摘要:6.20,3×1019

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(2009?巢湖一模)在“探究恒力做功与物体速度变化的关系”实验中,某实验小组采用如图甲所示的装置.实验步骤如下:

①把纸带的一端固定在小车的后面,另一端穿过打点计时器;
②改变木板的倾角,以重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力;
③用细线将木板上的小车通过定滑轮与悬吊的砂桶相连(砂和桶总质量远小于小车总质量);
④接通电源,放开小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一系列的点;
⑤在纸带中选合适的点A、B、C、D…,测出它们到起点O的距离s1、s2、s3、s4…,并测出与它们相邻的两点间距离d1、d2、d3、d4…(如图乙),查得打点周期为T,将数据填入下表中;
⑥保持砂和桶质量不变,增加小车质量,重复实验步骤④、⑤,将数据填入下表中.
附表:小车第一次总质量M1=0.25kg,第二次总质量M2=0.5kg,T=0.02s
物理量
数据
测量点
测量点到O
点的距离s
(cm)
测量点前后
两点间距离d
(cm)
小车获得
的速度v
(m/s)
小车获得速度的平方v2
[(m/s)2]
小车获得速度的三次方v3
[(m/s)3]
第
一
次
A 20.05 3.58 0.90 08.1 0.73
B 40.00 5.06 1.27 1.61 2.05
C 60.15 6.20 1.55 2.40 3.72
D 80.24 7.16
第
二
次
A 20.15 2.53 0.63 0.40 0.25
B 40.10 3.58 0.90 0.81 0.73
C 59.90 4.38 1.10 1.21 1.33
D 81.20 5.06 1.27 1.61 2.05
试问:
(1)判断重力的一个分力是否与小车及纸带受到的摩擦力平衡的直接证据是
纸带上点迹间距相等
纸带上点迹间距相等
;
(2)实验数据处理时,为什么探究功与v、v2、v3等的关系,而不是与
1
v
、
1
v2
、
1
v3
等的关系?
速度随做功的增加而增加
速度随做功的增加而增加
;
(3)将表格中的数据填写完整;
(4)比较表中第一次各组数据,得到的实验结论为:
W∝v2
W∝v2
;
(5)比较表中一、二两次数据,得到的实验结论为:
W∝Mv2
W∝Mv2
;
(6)请运用表中第二次数据在右图所示的坐标中作出相应的图象,验证理论的正确性(拉力用F表示).
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(1)有同学利用如图1的装置来验证力的平行四边形定则:在竖直木板上铺有白纸,固定两个光滑的滑轮A和B,将绳子打一个结点O,每个钩码的质量相等,当系统达到平衡时,根据钩码个数读出三根绳子的拉力TOA、TOB和TOC,回答下列问题:
a改变钩码个数,实验能完成的是
 

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A.钩码的个数N1=N2=2,N3=4
B.钩码的个数N1=N3=3,N2=4
C.钩码的个数N1=N2=N3=4
D.钩码的个数N1=3,N2=4,N3=5
b在拆下钩码和绳子前,应该做好三个方面的记录:
 
;
 
;
 

(2)如图2所示装置,在探究影响平行板电容器电容的因素实验中,①充好电的平行板电容器的极板A与一静电计相接,极板B接地.若极板B稍向上移动一点,由观察到的静电计指针变化分析平行板电容器电容变小结论的依据是
 

A.两极板间的电压不变,极板上的电量变大
B.两极板间的电压不变,极板上的电量变小
C.极板上的电量几乎不变,两极板间的电压变大
D.极板上的电量几乎不变,两极板间的电压变小
②如图3所示为电容式传感器构件的示意图,工作时动片(电极板A)沿平行于定片(电极板B)的方向发生一小段位移s,电容C便发生变化,通过测量电容C的变化情况就可以知道位移s.如果忽略极板的边缘效应,那么在图中,能正确反映电容C和位移s间函数关系的是
 
.(选填选项前面的字母)
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(3)某同学在探究影响单摆振动周期的因素时,针对自己考虑到的几个可能影响周期的物理量设计了实验方案,并认真进行了实验操作,取得了实验数据.他经过分析后,在实验误差范围内,找到了在摆角较小的情况下影响单摆周期的一个物理量,并通过作图象找到了单摆周期与这个物理量的明确的数量关系.该同学的实验数据记录如下:
摆长L/m
周期T/s
最大摆角θ/°
摆球种类及质量m/g 
0.7000 0.7500 0.8000 0.8500 0.9000
钢球A
8.0
3.0 1.69 1.73 1.80 1.86 1.89
9.0 1.68 1.74 1.79 1.85 1.90
钢球B
16.0
3.0 1.68 1.74 1.79 1.85 1.90
9.0 1.69 1.73 1.80 1.85 1.89
铜球
20.0
3.0 1.68 1.74 1.80 1.85 1.90
9.0 1.68 1.74 1.79 1.85 1.90
铝球
6.0
3.0 1.68 1.74 1.80 1.85 1.90
9.0 1.69 1.74 1.80 1.86 1.91
①分析上面实验表格中的数据,你认为在摆角较小的情况下影响单摆周期的这个物理量是:
 
.
②利用表中给出的数据,试在图4中坐标纸上画出T2与L的关系图线,该图线斜率k的表达式k=
 
,k的数值为k=
 
.利用图线斜率k表示重力加速度的表达式为g=
 
(用字母表示).
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