题目内容

在《探究求合力的方法》的实验中，其中的二个步骤是：
①在水平放置的木板上垫一张白纸并固定好，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点达到某一位置O点，在白纸上记下O点和两个弹簧秤的读数F1和F2。
②只用一个弹簧秤通过细线拉橡皮条，使它的伸长量与用两个弹簧秤拉时伸长量一样记下此时弹簧秤的读数F和细线的方向。
以上两步骤均有疏漏，请指出疏漏：
在①中是                              
在②中是                              
①还应记下F1和F2的方向。②应让橡皮条与细线的结点伸长到0点

试题分析：本实验是利用等效思想来探究求合力的方法，即平行四边形定则：以两力为平行四边形的邻边作平行四边形，看两个力的合力大小和方向是否与一个力的大小和方向相同。由于力是矢量，因此在记录数据时，不光要记录力的大小，还要记录其方向，这样才能做平行四边形，在①中疏漏了“记下 和的方向”。合力与分力是等效替代关系，实验中力的作用效果是使橡皮条发生形变，两次橡皮条形变大小和方向相同则效果相同，即一个弹簧秤和两个弹簧秤拉橡皮条与细绳套的结点时应该拉至同一位置O点，所以在②中是疏漏了“让橡皮条与细线的结点伸长到0点”。
练习册系列答案
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（1）用游标卡尺为20分度的卡尺测量某工件的内径时，示数如图甲所示，由图可知其长度为_______cm；用螺旋测微器测量某圆柱体的直径时，示数如图乙所示，由图可知其直径为______mm.

（2）某同学采用如图1所示的装置探究物体的加速度与所受合力的关系。用砂桶和砂的重力充当小车所受合力F；通过分析打点计时器打出的纸带，测量加速度a。分别以合力F 和加速度a作为横轴和纵轴，建立坐标系。根据实验中得到的数据描出如图2所示的点迹，结果跟教材中的结论不完全一致。该同学列举产生这种结果的可能原因如下：
（1）在平衡摩擦力时将木板右端垫得过高；
（2）没有平衡摩擦力或者在平衡摩擦力时将木板右端垫得过低；
（3）砂桶和砂的质量过大，不满足砂桶和砂的质量远小于小车质量的实验条件；
（4）测量小车的质量或者加速度时的偶然误差过大。
通过进一步分析，你认为比较合理的原因可能是（ ）
A．（1）和（4）B．（2）和（3）C．（1）和（3）D．（2）和（4）
一组同学利用图示的装置研究“质量一定时，加速度与力的关系”。

(1) 实验中，认为小车受到的拉力F等于沙桶及其中沙的总重力，通过分析纸带得到小车运动的加速度a的大小。正确使用电火花打点计时器，打出的某一条纸带如下图， A、B、C、D、E、F是6个计数点，相邻计数点间还有四个点未标出。利用图中给出的数据可求出小车的加速度a =______m/s2，B点的速度vB=______m/s。

(2)该组同学利用图示装置，测得多组小车所受拉力F和加速度a的数据，如下表：
①根据测得的数据，在上右图中作出a~F图象；
②由图象可知，小车与长木板之间的最大静摩擦力大小为      N。
在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中：
（1）对于本实验，以下说法中正确的是__________
A．砂和桶的总质量要远大于小车的总质量
B．每次改变小车质量后，需要重新平衡摩擦力
C．实验中也可不测加速度的具体数值，只要测出不同情况下加速度的比值就行了
D．若要验证“加速度与力的平方成正比”这一猜想，在作图线时最好以F2为横坐标
（2）某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装如图所示，下列对此同学操作的判断正确的是______

A．打点计时器不应固定在长木板的最右端，而应固定在靠近定滑轮的那端
B．打点计时器不应使用干电池，而应使用交流电源
C．不应将长木板水平放置，而应在右端垫起合适的高度，平衡摩擦力
D．小车初始位置不应离打点计时器太远，而应靠近打点计时器放置
（3）改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验。在实验中保持拉力不变，得到了小车加速度随质量变化的一组数据，如下表所示：
实验次数
加速度
a/ m·s－2
小车与砝码总质量
m/kg
小车与砝码总质量的倒数
m－1 /kg－1
1
0.32
0.20
5.0
2
0.25
0.25
4.0
3
0.21
0.30
3.3
4
0.18
0.35
2.9
5
0.16
0.40
2.5
请你在方格纸中建立合适坐标并画出能直观反映出加速度与质量关系的图线。
（4）从图线可得出拉力大小为           （结果保留两位有效数字）。
（5）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，某同学根据实验数据作出了加速度a随合力F的变化图线如图所示。此图中直线发生明显弯曲的原因是_______________________________________________。
(1)下图中游标卡尺读数为            mm，螺旋测微器读数为            mm．

(2)某实验小组为探究加速度与力之间的关系设计了如图(a)所示的实验装置，用钩码所受重力作为小车所受的拉力，用DIS(数字化信息系统)测小车的加速度．通过改变钩码的数量，多次重复测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象．他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图(b)所示．

①图线        是在轨道水平的情况下得到的(选填“I”或“II”)
②小车和位移传感器发射部分的总质量为    kg，小车在水平轨道上运动时受到的摩擦力大小为     N．
(3)某同学用小车做“研究匀变速直线运动”实验时，从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条(每两点间还有4个点没有画出来)，如图所示，纸带上的数字为相邻两个计数点间的距离．打点计时器的电源频率为50Hz．

该小车做匀变速直线运动的加速度a=        m/s2，与纸带上D点相对应的瞬时速度v=      m/s(答案均要求保留3位有效数字)．
(10分)如图所示是测量物块与木板间动摩擦因数的实验装置。长木板固定在水平桌面上，打点计时器固定在长木板上，纸带穿过打点计时器，与带滑轮的物块相连。沙桶和力传感器通过绕在滑轮上的细绳相连。调整沙桶的质量，当放开沙桶时，使物块在木板上做匀加速直线运动。(重力加速度为g，滑轮的质量和摩擦可以忽略)

(1)在某次测量中读出力传感器示数为F，为进一步测量动摩擦因数，下列物理量中还需测量的有______；
A．木板的长度LB．物块的质量m
C．沙桶的质量MD．运动的时间t
(2)现在已求得物块的加速度为a，利用测得的物理量写出动摩擦因数的表达式μ=___________
(3)为使实验结果更精确，该同学改变沙桶的质量，重复以上实验操作，得到多组数据，以力传感器的示数F为横轴，以加速度a为纵轴建立直角坐标系，做出a-F图象，得到一条倾斜的直线，该直线的纵轴截距大小为b，当地的重力加速度g，则由图象可得动摩擦因数μ=_______.
（1）如下图，游标卡尺的读数是_______mm；螺旋测微器的读数是_______mm。

（2）如图是示波管的原理图，它由电子枪、偏转电极（XX'和YY'）、荧光屏组成，管内抽成真空。给电子枪通电后，如果在偏转电极XX'和YY'上都没有加电压，电子束将打在荧光屏的中心O点，在那里产生一个亮斑。

要想让亮斑移到荧光屏的正上方，需在偏转电极__________（选填“”或“”）上加电压，且__________板电势高（选填“X”、“X'”、“Y”或“Y'”）。
要想在荧光屏上出现一条沿水平方向展开的正弦曲线，需在偏转电极__________（选填“XX'”或“YY'”）上加扫描电压、在偏转电极__________（选填“XX'”或“YY'”）上加按照正弦规律变化的电压。
（6分）某同学利用验证牛顿第二定律的实验装置来验证动能定理，在一端带滑轮的长木板上放置一个光电门，其位置可移动，与光电门相连的计时器可以显示出遮光片通过光电门所用的时间。改变光电门的位置进行多次测量，每次都使小车上的遮光片从某一固定位置由静止开始运动。
（1）用螺旋测微器测量出遮光片的宽度d，读数为2.362mm，请在螺旋测微器相应括号里填入相应数据，示数a为：     ，示数b为：      

（2）用米尺测量出小车释放位置与光电门之间的距离S，并记录遮光片通过光电门所用的时间t，测得小车的质量为M（满足M>>m，其中m为钩码的质量），为减小实验误差
①你认为实验操作之前必须进行的操作是___________________；
②小车动能的增量ΔEK=_____________(用题中给定的字母表示)     
(1)（6分）用自由落体法进行“验证机械能守恒定律”的实验
①实验完毕后选出一条纸带如图所示，其中O点为电磁打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以50Hz的交流电。用刻度尺测得OA=12.41cm，OB=18.60cm，OC=27.21cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重物的质量为1.00kg，取g=10.0m/s2。甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了________J；此时重物的动能比开始下落时增加了_______J。(结果均保留三位有效数字)

②乙同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出了如图的图线。图线未过原点O的原因是___________________。
（2）实验室中准备了下列器材：
待测干电池（电动势约1.5V，内阻约1.0Ω）
电流表G（满偏电流1.5mA，内阻10Ω）
电流表A（量程0~0.60A，内阻约0.10Ω）
滑动变阻器R1（0~20Ω，2A）
滑动变阻器R2（0~100Ω，1A）
定值电阻R3=990Ω、开关S和导线若干
①小明同学选用上述器材（滑动变阻器只选用了一个）测定一节干电池的电动势和内电阻。为了能较为准确地进行测量和操作方便，实验中选用的滑动变阻器，应是     。（填代号）
②请在方框中画出他的实验电路图。
③右下图为小明根据实验数据作出的I1—I2图线（I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数），由该图线可得：被测干电池的电动势E=          V，内电阻r=          Ω。

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