[题目]由于空间站处于完全失重状态.不能利用天平等仪器测量质量.为此某同学为空间站设计了如图所示(a)的实验装置.用来测量小球质量.图中弹簧固定在挡板上.轨道B处装有光电门.可以测量出小球经过光电门的时间.该同学设计的主要实验步骤如下:(ⅰ)用游标卡尺测量小球的直径d(ⅱ)将弹簧固定在档板上(ⅲ)小球与弹簧接触并压缩弹簧.记录弹� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

【题目】由于空间站处于完全失重状态，不能利用天平等仪器测量质量，为此某同学为空间站设计了如图所示(a)的实验装置，用来测量小球质量。图中弹簧固定在挡板上，轨道B处装有光电门，可以测量出小球经过光电门的时间。该同学设计的主要实验步骤如下：

(ⅰ)用游标卡尺测量小球的直径d

(ⅱ)将弹簧固定在档板上

(ⅲ)小球与弹簧接触并压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x

(ⅳ)由静止释放小球，测量小球离开弹簧后经过光电门的时间t，计算出小球离开弹簧的速度v

(ⅴ) 改变弹簧的压缩量，重复步骤(ⅲ)、(ⅳ)多次

(ⅵ) 分析数据，得出小球的质量

该同学在地面上进行了上述实验，请回答下列问题

(1)步骤(ⅰ)中游标卡尺示数情况如图(b)所示，小球的直径d＝___cm；

(2)某一次步骤(ⅲ) 中测得弹簧的压缩量为1 cm，对应步骤(ⅳ)中测得小球通过光电门的时间为7.50 ms，则此次小球离开弹簧的速度v＝______m/s；

(3)根据实验得到的弹簧的形变x与对应的小球速度v在图(c)中描出了对应的点，请将(2)问中对应的点描出，并画出v-x图像。

(4)已知实验所用弹簧的弹性势能EP与弹簧形变量x2之间的关系如图(d)所示，实验测得小球的质量为_____kg。

【答案】1.50 2 0.05

【解析】

游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺的示数，游标卡尺不需要估读；根据在极短时间内的平均速度等于瞬时速度得出小球通过光电门时的速度大小；根据实验得到的弹簧的形变x与对应的小球速度v在图中描出了对应的点，用直线连接；根据能量守恒定律可得，可得，分析其斜率求出小球的质量；

(1)游标卡尺的主尺读数为：1.5cm，游标尺上第0个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为0×0.1mm=0.0mm=0.00 cm，所以最终读数为：1.5cm+0.00cm=1.50cm；

(2)根据在极短时间内的平均速度等于瞬时速度得：小球通过光电门时的速度大小

(3)根据实验得到的弹簧的形变x与对应的小球速度v在图中描出了对应的点，用直线连接如图所示

；

斜率，小球速度v与弹簧的形变x为；

(4)根据能量守恒定律可得，可得，由弹簧的弹性势能EP与弹簧形变量x2之间的关系图可得，实验测得小球的质量为

练习册系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】一质点O受两个大小均为20N的力F1、F2作用，甲图中两力之间的夹角小于乙图中两力之间的夹角。图中力的标度为10N。

(1)试用作图法分别求出甲、乙两图中两个力的合力F甲、F乙的大小_______、__________。

(2)通过作图比较，可以得出：两个大小一定的分力，它们之间的夹角越大，合力____________。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图1，2017年12月29日，高一各班举行了内容丰富、形式多样、积极向上、催人奋进的联欢活动，气球是节日联欢会上的常客。图1是同学们联欢的部分场景。图2是某班的一个“粘”在竖直墙上气球，处于静止状态，已知气球（包含其中的气体）的总重力大小为G。关于墙和周围空气对气球的合力，下列说法正确的是（）

A. 墙和周围空气对气球的合力大于G

B. 墙和周围空气对气球的合力小于G

C. 墙和周围空气对气球的合力方向竖直向上

D. 墙和周围空气对气球的合力方向斜向左上

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，光滑半圆形轨道处于竖直平面内，半圆形轨道与光滑的水平地面相切于半圆的端点A.一质量为m的小球在水平地面上C点受水平向左的恒力F由静止开始运动，当运动到A点时撤去恒力F，小球沿竖直半圆形轨道运动到轨道最高点B点，最后又落在水平地面上的D点(图中未画出)．已知A、C间的距离为L，重力加速度为g.

（1）若轨道半径为R，求小球到达半圆形轨道B点时对轨道的压力FN；

（2）为使小球能运动到轨道最高点B，求轨道半径的最大值Rm；

（3）轨道半径R多大时，小球在水平地面上的落点D到A点距离最大？最大距离xm是多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，A、B是质量相同、材料不同的矩形滑块，静止在光滑水平地面上。两颗质量和速度均相同的子弹分别水平射入A、B中，射入A、B的深度之比为2∶1。则在子弹打入滑块的过程中，下列说法中正确的是

A. 子弹打入A、B滑块的时间之比为2∶1

B. 滑块A、B对子弹的阻力大小之比为2∶1

C. 子弹对A、B滑块的冲量大小之比为2∶1

D. A、B滑块沿水平面滑行的距离之比为2∶1

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，足够长的水平传送带以速度v匀速运动。质量分别为2m、m的小物块P、Q，用不可伸长的轻软细绳，通过固定光滑小环C相连。小木块P放在传送带的最右端，恰好处于静止状态，C、P间的细绳水平。现有一质量为m的子弹以v0＝9 m/s的速度射入小物块P并留在其中。重力加速度g取10 m/s2，子弹射入物块P的时间可以忽略不计。求：

(1)小物块P与传送带间的滑动摩擦因数；

(2)从子弹射入小物块P至细绳再次拉直的时间；

(3)要使小物块P不从传送带的左端离开传送带，传送带至少多长？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】质量为10kg的环在F=140N的恒定拉力作用下，沿粗糙直杆由静止从杆的底端开始运动，环与杆之间的动摩擦因数μ=0.5，杆与水平地面的夹角θ=37°，拉力F作用一段时间后撤去，环在杆上继续上滑了0.5s后，速度减为零，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，杆足够长，求：