【题目】在“探究恒力做功与物体速度变化的关系”实验中,某实验小组采用如图甲所示的装置。实验步骤如下:
①把纸带的一端固定在小车的后面,另一端穿过打点计时器;
②改变木板的倾角,以重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力;
③用细线将木板上的小车通过定滑轮与悬吊的砂桶相连(砂和桶总质量远小于小车总质量);
④接通电源,放开小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一系列的点;
⑤在纸带中选合适的点A、B、C、D…,测出它们到起点O的距离s1、s2、s3、s4…,并测出与它们相邻的两点间距离d1、d2、d3、d4…(如图乙),查得打点周期为T,将数据填入下表中;
⑥保持砂和桶质量不变,增加小车质量,重复实验步骤④、⑤,将数据填入下表中。
试问:
(1)判断重力的一个分力是否与小车及纸带受到的摩擦力平衡的直接证据是________________;
(2)实验数据处理时,为什么探究功与v、v2、v3等的关系,而不是与、、等的关系?___________________;
(3)将表格中的数据填写完整;
附表:小车第一次总质量M1 = 0.25 kg,第二次总质量M2 = 0.5 kg,T = 0.02 s
| 测量点到O点的距离s (cm) | 测量点前后两点间距离d (cm) | 小车获得的速度v (m/s) | 小车获得速度的平方v2 [(m/s)2] | 小车获得速度的三次方v3 [(m/s)3] | |
第 一 次 | A | 20.05 | 3.58 | 0.90 | 08.1 | 0.73 |
B | 40.00 | 5.06 | 1.27 | 1.61 | 2.05 | |
C | 60.15 | 6.20 | 1.55 | 2.40 | 3.72 | |
D | 80.24 | 7.16 | _____ | _____ | ||
第 二 次 | A | 20.15 | 2.53 | 0.63 | 0.40 | 0.25 |
B | 40.10 | 3.58 | 0.90 | 0.81 | 0.73 | |
C | 59.90 | 4.38 | 1.10 | 1.21 | 1.33 | |
D | 81.20 | 5.06 | 1.27 | 1.61 | 2.05 |
(4)比较表中第一次各组数据,得到的实验结论为:_________;
(5)比较表中一、二两次数据,得到的实验结论为:___________;
(6)请运用表中第二次数据在图所示的坐标中作出相应的图象,验证理论的正确性(拉力用F表示)。
(______)
【答案】纸带上点迹间距相等 速度随做功的增加而增加 1.79 3.20 W∝v2 W∝Mv2
【解析】
(1)[1]正好平衡掉摩擦力的判定依据是:若分力与小车及纸带受到的摩擦力平衡,小车做匀速运动,纸带点迹间隔应该相等。
(2)[2]因为得到的数据显示速度随做功的增加而增加,故我们只考虑正比关系,而不必考虑反比关系。
(3)[3]由平均速度等于中间时刻的瞬时速度,可得测量点D的速度为
[4]测量点D的速度平方为
(4)[5]由数据可以看出,位移与速度平方成正比,又功W = Fs,故可知功与速度平方成正比,即:W∝v2。
(5)[6]比较表中一、二两次数据,可以看出功与质量也成正比,故综合(4)的结论可知:W∝Mv2
(6)[7]由表格中的第二次数据,建立纵轴为功,横轴为速度平方,描点作图如图
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【题目】要想在如图所示的虚线方框范围内有方向垂直纸面向外的磁场,以下方法可行的是 ( )
A. 正离子沿a到b的方向运动
B. 正离子在框内顺时针旋转
C. 电子沿a到d的方向运动
D. 电子在框内顺时针旋转
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【题目】同一平面内固定有一长直导线PQ和一带缺口的刚性金属圆环,在圆环的缺口两端引出两根导线,分别与两块垂直于圆环所在平面固定放置的平行金属板MN连接,如图甲所示。导线PQ中通有正弦交流电流i,i的变化如图乙所示,规定从Q到P为电流的正方向,则在1~2s内
A. M板带正电,且电荷量增加
B. M板带正电,且电荷量减小
C. M板带负电,且电荷量增加
D. M板带负电,且电荷量减小
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【题目】在军事学习中,某空降兵从飞机上跳下,先做自由落体运动,在t1时刻,速度达到较大值v1时打开降落伞,此后做减速运动,在t2时刻以较小速度v2着地。他的速度图象如图所示.下列关于该空降兵在0~t1或t1~t2时间内的平均速度的结论正确的是( )
A.0~t1,=
B.t1~t2,=
C.t1~t2,>
D.t1~t2,<
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【题目】如图所示,一木箱内装一铁球,木箱的内宽与高恰好与铁球的直径相等,当木箱自由下落时,下列说法正确的是( )
A.不计空气阻力时,铁球对木箱下壁有压力
B.不计空气阻力时,铁球对木箱上壁有压力
C.有空气阻力时,铁球对木箱上壁有压力
D.有空气阻力时,铁球对木箱下壁有压力
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【题目】如图为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置。
(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持___________不变,用钩码所受的重力作为___________,用DIS测小车的加速度。
(2)改变所挂钩码的数量,多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线(如图所示)。
①分析此图线的OA段可得出的实验结论是___________。
②此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是(______)
A.小车与轨道之间存在摩擦 B.导轨保持了水平状态
C.所挂钩码的总质量太大 D.所用小车的质量太大
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【题目】如图所示,A为电解槽,M为电动机,N为电炉子,恒定电压U=12V,电解槽内阻rA=2Ω,当K1闭合,K2、K3断开时,电流表示数6A;当K2闭合,K1、K3断开时,电流表示数5A,且电动机输出功率为35W;当K3闭合,K1、K2断开时,电流表示数为4A。求:
(1)电炉子的电阻及发热功率各多大?
(2)电动机的内阻是多少?
(3)在电解槽工作时,电能转化为化学能的功率为多少?
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【题目】小明用如图所示的电路“测量电池的电动势和内电阻”.
(1)备有如下器材
A.干电池1节
B.滑动变阻器(0~20 Ω)
C.滑动变阻器(0~1 kΩ)
D.电压表(0~3 V,内阻约3 kΩ)
E.电流表(0~0.6 A,内阻约0.8Ω)
F.电流表(0~3 A,内阻约0.2Ω)
G.开关、导线若干
其中滑动变阻器应选__________,电流表应选__________.(只填器材前的序号)
(2)某同学根据实验数据画出的U-I图像如图所示,由图像可得电池的电动势为_____ V,内电阻为_____Ω.(保留两位有效数字)
(3)实验时由于电压表的分流作用,导致电动势E的测量值_____(选填“小于”或“大于”)其真实傎。
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【题目】如图,研究平抛运动规律的实验装置放置在水平桌面上,利用光电门传感器和碰撞传感器可测得小球的水平初速度和飞行时间,底板上的标尺可以测得水平位移.
保持水平槽口距底板高度h=0.420m不变.改变小球在斜槽导轨上下滑的起始位置,测出小球做平抛运动的初速度v0、飞行时间t和水平位移d,记录在表中.
(1)由表中数据可知,在h一定时,小球水平位移d与其初速度v0成____关系,与____无关.
v0(m/s) | 0.741 | 1.034 | 1.318 | 1.584 |
t(ms) | 292.7 | 293.0 | 292.8 | 292.9 |
d(cm) | 21.7 | 30.3 | 38.6 | 46.4 |
(2)一位同学计算出小球飞行时间的理论值发现理论值与测量值之差约为3ms.经检查,实验及测量无误,其原因是____.
(3)另一位同学分析并纠正了上述偏差后,另做了这个实验,竞发现测量值t′依然大于自己得到的理论值,但二者之差在3-7ms之间,且初速度越大差值越小.对实验装置的安装进行检查,确认斜槽槽口与底座均水平,则导致偏差的原因是____.
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