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1、实验题 某实验小组采用图甲所示的装置探究“合外力做功与物体动能变化的关系”。
①实验前,木板左端被垫起一些,使小车在不受拉力作用时做匀速直线运动。这样做的目的是 。
②如果需要用图中砝码和吊盘的总重力来表示小车受到的合外力,必须满足的条件是 。
③同学甲选取一条比较理想的纸带做分析。小车刚开始运动时对应在纸带上的点记为起始点O,在点迹清楚段依次选取七个计数点。通过测量纸带计算出计数点与O点之间的速度平方差△v2、起始点O到计数点过程中细绳对小车做的功W。以W为纵坐标,以△v2为横坐标在方格纸中作出W—△v2图象,如图乙所示。那么,根据图像可以得到的结论是 。
④如果要验证“动能定理”,还需要测量的物理量是 。
⑤如果“动能定理”成立,那么W—△v2图像的斜率的物理意义是 。
参考答案:①平衡摩擦力;②小车的质量远大于砝码和吊盘的总质量;③小车合外力所做的功W与其速度平方差△v2成正比;④小车的质量;⑤小车的质量的一半。
本题解析:①小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力,要使细绳拉力等于合力,则应该用重力沿斜面的分力来平衡摩擦力;②砝码和吊盘加速下滑,处于失重状态,其对细线的拉力小于重力,设拉力为T,根据牛顿第二定律,有
对砝码和吊盘,有 mg-T=ma
对小车,有 T=Ma
解得
故当M>>m时,有T≈mg
③因W—△v2图象是一条过原点的倾斜直线,则合外力所做的功W与其速度平方差△v2成正比
④由动能定理知,要验证此式成立,则必须测出小车的质量M。
⑤由知,W—△v2图象的斜率表示小车质量的一半。(评分标准:每空2分,共10分)
考点:本实验考查了探究功与速度变化的关系
本题难度:一般
2、填空题 在“用单摆测定重力加速度”的实验中,①测摆长时,若正确测出悬线长L和摆球直径d,则摆长为 ;②测周期时,当摆球经过 位置(填平衡位置或最高点)时开始计时并计数1次,测出经过该位置N次(约60~100次)的时间为t,则周期为 。
参考答案: ①(1分); ②平衡(1分);(2分);
本题解析:①单摆的摆长为悬点到球心的距离,所以是②测周期时,摆球开始计时的位置应是平衡位置,容易判断,最高点位置因速度为0,不容易判断,从开始计时并计数1次,测出经过该位置N次,是N-1个半周期,得T=。
本题难度:一般
3、实验题 某同学做“验证机械能守恒定律”实验时不慎将一条选择好的纸带的前面一部分破坏了,测出剩下的一段纸带上的各个点间的距离,如图所示。已知打点计时器工作频率为50 Hz,重力加速度g="10" m/s2,重锤质量为M kg。则重锤通过2、5两点时重锤重力势能减少量等于 J、重锤动能的增加量等于 J、并可得出的结论是: 。
参考答案:1.08M 1.04M 在误差允许范围内重锤的机械能守恒
本题解析:重锤通过2、5两点时重锤重力势能减少量等于Ep=Mgh25 =M="1.08M" ;,,,代入数据得1.04M;所以可得出的结论是在误差允许范围内重锤的机械能守恒。
本题难度:一般
4、填空题 某同学利用打点计时器探究加速度与物体所受合外力及质量的关系,得到了如图所示的一条纸带,根据纸带可求出打下B点时小车的速度大小为 ,小车的加速度大小为 (保留两位有效数字)。
参考答案:1.74m/s 3.2m/s2
本题解析:B点速度:
由公式:
本题难度:一般
5、实验题 (如图甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置,半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上,在电动机的带动下匀速转动. 在圆形卡纸的旁边垂直安装一个改装了的电火花计时器.
(1)请将下列实验步骤按先后排序: .
A.使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触
B.接通电火花计时器的电源,使它工作起来
C.启动电动机,使圆形卡纸转动起来
D.关闭电动机,拆除电火花计时器;研究卡纸上留下的一段痕迹(如图乙所示),写出角速度的表达式,代入数据,得出的测量值
(2)要得到的测量值,还缺少一种必要的测量工具,它是 .
A.秒表 B.毫米刻度尺 C.圆规 D.量角器
(3)写出角速度的表达式,并指出表达式中各个物理量的意义:
.
参考答案:(1)ACBD(2分) (2)D (3)(θ为n个点对应的圆心角,t为时间间隔) (2分)
本题解析:(1)该实验步骤中必须让电动机带动卡纸匀速转动,然后接通电火花计时器,因为要测量电动机转动的角速度,不能让电动机不动之前,就接通电火花计时器,这一点很特别。因此次序是ACBD。
要测量角速度,根据角速度的定义,除了用电火花计时器测量时间之外,还需要一种仪器测量角度,因此选项D正确。
,其中θ为n个点对应的圆心角,t为时间间隔。
考点:本题考查圆周运动角速度的概念和对电火花计时器的基本使用方法。
本题难度:一般
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