题目内容

物理兴趣小组活动中,小红提出如下问题:“电梯上升过程中有什么运动规律?”小明同学决定通过实验来探究这一问题.
小明选择了台秤、钩码和停表等仪器进行实验,经过多次仔细的观察和测量,他探究出了电梯上升过程中速度随时间的变化规律(v-t图象),如图所示.
下面是小明的某次实验情况:他将台秤水平放置在电梯内,并把一质量m=0.5kg的钩码放在台秤的托盘上,电梯从第一层开始启动经过不间断地运行,最后停在最高层.在整个过程中,他记录下了台秤在不同时间段内的示数,记录的数据如下表所示,但由于疏忽,小明没有记录下13.0~19.0s 时间段内台秤的示数.请通过分析或计算解答下列问题:(设在每个时间段内台秤的示数都是稳定的,重力加速度g取10m/s2.)
(1)请你根据v-t图象及表格中的数据,判断在0~3.0s、3.0~13.0s、13.0~19.0s时间段内,电梯内的钩码所处的超、失重状态,并将判断的结果填入表格内相应的位置.
(2)在0~3.0s内,钩码的加速度大小是多少?
(3)v-t图象中电梯做匀速运动时的速度v是多少?
(4)电梯在13.0~19.0s 时间段内台秤的示数应该是多少?
时间(s) 台秤示数(N) 钩码超、失重判断
电梯启动前 5.0
0~3.0 5.8
3.0~13.0 5.0
13.0~19.0 ?
19.0以后 5.0
分析:(1)根据速度时间图象分析各时间段的运动情况
(2)由图象得到0~3s内加速度大小,
(3)由由v-t图象知匀速运动的速度大小
(4)由速度时间图象知道13s~19s内的加速度,根据牛顿第二定律求示数.
解答:解:(1)0-3S加速度向上,钩码处于超重状态;
3-13S匀速运动,钩码不超重也不失重;
13-19S物体具有向下的加速度,钩码处于失重状态;
(2)0-3S内支持力为N=5.8N,由牛顿第二定律知a=
N-mg
m
=
5.8-5
0.5
=1.6m/s2.
(3)匀速运动的速度V=at=1.6×3=4.8m/s
(4)13-19S内加速度为a′,支持力为N′,由V-T图象知:
at1=a′(t3-t2),所以a′=
1.6×3
19-13
=0.8m/s2.
由mg-N2=ma′知N2=0.5×(10-0.8)=4.6N
由牛顿第三定律知13-19S时间段内台秤示数为4.6N
答:(1)0-3s加速度向上,钩码处于超重状态;
3-13s匀速运动,钩码不超重也不失重;
13-19s物体具有向下的加速度,钩码处于失重状态;
(2)在0~3.0s内,钩码的加速度大小是1.6m/s2.
(3)v-t图象中电梯做匀速运动时的速度v是4.8m/s
(4)电梯在13.0~19.0s 时间段内台秤的示数应该是4.6N.
点评:重点一:对表格的识别,要能通过表格知道,台秤的示数就等于称对人的支持力.重点二:要会对v-t图象的性质熟练应用,其内容包括,起点,交点,斜率,面积表示位移等.
练习册系列答案
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(2010?四川)(1)①用多用电表探测图甲所示黑箱发现:用直流电压挡测量,E、G两点间和F、G两点间均有电压,E、F两点间无电压;用欧姆测量,黑表笔(与电表内部电源的正极相连)接E点,红表笔(表电表内部电源的负极相连)接F点,阻值很小,但反接阻值很大.那么,该黑箱内元件的接法可能是图乙中
B
B
.
②在物理兴趣小组活动中,一同学利用下列器材设计并完成了“探究导体阻值与长度的关系”的实验.
电压表V1量程3V内阻约为900Ω
电压表V2量程10V内阻约为3KΩ
电压表A量程60mA内阻约为5Ω
电源E1电动势1.5V内阻约为0.2Ω
电源E2电动势4.5V内阻约为0.4Ω
滑动变阻器(最大阻值为10Ω).粗细均匀的同种电阻丝,开关、导线和刻度尺
其主要实验步骤如下:
A.选取图中器材,按示意图连接电路
B.用伏安法测定电阻丝的阻值R
C.用刻度尺没出电阻丝的长度L
D.依次减小电阻丝的长度,保持电路其他部分不变,重复步骤B、C.
E.处理数据,根据下列测量结果,找出电阻丝值与长度的关系
L(m) 0.9956 0.8049 0.5981 0.4021 0.1958
R(Ω) 104.8 85.3 65.2 46.6 27.1
为使实验尽可能准确,请你对上述步骤中画线处加以改进.
(I)
将E1改用为E2
将E1改用为E2

(II)
电流表的外接法
电流表的外接法

(Ⅱ)随着长度的减小,由伏特表和安培表的示数比值知电阻减小,当减小到一定程度之后,应该将电流表改为外接法.
(2)有4条用打点计时器(所用交流电频率为50Hz)打出的纸带A、B、C、D,其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的.为找出该纸带,某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点,用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为S1、S2、S3.请你根据下列S1、S2、S3的测量结果确定该纸带为
C
C
.(已知当地的重力加速度为9.791m/s2)
A.61.0mm  65.8mm  70.7mmB.41.2mm  45.1mm  53.0mm
C.49.6mm  53.5mm  57.3mmD.60.5mm  61.0mm  60.6mm.

(17分)

(1)①用多用电表探测图甲所示黑箱发现:用直流电压挡测量,E、G两点间和F、G两点间均有电压,E、F两点间无电压;用欧姆测量,黑表笔(与电表内部电源的正极相连)接E点,红表笔(表电表内部电源的负极相连)接F点,阻值很小,但反接阻值很大。那么,该黑箱内元件的接法可能是图乙中     。

②在物理兴趣小组活动中,一同学利用下列器材设计并完成了“探究导体阻值与长度的关系”的实验。

            电压表      量程3V            内阻约为900

            电压表      量程10V          内阻约为3K

            电压表     量程60mA        内阻约为5

            电源E1          电动势1.5V      内阻约为0.2

            电源E2          电动势4.5V      内阻约为0.4

            滑动变阻器(最大阻值为10)。粗细均匀的同种电阻丝,开关、导线和刻度尺

其主要实验步骤如下:

            A.选取图中器材,按示意图连接电路

            B.用伏安法测定电阻丝的阻值R

            C.用刻度尺没出电阻丝的长度L

            D.依次减小电阻丝的长度,保持电路其他部分不变,重复步骤B、C

            E.处理数据,根据下列测量结果,找出电阻丝值与长度的关系

L(m)

0.9956

0.8049

0.5981

0.4021

0.1958

R()

104.8

85.3

65.2

46.6

27.1

为使实验尽可能准确,请你对上述步骤中画线处加以改进。

(I)                                

(II)                                

(2)有4条用打点计时器(所用交流电频率为50Hz)打出的纸带A、B、C、D,其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的。为找出该纸带,某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点,用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为S1、S2、S3。请你根据下列S1、S2、S3的测量结果确定该纸带为          。(已知当地的重力加速度为9.791m/s2)

A.61.0mm  65.8mm  70.7mm                  B.41.2mm  45.1mm  53.0mm

C.4936mm  53.5mm  57.3mm                 D.60.5mm  61.0mm        60.6mm

 

(17分)

(1)①用多用电表探测图甲所示黑箱发现:用直流电压挡测量,E、G两点间和F、G两点间均有电压,E、F两点间无电压;用欧姆测量,黑表笔(与电表内部电源的正极相连)接E点,红表笔(表电表内部电源的负极相连)接F点,阻值很小,但反接阻值很大。那么,该黑箱内元件的接法可能是图乙中     。

②在物理兴趣小组活动中,一同学利用下列器材设计并完成了“探究导体阻值与长度的关系”的实验。

            电压表      量程3V            内阻约为900

            电压表      量程10V          内阻约为3K

            电压表     量程60mA        内阻约为5

            电源E1          电动势1.5V      内阻约为0.2

            电源E2          电动势4.5V      内阻约为0.4

            滑动变阻器(最大阻值为10)。粗细均匀的同种电阻丝,开关、导线和刻度尺

其主要实验步骤如下:

            A.选取图中器材,按示意图连接电路

            B.用伏安法测定电阻丝的阻值R

            C.用刻度尺没出电阻丝的长度L

            D.依次减小电阻丝的长度,保持电路其他部分不变,重复步骤B、C

            E.处理数据,根据下列测量结果,找出电阻丝值与长度的关系

L(m)

0.9956

0.8049

0.5981

0.4021

0.1958

R()

104.8

85.3

65.2

46.6

27.1

为使实验尽可能准确,请你对上述步骤中画线处加以改进。

(I)                                

(II)                                

(2)有4条用打点计时器(所用交流电频率为50Hz)打出的纸带A、B、C、D,其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的。为找出该纸带,某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点,用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为S1、S2、S3。请你根据下列S1、S2、S3的测量结果确定该纸带为          。(已知当地的重力加速度为9.791m/s2)

A.61.0mm  65.8mm  70.7mm                  B.41.2mm  45.1mm  53.0mm

C.4936mm  53.5mm  57.3mm                 D.60.5mm  61.0mm        60.6mm

 

 

(1)①用多用电表探测图甲所示黑箱发现:用直流电压挡测量,E、G两点间和F、G两点间均有电压,E、F两点间无电压;用欧姆测量,黑表笔(与电表内部电源的正极相连)接E点,红表笔(表电表内部电源的负极相连)接F点,阻值秀小,但反接阻值很大。那么,该黑箱内元件的接法可能是图乙中     。

 

 

 

 

②在物理兴趣小组活动中,一同学利用下列器材设计并完成了“探究导体阻值与长度的关系”的实验。

    电压表V    量程3V  内阻约为900

    电压表V    量程10V 内阻约为3K

    电压表A    量程60mA    内阻约为5

    电源E1  电动势1.5V  内阻约为0.2

    电源E2  电动势4.5V  内阻约为0.4

    滑动变阻器(最大阻值为10)。粗细均匀的同种电阻丝,开关、导线和刻度尺

其主要实验步骤如下:

    A.选取图中器材,按示意图连接电路

    B.用伏安法测定电阻丝的阻值R

    C.用刻度尺没出电阻丝的长度L

    D.依次减小电阻丝的长度,保持电路其他部分不变,重复步骤B、C

    E.处理数据,根据下列测量结果,找出电阻丝值与长度的关系

L(m)

0.9956

0.8049

0.5981

0.4021

0.1958

R()

104.8

85.3

65.2

46.6

27.1

为使实验尽可能准确,请你对上述步骤中画线处加以改进。

(I)                                

(II)                                

 

(2)有4条用打点计时器(所用交流电频率为50Hz)打出的纸带A、B、C、D,其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的。为找出该纸带,某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点,用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为S1、S2、S3。请你根据下列S1、S2、S3的测量结果确定该纸带为         。(已知当地的重力加速度为9.791m/s2)

    A.61.0mm  65.8mm  70.7mm    B. 41.2mm  45.1mm  53.0mm

    C.49.6mm  53.5mm  57.3mm    D. 60.5mm  61.0mm     60.6mm

 

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