题目内容

（13分） 某同学利用如图甲所示的实验装置来探究“物体的加速度与其质量、合外力间的关系”，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打出的点计算出。

完成下列填空：
（1）（4分）实验装置中的打点计时器的实物图如图乙所示，该种打点计时器的电源为    V的   电(填“交流”或“直流”)。
（2）（2分）在实验时某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步，他测得的图像可能是右图中的     （填“甲”“乙”“丙”）

（3）某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示，并在其上取A、B、C、D、E、F、G等7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出，打点计时器接周期为T=0.02s的交流电源。他经过测量和计算得到打点计时器打下B、C、D、E、F各点时小车的瞬时速度，记录在下面的表格中。

①（2分） 计算打点计时器打下F点时小车的瞬时速度的公式为vF=          (用题目中的字母表示)
②（3分）根据上面得到的数据，以A点对应的时刻为t=0时刻，在坐标纸上作出小车的速度随时间变化的v－t图线；

③（2分）由v－t图线求得小车的加速度大小约为a =         m/s2（结果保留两位有效数字）。
（1）220V 交流 （2）丙（3）① ② 如图所示  
③a="0.42" m/s2

试题分析：电火花打点计时器需要使用220V交流电源。如果忽视平衡摩擦，则需要有一点外力时才会产生加速度，即丙图。根据求瞬时速度的方法。根据逐差法求出加速度为0.42m/s2(也可以直接求v-t图像的斜率)
点评：本题考查了打点计时器的使用、求瞬时速度，通过图像求加速度的方法。
练习册系列答案
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图为探究小车的速度随时间变化规律的实验装置，
 
（1）本实验中不需要的器材有（   ）
A 天平 B 低压交流电源  C 秒表 D 刻度尺
（2）关于实验的操作，下列说法合理的是（   ）
A．实验中的钩码挂越重越好
B．小车应该从紧靠打点计时器的位置处释放
C．应该先放开小车，后启动打点计时器
D．选一条清晰的纸带，舍去开头过于密集的点，计算速度
(3)实验中获得一条纸带如图9所示，其中两相邻计数点间有四个点未画出。已知所用电源的频率为50HZ，则打B点时小车运动的速=_______m/s，小车运动的加速度a=_______m/s2。
在“验证机械能守恒定律”的实验中，所用电源的频率为50Hz，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读数如图所示，数值的单位是mm；图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D、E分别是每打两个点取出的计数点．设重物的质量为1kg，当地重力加速度g=9.8m/s2．( 结果均取3位有效数字)

（1）重物从开始下落到计时器打B点时，减少的重力势能△EP减           =_____________J；
（2）当计时器打B点时，重物的速度vB=___________m/s；
（3）若求得重物下落到计时器打B点时增加的动能△Ek增 ，发现△EP减       和△Ek增         并不严格相等，则产生误差的主要原因是_____________________________________．
（12分）如图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。

（1）已知打点计时器电源频率为50 Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为________。
（2）A、B、C、D是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，A点与刻度尺1cm处对齐，从图中读出A、B两点间距s＝          cm； C点对应的速度是       m/s；物体的加速度约为         m/s2。（计算所得结果保留三位有效数字）
用纳米技术处理过的材料叫纳米材料，其性质与处理前相比会发生很多变化，如机械性能会成倍地增加，对光的反射能力会变得非常低，熔点会大大降低，甚至有特殊的磁性质。现有一种纳米合金丝，欲测定出其伸长量x与所受拉力F、长度L、截面直径D的关系。
（1）若实验中测量的数据如下表所示，根据这些数据请写出x与F、L、D间的关系式：x＝______。(若用到比例系数，可用k表示)。
长度
L/cm
拉力F/N
伸长量x/cm　         
 
直径D/mm
50.0
100.0
200.0
5.00
0.040
0.20
0.40
0.80
10.00
0.040
0.40
0.80
1.60
5.00
0.080
0.10
0.20
0.40
 
（2）在研究并得到上述关系的过程中，主要运用的科学研究方法是______(只需写出一种)。
（3）若有一根合金丝的长度为20 cm，截面直径为0.200 mm，使用中要求其伸长量不能超过原长的百分之一，那么这根合金丝能承受的最大拉力为______ N。
在利用电磁打点计时器(所用电源频率为50Hz)“验证机械能守恒定律”的实验中:
（1）某同学用如图甲所示装置进行实验，得到如图乙所示的纸带，把第一个点(初速度为零)记作O点，测出点O、A间的距离为68.97cm，点A、C间的距离为15.24cm，点C、E间的距离为16.76cm，已知当地重力加速度为9.80，重锤的质量为m＝1.0kg，则打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量为________J，重力势能的减少量为________J.（结果精确到小数点后两位）


（2）由于阻力的作用，导致加速度发生变化，利用该装置可以测量重锤下落的加速度a＝ _    .
在“探究求合力的方法”的实验时，
(1)要使每次合力与分力产生相同的效果，必须(　　)
A．每次橡皮条的结点拉到相同的位置     B．每次都把橡皮条拉直
C．每次准确读出弹簧秤的示数          D．每次记准细绳的方向
(2)操作过程中对减小实验误差有益的选项是   (填字母代号)
A．两细绳必须等长
B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行
C．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大
D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些
(3)某同学的实验结果如图所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳结点的位置．图中___是力F1与F2的合力的理论值；____是力F1与F2合成的实际值．
一个弹簧原长10cm，受10N拉力作用后弹簧长度变为12.5cm，若受24N拉力作用后弹簧的形变仍在弹性限度内，此时弹簧的长度为           cm。
用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。

（1）下面列举出了该实验的几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器件；
B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；
C．用天平测量出重锤的质量；
D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；
E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。
指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤,并简述理由。
____________________________________________________。
（2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距离起始点O的距离为s0，A、C两点间的距离为s1，C、E两点间的距离为s2，使用交流电的频率为f，则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式为：a＝___________________。

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