
，
不同点：
该元件的电阻值随电压的升高而减小，而小电珠的电阻值随电压的升高而增大．
该元件的电阻值随电压的升高而减小，而小电珠的电阻值随电压的升高而增大．
．
（1）如图1示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力和速度．

①所需器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需
D
D
（填字母代号）中的器材．
A．直流电源、天平及砝码     B．直流电源、毫米刻度尺
C．交流电源、天平及砝码     D．交流电源、毫米刻度尺
②通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度．为使图线的斜率等于重力加速度，除作v-t图象外，还可作
v
2
 
2
-h
v
2
 
2
-h
图象，其斜率表示的是
重力加速度g
重力加速度g
．
（2）某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件．图2该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，先需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材：
器材（代号） 规格
电流表A1 量程0～50mA，内阻约为50Ω
电流表A2 量程0-～200mA，内阻约为10Ω
电压表V1 量程0～3V，内阻约为10kΩ
电压表V2 量程0～15Ω，内阻约为25kΩ
滑动变阻器R1 阻值范围0～15Ω，允许最大电流1A
滑动变阻器R2 阻值范围0～1kΩ，允许最大电流100mA
直流电源E 输出电压6V，内阻不计
开关S
导线若干
为提高实验结果的准确程度，电流表应选用
A2
A2
；电压表应选用
V1
V1
；滑动变阻器应选用
R1
R1
．（以上均填器材代号）
②为达到上述目的，请在图3框内画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号．
③若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合，请说明该伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲线有何异同点？
相同点：
通过该元件的电流与电压的变化关系和通过小电珠的电流与电压的变化关系都是非线性关系
通过该元件的电流与电压的变化关系和通过小电珠的电流与电压的变化关系都是非线性关系
，不同点：
该元件的电阻随电压的增大而减小，而小电珠的电阻值随电压的升高而增大
该元件的电阻随电压的增大而减小，而小电珠的电阻值随电压的升高而增大
．
某研究性学习小组为了研究手中电器元件电阻特性，描绘出电器元件伏安特性曲线，该学习小组在实验室中测量出多组电压和电流值，数据记录在下表中：
次数 1 2 3 4 5 6 7 8
I/mA 10 20 40 60 80 100 120 140
U/V 1.00 1.40 1.80 2.10 2.40 2.50 2.60 2.70
现实验室中备有下列器材：

电压表V1（量程0-3V，内阻约10kΩ）
电压表V2（量程0一1 5V，内阻约50kΩ）
电流表A1（量程0一50mA，内阻约40Ω）
电流表A2（量程0一200mA，内阻约10Ω）
滑动变阻器R1（0一1 5Ω，额定电流1A）
滑动变阻器R2（0一1kΩ，额定电流100mA）
电源E（电动势4V，内阻不计）开关S和导线若干，
（1）请根据表中的实验数据，在给出的方格纸内作出I一U图线；
（2）通过分析可以得出该电器元件电阻特性：
该电器元件的阻值随电流的增大而减小
该电器元件的阻值随电流的增大而减小
；
（3）为提高实验结果的准确程度，从题中选出该同学实验时所用的器材：电流表为
A2
A2
（填A1或A2）；电压表为
V1
V1
（填V1或V2）；滑动变阻器为
R1
R1
（填R1或R2）．
（4）为达到上述目的，请补充画出正确的实验电路实物图．
某研究性学习小组为了测量地面对篮球的最大弹力，提出了以下四个方案，你认为可行的是（　　）

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