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1、实验题 (6分)某高中探究学习小组欲验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套如图7所示的装置.置于长木板上的滑块一开始处于静止状态,A、B是两个光电门,用细线将滑块通过一个定滑轮与一小沙桶相连,小沙桶内放适量细沙,释放小桶,让滑块做加速运动.
(1)本实验中有一个重要的疏漏是__________________________________________.
(2)本实验除了需要测量滑块经过光电门A、B处的速度v1,v2之外,还需要测量的物理量有________.(每个物理量都要标上相应的字母)
(3)本实验最终要验证的数学表达式为________(请用v1、v2和第(2)问中物理量表示).
参考答案:(1)平衡摩擦力
(2)滑块的质量M、小桶和细沙的总质量m、两个光电门之间的距离L
(3)mgL=Mv-Mv
本题解析:在本实验中,合力指的是小沙桶和细沙的总重力,所以实验前要首先平衡摩擦力.根据动能定理,绳子对滑块做的功等于滑块动能的变化,需要验证mgL=Mv-Mv,实验中要确定滑块初、末状态的动能和拉力做的功,所以实验需要测量滑块的质量M、小桶和细沙的总质量m、两个光电门之间的距离L.
本题难度:一般
2、计算题 一根弹簧沿水平方向放置,左端固定在一竖直墙上,在弹性限度内,若对其右端施加 10N的压力时,其长为8cm;若对其右端施加 50N的拉力时,其长为20cm.已知弹簧的弹力与其形变量成正比,则此弹簧的原长和劲度系数各是多少?
参考答案:
本题解析:设弹簧的原长为l0,劲度系数为k,据F=kx得:
F1=k(l0-l1)= k(l0-0.08)=10N, ①
F2=k(l2-l0)= k(0.2- l0)=50N,?②
联立得:l0=0.1m=10cm; ③
k=500N/m?④
本题难度:简单
3、简答题 (1)某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时,作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图1所示.该实验始终在弹簧的弹性限度内进行.由右图可知该弹簧的自然长度为______?cm.
(2)在验证机械能守恒定律实验时:
①关于本实验的叙述中,正确的有______
A、打点计时器安装时要使两限孔位于同一竖直线上并安装稳定,以减少纸带下落过程中的阻力
B、需用天平测出重锤的质量
C、打点计时器用四节干电池串联而成的电池组作为电源
D、用手托着重锤,先闭合打点计时器的电源开关,然后释放重锤
E、打出的纸带中,只要点迹清晰,就可以运用公式mg△h=
mv2,来验证机械能是否守恒
F、验证机械能是否守恒必须先确定重力势能的参考平面
②验证机械能是否守恒时,实验中计算某一点的速度,甲同学用v=gt来计算,乙同学用vn=来计算.其中______同学的计算方法更符合实验要求.重力加速度g的数值,甲同学用9.8m/s2代入,乙同学用通过对纸带分析计算出重锤下落的实际加速度代入,丙同学用当地的实际重力加速度代入,其中______同学的做法是正确的.
③甲同学实验计算结果时发现重物重力势能的减少量△Ep略大于动能的增加量△Ek,乙同学发现△Ep<△Ek,实验过程中肯定存在错误的是______同学.
本实验中引起误差的主要原因是______.
④在一次实验中,重物自由下落时纸带上打出一系列的点,如图2所示,纸带中相邻两计数点间的时间间隔为0.04秒,那么重物下落过程中的实际加速度a=______?m/s2.(结果保留三位有效数字)
参考答案:(1)由图线和坐标轴交点的横坐标表示弹簧的原长可知弹簧的原长为10cm,
(2)①A、打点计时器安装时要使两限孔位于同一竖直线上并安装稳定,以减少纸带下落过程中的阻力,故A正确.
B、因为我们是比较mgh、12mv2的大小关系,故m可约去比较,不需要用天平.故B错误.
C、打点计时器应该使用交流电源,故C错误.
D、用手托着重锤,先闭合打点计时器的电源开关,然后释放重锤,故D正确.
E、打出的纸带中,点迹清晰,运用公式mg△h=12mv2,必须是准确找出起始点,故E错误.
F、验证机械能是否守恒不需要确定重力势能的参考平面,故F错误.
故选AD.
②在验证机械能守恒的实验中,由于存在阻力物体实际下落的加速度小于重力加速度,所以不应当用重力加速度g来表示某位置的速度,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上点时小车的瞬时速度大小,所以乙同学的计算方法更符合实验要求,
关于重力加速度g的数值,应该用当地的实际重力加速度代入,所以丙同学的做法是正确的.
③由于纸带通过时受到较大的阻力和重锤受到的空气阻力,重力势能有相当一部分转化给摩擦产生的内能,所以重力势能的减小量明显大于动能的增加量.
所以实验过程中肯定存在错误的是乙同学,本实验中引起误差的主要原因是重锤下落过程中存在着阻力作用.
④根据运动学公式得:△x=at2,
a=XCD-XBCT2=9.38m/s2.
故答案为:(1)10cm?
(2)①AD?
②乙、丙?
③乙、重锤下落过程中存在着阻力作用?
④9.38.
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 关于胡克定律,下列说法不正确的是
[? ]
A.由F=kx可知,在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量x成正比
B.由k=F/x可知,劲度系数k与弹力F成正比,与弹簧的长度改变量x成反比
C.弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的因素决定的,与弹力F的大小和弹簧形变量x的大小无关
D.弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小
参考答案:B
本题解析:
本题难度:简单
5、选择题 如图所示,弹簧秤和细绳重力不计,不计一切摩擦,物体重G=5N,弹簧秤A和B的读数分别为( )
A.5N,0N
B.5N,10N
C.5N,5N
D.10N,5N