1、实验题 (9分)有同学利用如图所示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,和,回答下列问题:
①改变钩码个数,实验不能完成的是(? )
A.钩码的个数,
B.钩码的个数,
C.钩码的个数
D.钩码的个数,
②在拆下钩码和绳子前,正确并且最重要的一个步骤是(?)
A.标记结点O的位置,并记录OA、OB、OC三段绳的方向
B.量出OA、OB、OC三段绳子的长度
C.用量角器量出三段绳子之间的夹角
D.用天平测出钩码的质量
③本实验采用的科学方法是(?)
A.理想实验法? B.控制变量法
C.等效替代法? D.建立物理模型法
参考答案:① B (3分)?② A (3分)?③ C (3分)
本题解析:
试题分析:①两头挂有钩码的细绳跨过两光滑的固定滑轮,另挂有钩码的细绳系于O点(如图所示).由于钩码均相同,则钩码个数就代表力的大小,所以O点受三个力处于平衡状态,由平行四边形定则可知:三角形的三个边表示三个力的大小;3、3、4可以构成三角形,则结点能处于平衡,故A正确。2、2、4不可以构成三角形,则结点不能处于平衡,故B错误。4、4、4可以构成三角形,则结点能处于平衡,故C正确。3、4、5可以构成三角形,则结点能处于平衡.故D正确.本题选不能完成的故选B.
②为验证平行四边形定则,必须作受力图,所以先明确受力点,即标记结点O的位置,其次要作出力的方向并读出力的大小,最后作出力的图示,因此要做好记录,是从力的三要素角度出发,要记录砝码的个数和记录OA、OB、OC三段绳子的方向,故A正确,BCD错误。故选A。
③验证平行四边形定则需要保证两次作用效果相同,即等效替代的方法,故选C。
本题难度:一般
2、实验题 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,打点计时器使用的电源的频率为50Hz,记录小车运动的纸带如图12所示,在纸带上选择0、1、2、3、4、5共6个计数点,相邻两计数点之间还有四个点未画出,纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺,零刻度线跟“0”计数点对齐,由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离如图:
(1)实验时,打点计时器采用?(填交流或直流)电源,若电源频率为50Hz,则纸带上打相邻两点的时间间隔为?s。
(2)计算小车通过计数点“2”的瞬时速度公式为v2 =_____________(以d1、d2及相邻计数点间时间T来表示)?
(3)、加速度a=______?(结果保留两位有效数字)。
参考答案:(1)交流0.02s(2)v2 =(d2-d1)/2T (以d1、d2及相邻计数点间时间T来表示(3)加速度a="_" 0.60m/s2__(3分)?(结果保留两位有效数字)
本题解析:(1)打点计时器是一种计时仪器,电磁打点计时器使用的电源为低压交流电源,电火花计时器使用的是220V的交流电源,它们的打点周期和所使用电源周期相同.即时间间隔为0.02s,
(2)匀变速直线运动过程中的中间时刻速度等于该过程中的平均速度,所以有: v2 =(d2-d1)/2T
(3)匀变速直线运动的逐差法可得,解得
点评:在处理纸带问题时,一般采用匀变速直线运动的两个导出公式,平均速度和逐差法
本题难度:一般
3、计算题 如图所示,在动力小车上固定一直角硬杆ABC,分别系在水平直杆AB两端的轻弹簧和细线将小球P悬吊起来,轻弹簧的劲度系数为k,小球P的质量为m,当小车沿水平地面以加速度a向右运动而达到稳定状态时,轻弹簧保持竖直,而细线与杆的竖直部分的夹角为θ,试求此时弹簧的形变量。
参考答案:解:设细线的拉力为T,则有
Tsinθ=ma,Tcosθ+F=mg,F=kx
联立解得:x=m(g-acotθ)/k
讨论:
(1)若a<g/cotθ,则弹簧伸长x=m(g-acotθ)/k
(2)若a=g/cotθ,则弹簧伸长x=0
(3)若a>g/cotθ,则弹簧压缩x=m(acotθ-g)/k
本题解析:
本题难度:困难
4、填空题 打点计时器是使用交流电源的计时仪器,当电源频率是50Hz时,它每隔______s打一次点。如右图所示的部分纸带记录了实验小车运动的情况,已知按打点先后记录了A、B、C、D四个点,AB=2.0cm,BC=4.0cm,CD=6.0cm,打B点时小车运动的速度大小为?m/s,打点计时器打下A点到D点这段时间内小车的平均速度为?m/s小车做?运动。
参考答案:0.02?, 6.0, 12.0 ,匀加速直线运动
本题解析:它每隔打一次点,,打点计时器打下A点到D点这段时间内小车的平均速度为,计数点间的距离越来越大,所以小车做匀加速直线运动,
点评:此题是力学实验的基础,正确掌握打点计时器以及纸带的处理方法,能为以后的实验大小良好的基础
本题难度:简单
5、选择题 如左下图所示,轻质弹簧秤通过两只定滑轮,两边各挂一只5N的砝码,不计一切摩擦,则弹簧秤的读数为 ( )
A.10N
B.5N
C.0
D.无法确定