根据图中的数据计算水流离开针管口的初速度v= m/s．(g=9.8m/s2.结果保留两位有效数字) 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

根据图中的数据计算水流离开针管口的初速度v=

m/s．（g=9.8m/s²，结果保留两位有效数字）

分析：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据下落的高度求出运动的时间，结合水平位移和时间求出初速度．

解答：解：根据y=

gt2得，t=

2×0.196

9.8

s=0.2s．
则初速度v=

0.156

0.2

m/s=0.78m/s．
故答案为：0.78；

点评：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解．

练习册系列答案

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计时原理类似．
②关于该实验，以下说法正确的是：
A．本实验将木板倾斜的目的是为了平衡小车在运动过程中受到的摩擦力
B．本实验将木板倾斜的目的是为了使小车的重力沿斜面方向的分力大于小车所受的摩擦力，使小车作匀加速直线运动
C．小车的质量越大，小车向下运动的加速度越大
D．本实验还需要用到秒表，才能测出小车的加速度
③由纸带数据计算可得计数点5所代表时刻的瞬时速度v₅=

0.24

m/s，小车的加速度a=

0.19m/s²

（结果保留2位有效数字）；
（2）现有以下器材：电流表A（量程0.6A、内阻r_A=0.5Ω），电阻箱R（量程99.99Ω），待测电阻R_x，直流电源（电动势E和内阻r待测），单刀单掷开关S₁，单刀双掷开关S₂，带铁夹的导线若干．
某探究实验小组设计如图甲所示的实验电路，用来测定待测电阻的阻值R_x、直流电源的电动势E和内阻r．
（1）按图甲所示的电路，将图乙所示的实物连线补画完整

（2）测量电阻R_x的阻值
①将开关S₁闭合、开关S₂接a，读出电流表的示数I₁
②保持开关S₁闭合，将开关S₂接b，调节电阻箱R的阻值，使得电流表的示数也
为I₁，此时电阻箱的阻值R=4.00Ω，则R_x=

4.00或4

Ω
（3）测电源的电动势E和内阻r
将开关S₁闭合、开关S₂接b，调节电阻箱R的阻值，记下电流表的示数I，得到若干组 R、I的数据（见表），请在图丙所示的坐标纸上作出

A^-1

（1）①某同学分别用钢珠球、水滴自由下落时的频闪法测当地的重力加速度g．当他用20等分刻度的游标卡尺测所用钢珠球的直径，如图1所示，则该钢珠球的直径是

cm．
②用水滴自由下落时的频闪法做实验时，实验器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盒、一根带荧光刻度的米尺、频闪仪．具体实验步骤如下：
a．在漏斗内盛满清水，旋松螺丝夹子，让水滴以一定的频率一滴滴落下．
b．用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮，由大到小逐渐调节频闪仪的频率直到第一次看到一串仿佛固定不动的水滴．（此
时，频闪仪频率等于水滴滴落的频率）
c．用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度．
d．采集数据进行处理．
实验中观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为30Hz，某同学读出其中比较圆的水滴到第一个水滴的距离如图3所示，根据图中数据，第8个水滴在此时刻的速度v₈=

m/s，当地的重力加速度g=

m/s²；（以上两空计算结果均保留三位有效数字）．该实验存在误差的原因可能是（写出一条即可）：

．

（2）用伏安法测量金属丝的电阻，现提供如下图（甲）所示的实验器材电源电动势E=4V．实验要求获得多组数据，且金属丝上所加的电压须从零开始．
①某同学先用多用电表粗测该金属丝的电阻．用已经调好零且选择开关指向欧姆挡“×10”档位
的多用电表测量，发现指针的偏转角度太大，这时他应将选择开关换成欧姆挡的

档位（选填“×100”或“×1”），然后进行

，再次测量电阻丝的阻值，其表盘及指针所指位置如图
（乙）所示，则此段电阻丝的电阻为

Ω．
②请在笔画线代替导线，在（甲）图中进行连线．
③某次实验测量时，选用合适的电表量程，表面刻度及指针如图（丙）所示，则电流表读数为

A，电压
表读数为

V，该金属丝的电阻值为

Ω．

冬、春季节降水量小，广东沿海附近江河水位较低，涨潮时海水倒灌，出现所谓“咸潮”现象，使沿海地区的城市自来水的离子浓度增高，水质受到影响。

为了研究咸潮出现的规律，某同学设计了一个监测河水电阻率的实验。在一根均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和铂电极，如图(a)所示，两电极相距L＝0.314m，其间充满待测的河水。安装前他用如图(b)游标卡尺(图为卡尺的背面)测量玻璃管的内径，结果如图(c)所示。
他还选用了以下仪器：量程15V、内阻300kΩ的电压表，量程300μA、内阻50Ω的电流表，最大阻值1kΩ的滑动变阻器，电动势E＝12V、内阻r＝6Ω的电池组，开关等各一个，以及导线若干。图坐标中包括坐标为(0，0)的点在内的9个点表示他测得的9组电流I、电压U的值。
根据以上材料完成以下问题：

(1)测量玻璃管内径时，对应图(b)中的游标卡尺中的A、B、C三部分中的哪一部分与玻璃管内壁接触(填代号)；
(2)玻璃管的内径d多少mm；
(3)求水的电阻率ρ多大；(要写推导和计算过程，最后结果保留两位有效数字)
(4)如图中的仪器实物部分已连线，将其他部分连接成能测出图数据的实物连接图；
(5)开关闭合前滑动变阻器的滑片应先滑至哪端。

（1）①某同学分别用钢珠球、水滴自由下落时的频闪法测当地的重力加速度g．当他用20等分刻度的游标卡尺测所用钢珠球的直径，如图1所示，则该钢珠球的直径是______cm．
②用水滴自由下落时的频闪法做实验时，实验器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盒、一根带荧光刻度的米尺、频闪仪．具体实验步骤如下：
a．在漏斗内盛满清水，旋松螺丝夹子，让水滴以一定的频率一滴滴落下．
b．用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮，由大到小逐渐调节频闪仪的频率直到第一次看到一串仿佛固定不动的水滴．（此
时，频闪仪频率等于水滴滴落的频率）
c．用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度．
d．采集数据进行处理．
实验中观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为30Hz，某同学读出其中比较圆的水滴到第一个水滴的距离如图3所示，根据图中数据，第8个水滴在此时刻的速度v₈=______m/s，当地的重力加速度g=______m/s²；（以上两空计算结果均保留三位有效数字）．该实验存在误差的原因可能是（写出一条即可）：______．

（2）用伏安法测量金属丝的电阻，现提供如下图（甲）所示的实验器材电源电动势E=4V．实验要求获得多组数据，且金属丝上所加的电压须从零开始．
①某同学先用多用电表粗测该金属丝的电阻．用已经调好零且选择开关指向欧姆挡“×10”档位
的多用电表测量，发现指针的偏转角度太大，这时他应将选择开关换成欧姆挡的______档位（选填“×100”或“×1”），然后进行______，再次测量电阻丝的阻值，其表盘及指针所指位置如图
（乙）所示，则此段电阻丝的电阻为______Ω．
②请在笔画线代替导线，在（甲）图中进行连线．
③某次实验测量时，选用合适的电表量程，表面刻度及指针如图（丙）所示，则电流表读数为______A，电压
表读数为______V，该金属丝的电阻值为______Ω．

第三部分运动学

第一讲　基本知识介绍

一．基本概念

1．质点

2．参照物

3．参照系——固连于参照物上的坐标系（解题时要记住所选的是参照系，而不仅是一个点）

4．绝对运动，相对运动，牵连运动：v_绝=v_相+v_牵

二．运动的描述

1．位置：r=r(t)

2．位移：Δr=r(t+Δt)－r(t)

3．速度：v=lim_Δt→0Δr/Δt.在大学教材中表述为：v=dr/dt, 表示r对t 求导数

5．以上是运动学中的基本物理量，也就是位移、位移的一阶导数、位移的二阶导数。可是

三阶导数为什么不是呢？因为牛顿第二定律是F=ma,即直接和加速度相联系。（a对t的导数叫“急动度”。）

6．由于以上三个量均为矢量，所以在运算中用分量表示一般比较好

三．等加速运动

v(t)=v₀+at r(t)=r₀+v₀t+1/2 at²

一道经典的物理问题：二次世界大战中物理学家曾经研究，当大炮的位置固定，以同一速度v₀沿各种角度发射，问：当飞机在哪一区域飞行之外时，不会有危险？（注：结论是这一区域为一抛物线，此抛物线是所有炮弹抛物线的包络线。此抛物线为在大炮上方h=v²/2g处，以v₀平抛物体的轨迹。）

练习题：

一盏灯挂在离地板高l₂,天花板下面l₁处。灯泡爆裂，所有碎片以同样大小的速度v 朝各个方向飞去。求碎片落到地板上的半径（认为碎片和天花板的碰撞是完全弹性的，即切向速度不变，法向速度反向；碎片和地板的碰撞是完全非弹性的，即碰后静止。）

四．刚体的平动和定轴转动

1．我们讲过的圆周运动是平动而不是转动

2．角位移φ=φ（t）, 角速度ω=dφ/dt , 角加速度ε=dω/dt

3．有限的角位移是标量，而极小的角位移是矢量

4．同一刚体上两点的相对速度和相对加速度

两点的相对距离不变，相对运动轨迹为圆弧，V_A=V_B+V_AB,在AB连线上

投影：[V_A]_AB=[V_B]_AB,a_A=a_B+a_AB,a_AB=_,aⁿ_AB+_,a^τ_AB,_,a^τ_AB垂直于AB,_,aⁿ_AB=V_AB²/AB

例：A，B，C三质点速度分别V_A，V_B，V_C

求G的速度。

五．课后习题：

一只木筏离开河岸，初速度为V，方向垂直于岸边，航行路线如图。经过时间T木筏划到路线上标有符号处。河水速度恒定U用作图法找到在2T，3T，4T时刻木筏在航线上的确切位置。

五、处理问题的一般方法

（1）用微元法求解相关速度问题

例1：如图所示，物体A置于水平面上，A前固定一滑轮B，高台上有一定滑轮D，一根轻绳一端固定在C点，再绕过B、D，BC段水平，当以恒定水平速度v拉绳上的自由端时，A沿水平面前进，求当跨过B的两段绳子的夹角为α时，A的运动速度。

（v_A＝）

（2）抛体运动问题的一般处理方法

平抛运动
斜抛运动
常见的处理方法

（1）将斜上抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动

（2）将沿斜面和垂直于斜面方向作为x、y轴，分别分解初速度和加速度后用运动学公式解题

（3）将斜抛运动分解为沿初速度方向的斜向上的匀速直线运动和自由落体运动两个分运动，用矢量合成法则求解

例2：在掷铅球时，铅球出手时距地面的高度为h，若出手时的速度为V₀，求以何角度掷球时，水平射程最远？最远射程为多少？

（α=、 x=）

第二讲运动的合成与分解、相对运动

（一）知识点点拨

力的独立性原理：各分力作用互不影响，单独起作用。
运动的独立性原理：分运动之间互不影响，彼此之间满足自己的运动规律
力的合成分解：遵循平行四边形定则，方法有正交分解，解直角三角形等
运动的合成分解：矢量合成分解的规律方法适用

位移的合成分解 B.速度的合成分解 C.加速度的合成分解

参考系的转换：动参考系，静参考系

相对运动：动点相对于动参考系的运动

绝对运动：动点相对于静参考系统（通常指固定于地面的参考系）的运动

牵连运动：动参考系相对于静参考系的运动

（5）位移合成定理：S_A_对地=S_A_对_B+S_B_对地

速度合成定理：V_绝对=V_相对+V_牵连

加速度合成定理：a_绝对=a_相对+a_牵连

（二）典型例题

（1）火车在雨中以30m/s的速度向南行驶，雨滴被风吹向南方，在地球上静止的观察者测得雨滴的径迹与竖直方向成21^。角，而坐在火车里乘客看到雨滴的径迹恰好竖直方向。求解雨滴相对于地的运动。

提示：矢量关系入图

答案：83.7m/s

（2）某人手拿一只停表，上了一次固定楼梯，又以不同方式上了两趟自动扶梯，为什么他可以根据测得的数据来计算自动扶梯的台阶数？

提示：V人对梯=n1/t1

V梯对地=n/t2

V人对地=n/t3

V人对地= V人对梯+ V梯对地

答案：n=t₂t₃n₁/（t₂-t₃）t₁

(3)某人驾船从河岸A处出发横渡，如果使船头保持跟河岸垂直的方向航行，则经10min后到达正对岸下游120m的C处，如果他使船逆向上游，保持跟河岸成а角的方向航行，则经过12.5min恰好到达正对岸的B处，求河的宽度。

提示：120=V水*600

D=V船*600

答案：200m

（4）一船在河的正中航行，河宽l=100m，流速u=5m/s，并在距船s=150m的下游形成瀑布，为了使小船靠岸时，不至于被冲进瀑布中，船对水的最小速度为多少？

提示：如图船航行

答案：1.58m/s

（三）同步练习

1.一辆汽车的正面玻璃一次安装成与水平方向倾斜角为β₁=30°，另一次安装成倾角为β₂=15°。问汽车两次速度之比为多少时，司机都是看见冰雹都是以竖直方向从车的正面玻璃上弹开？（冰雹相对地面是竖直下落的）

2、模型飞机以相对空气v=39km/h的速度绕一个边长2km的等边三角形飞行，设风速u = 21km/h ，方向与三角形的一边平行并与飞机起飞方向相同，试求：飞机绕三角形一周需多少时间？

3.图为从两列蒸汽机车上冒出的两股长幅气雾拖尾的照片（俯视）。两列车沿直轨道分别以速度v₁=50km/h和v₂=70km/h行驶，行驶方向如箭头所示，求风速。

4、细杆AB长L ，两端分别约束在x 、 y轴上运动，（1）试求杆上与A点相距aL（0＜ a ＜1)的P点运动轨迹；（2）如果v_A为已知，试求P点的x 、 y向分速度v_Px和v_Py对杆方位角θ的函数。

（四）同步练习提示与答案

1、提示：利用速度合成定理，作速度的矢量三角形。答案为：3。

2、提示：三角形各边的方向为飞机合速度的方向（而非机头的指向）；

第二段和第三段大小相同。

参见右图，显然：

v² = + u² － 2v_合ucos120°

可解出 v_合 = 24km/h 。

答案：0.2hour（或12min.）。

3、提示：方法与练习一类似。答案为：3

4、提示：（1）写成参数方程后消参数θ。

（2）解法有讲究：以A端为参照，则杆上各点只绕A转动。但鉴于杆子的实际运动情形如右图，应有v_牵 = v_Acosθ，v_转 = v_A，可知B端相对A的转动线速度为：v_转 + v_Asinθ= 。

P点的线速度必为 = v_相

所以 v_Px = v_相cosθ+ v_Ax ，v_Py = v_Ay － v_相sinθ

答案：（1） + = 1 ，为椭圆；（2）v_Px = av_Actgθ ，v_Py =（1 － a）v_A

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