题目内容

9．如图，研究平抛运动规律的实验装置放置在水平桌面上，利用光电门传感器和碰撞传感器可测得小球的水平初速度和飞行时间，底板上的标尺可以测得水平位移．保持水平槽口距底板高度h=0.420m不变．改变小球在斜槽导轨上下滑的起始位置，测出小球做平抛运动的初速度v0、飞行时间t和水平位移d，记录在表中．
（1）由表中数据可知，在h一定时，小球水平位移d与其初速度v0成正比关系，与时间无关
v0（m/s）0.7411.034m1.3181.584
t（ms）292.7293.0292.8292.9
d（cm）21.730.338.646.4
（2）一位同学计算出小球飞行时间的理论值t理=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$=$\sqrt{\frac{2×0.420}{10}}$=289.8ms发现理论值与测量值之差约为3ms．经检查，实验及测量无误，其原因是g取值10m/s2偏大．
（3）另一位同学分析并纠正了上述偏差后，另做了这个实验，竞发现测量值t′依然大于自己得到的理论值t理′，但二者之差在3-7ms之间，且初速度越大差值越小．对实验装置的安装进行检查，确认斜槽槽口与底座均水平，则导致偏差的原因是光电门传感器位于水平槽口的内侧，传感器的中心距离水平槽口（小球开始做平抛运动的位置）还有一段很小的距离．．

分析 根据数据得出水平位移和初速度的关系，根据实验的原理，结合题意得出实验误差产生的原因．

解答 解：（1）由表中数据可知，在h一定时，小球水平位移d与其初速度v0成正比，与时间无关．
（2）根据t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$求解出的t偏小，是因为g值取值偏大．
（3）纠正了上述偏差后，另做了这个实验，竟发现测量值t′依然大于自己得到的理论值t理′，但二者之差在3-7ms之间，且初速度越大差值越小．导致偏差的原因是：光电门传感器位于水平槽口的内侧，传感器的中心距离水平槽口（小球开始做平抛运动的位置）还有一段很小的距离，小球错经过传感器到小球到达抛出点还有一段很小的时间，而且速度越大，该时间越短．
故答案为：（1）正比，时间； （2）g取值10m/s2偏大； （3）光电门传感器位于水平槽口的内侧，传感器的中心距离水平槽口（小球开始做平抛运动的位置）还有一段很小的距离．

点评 解决本题的关键会从数据发现规律，强化归纳总结的能力，以及知道实验误差的来源．

练习册系列答案
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14．1990年4月25日，科学家将哈勃天文望远镜送上距地球表面约600km的高空，使得人类对宇宙中星体的观测与研究有了极大的进展．假设哈勃望远镜沿圆轨道绕地球运行．已知地球半径为6.4×106m，利用地球同步卫星与地球表面的距离为3.6×106m这一事实可得到哈勃望远镜绕地球运行的周期．以下数据中最接近其运行周期的是（　　）
A．0.6小时B．1.6小时C．4.0小时D．24小时
17．如图所示，一质量为m的小球置于半径为R的光滑竖直圆轨道最低点A处，B为轨道最高点，C、D为圆的水平直径两端点．轻质弹簧的一端固定在圆心O点，另一端与小球栓接，已知弹簧的劲度系数为k=$\frac{mg}{R}$，原长为L=2R，弹簧始终处于弹性限度内，若给小球一水平初速度v0，已知重力加速度为g，则（　　）
A．无论v0多大，小球均不会离开圆轨道
B．若在$\sqrt{2gR}$＜v0＜$\sqrt{5gR}$则小球会在B、D间脱离圆轨道
C．只要v0＞$\sqrt{4gR}$，小球就能做完整的圆周运动
D．只要小球能做完整圆周运动，则小球与轨道间最大压力与最小压力之差与v0无关
4．在做“研究平抛物体的运动”的实验时，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹，并求出平抛运动的初速度．实验装置如图1所示．

（1）关于这个实验，
①除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是B．
A．秒表 B．坐标纸C．天平D．弹簧秤
②下列说法对实验结果不会造成误差的是C
A．安装斜槽时，斜槽末端切线方向不水平
B．确定Oy轴时，没有用重垂线
C．斜槽不是绝对光滑的，有一定摩擦
D．根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点离原点O较近
（2）某同学用如图3所示的装置，进行了“探究平抛运动规律”的实验：
两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球 P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度，使AC=BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出．仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明平抛运动在水平方向上做匀速直线运动．
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18．如图所示为汽车蓄电池与车灯 （电阻不变）、启动电动机组成的电路，蓄电池内阻为0.05Ω．电流表和电压表均为理想电表，只接通S1时，电流表示数为10A，电压表示数为12V，再接通S2，启动电动机工作时，电流表示数变为8A，则此时通过启动电动机的电流是（　　）
A．2 AB．8 AC．50 AD．58 A
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