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(9分)某实验小组的同学欲“探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系”,在实验室设计了一套如图甲所示的装置,图中A为小车,B打点计时器,C为弹簧测力计,P为小桶(内有沙子),一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置,不计绳与滑轮的摩擦.实验时,把长木板不带滑轮的一端垫起适当的高度,以平衡摩擦力,先接通电源再松开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点.

(1)该同学在一条比较理想的纸带上,从点迹清楚的某点开始记为零点,顺次选取一系列点,分别测量这些点到零点之间的距离x,计算出它们与零点之间的速度平方差△v2=v2-v02,弹簧秤的读数为F,小车的质量为m,然后建立△v2—x坐标系,通过描点法得到的图像是一条过原点的直线,如图乙所示,则这条直线的斜率的意义为___________.(填写表达式)
(2)若测出小车质量为0.4 kg,结合图像可求得小车所受合外力的大小为__________N.
(3) 本实验中是否必须满足小桶(含内部沙子)的质量远小于小车的质量   (填“是”或“否”)
(1) (2)1 (3)否

试题分析:根据可以知道图像斜率表示2倍加速度大小,根据牛顿第二定律,亦即表示,若小车质量为0.4 kg,结合图像可知有:,F=1N,小车所受的合力可以知道其准确数值,不需要取近似值,所以对小桶质量和小车质量关系没有要求。
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

如图所示为测量倾斜气垫导轨上滑块加速度的实验,A、B为气垫导轨上的两个光电门,当滑块从气垫导轨一端匀加速滑下,滑块上的挡光片通过光电门时,可通过连接在光电门上的电子仪器记录时间。
(1)若用一螺旋测微器测量挡光片的宽度,如右图所示,读数为d =____   __cm;

(2)若某次测得挡光片通过光电门A的时间为t1,从A到B的时间为t,挡光片通过光电门B的时间为t2,利用所测得的物理量来表达滑块加速度,则其表达式为a =            。(用题设中各物理量符号表示)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。频闪仪每隔0.0500s闪光一次,图中所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表所示(当地重力加速度取9.80m/s2,小球质量m=0.200kg,计算结果保留三位有效数字):
时刻




速度(m/s)
4.99
4.48
3.98
 

(1)由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度=__________m/s;
(2)从t2到t5时间内,重力势能增量=_________J,动能减少量=________J;
(3)在误差允许的范围内,若近似相等,从而验证了机械能守恒定律。造成不严格相等这种结果的主要原因是__________________。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

学校开展研究性学习,某同学为了探究杆子转动时的动能表达式,设计了下图甲所示的实验:质量为m的均匀长直杆一端固定在转轴O处,杆由水平位置静止释放,用置于圆弧上某位置的光电门测出另一端A经过该位置时的瞬时速度vA,并记下该位置与转轴O的高度差h.
                
⑴该同学用20分度的游标卡尺测得长直杆的横截面的直径如图乙为        mm.
⑵调节光电门在圆弧上的位置,测得多组数据如表格所示.请选择适当的数据处理方法,猜想并写出vA与h的函数关系等式   .
组次
1
2
3
4
5
h/m
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
vA(m/s)
1.73
2.12
2.46
2.74
3.00
⑶当地重力加速度g取10m/s2,不计一切摩擦,结合你找出的函数关系式,根据守恒规律写出此杆转动时动能的表达式EK =  (请用数字、质量m、速度vA表示).
⑷为了减小空气阻力对实验的影响,请提出一条可行性措施                 .

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

(8分)用如图实验装置验证m 1、m 2组成的系统机械能守恒。m 2从高处由静止开始下落,m 1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个打下的点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。已知m 1=" 50g" 、m 2 ="150g" ,则(计算结果保留两位有效数字)

①在纸带上打下记数点5时的速度v=     m/s;
②在记数点0~5过程中系统动能的增量△Ek=     J.为了简化计算,设g =10m/s2,则系统势能的减少量△EP =      J;
③在本实验中,若某同学作出了图像,如下图,h为从起点量起的长度,则据此得到当地的重力加速度g =         m/s2

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

某同学利用如图所示的装置测量当地的重力加速度。实验步骤如下:
A.按装置图安装好实验装置; B.用游标卡尺测量小球的直径d;
C.用米尺测量悬线的长度;  D.让小球在竖直平面内小角度摆动。当小球经过最低点时开始计时,并计数为1,此后小球每经过最低点一次,依次计数2、3……。当数到 n时,停止计时,测得时间为t;
E.多次改变悬线长度,对应每个悬线长度,都重复实验步骤C、D;
F.计算出每个悬线长度对应的t2;G.以t2为纵坐标、为横坐标,作出t2图线。
结合上述实验,完成下列任务:

②根据实验步骤(D),可知此单摆的周期为                
③该同学根据实验数据,利用计算机作出t2图线如图8所示,从理论上分析图线没有过坐标原点的原因,下列分析正确的是 (     )
A.不应在小球经过最低点时开始计时,应该在小球运动到最高点开始计时;
B.开始计时后,不应记录小球经过最低点的次数,而应记录小球做全振动的次数;
C.不应作t2图线,而应作t–图线;
D.不应作t2图线,而应作t2–(+d)图线。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

某探究学习小组的同学欲验证动能定理,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、滑块、细沙。当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态。若你是小组中的一位成员,要完成该项实验。

(1) 你认为还需要的实验器材有____________。
(2) 实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等,细沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是___________________,实验时首先要做的步骤是________________。
(3) 在(2)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量为M。往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量为m。让沙桶带动滑块加速运动。用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1<v2)。则本实验最终要验证的数学表达式为______________。(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

.(6分)在研究平抛物体的运动的实验中,在一次实验中用方格纸,方格边长L=20cm,通过实验,记录了小球在运动途中的三个位置,如图(c)所示,,则该小球做平抛运动的初速度为______m/s;B点的竖直分速度为________m/s( g取10m/s2)。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

(6分)某学习小组利用如图所示的装置验证动能定理。

(1)将气垫导轨调至水平,安装好实验器材,从图中读出两光电门中心之间的距离S=__________cm;
(2)测量挡光条的宽度d,记录挡光条通过光电门1和2所用的时间△t1和△t2,并从拉力传感器中读出滑块受到的拉力F,为了完成实验,还需要直接测量的一个物理量是____________________________;
(3)该实验是否需要满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量?______________(填“是”或“否”)

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