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在“探究功与物体速度变化关系”的实验中,某实验研究小组的实验装置如图甲所示。木块从A点静止释放后,在一根弹簧作用下弹出,沿足够长的木板运动到B1点停下,O点为弹簧原长时所处的位置,测得OB1的距离为L1,并记录此过程中弹簧对木块做的功为W1。用完全相同的弹簧2根、3根……并列在一起进行第2次、第3次……实验并记录相应的数据,作出弹簧对木块做功W与木块停下的位置距O点的距离L的图象如图乙所示。

请回答下列问题:
(i)W—L图线为什么不通过原点?                                    
(ii)弹簧被压缩的长度LOA =          cm。
(i)由于木块通过AO段时,摩擦力对木块做了功或W不为总功。(2分)
(ii)3cm     (2分)

试题分析:(i)由于木块通过AO段时,摩擦力对木块做了负功,即弹簧对木块做的功W,一部分用于克服AO段的磨擦力做功,故W—L图线不通过坐标原点。
(ii)由功能关系,结合(i)中的分析可知,由题图乙可读出两组数据(1,6)、(5,42),代入可求出=3cm。
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

实验题(18分,每空2分)
(1)(8分)如图(a)为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.

①平衡小车所受的阻力的操作:取下       ,把木板不带滑轮的一端垫高;接通打点计时器电源,轻推小车,让小车拖着纸带运动.如果打出的纸带如图(b)所示,则应    (填“减小”或“增大”)木板的倾角,反复调节,直到纸带上打出的点迹间隔相等为止.
②图(c)为研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量的关系”时所得的实验图象,横坐标为小车上砝码的质量.

设图中直线的斜率为,在纵轴上的截距为,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为___________,小车的质量为___________.
(2)(10分)某同学利用如图甲所示的实验装置测量重力加速度.
①请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误:a                 ;b                      

②该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带,取连续的六个点,测得.若打点的周期为T,则打E点时速度为=         ;若分别计算出各计数点对应的速度数值,并在坐标系中画出与h的关系图线,如图丙所示,则重力加速度 =       
③若当地的重力加速度值为,请写出误差的主要原因                           

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

(9分)用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落,打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点,对纸带上的点痕进行测量,即可验证机械能守恒定律。

(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上;
C.用天平测出重锤的质量;
D.先接通电源,后释放纸带,打出一条纸带;
E.测量纸带上某些点间的距离;    
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。
其中没有必要进行的步骤是            ,操作不当的步骤是          
(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。根据打出的纸带,选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E,测出各点之间的距离如图所示。使用交流电的频率为,则计算重锤下落的加速度的表达式=         。(用表示)

(3)在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能,其主要原因是重锤和纸带下落过程中存在阻力作用,可以通过该实验装置测阻力的大小。若已知当地重力加速度为g,还需要测量的物理量是         。试用这些物理量和纸带上的数据符号表示重锤和纸带在下落的过程中受到的平均阻力大小=_________________。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

关于打点计时器的时间间隔,下列是四位同学各自发表的看法,其中正确的是_   __。
A.电源电压越高,每打两个点的时间间隔就越短,并且可能会打出短线
B.纸带速度越大,每打两个点的时间间隔就越短
C.打点计时器连续打两个点的时间间隔由电源的频率决定
D.如果振针松动,可能会出现打出短线

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

某同学设计了如上图所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧秤固定在一合适的木板上,桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮,细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线MN、PQ,并测出间距d。开始时将木板置于MN处,现缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动为止,记下弹簧秤的示数F0,以此表示滑动摩擦力的大小。再将木板放回原处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧秤的示数F1,然后释放木板,并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t。

(1)木板的加速度可以用d,t表示为a=         ;为了减小测量加速度的偶然误差可以   采用的方法是(一种即可)                 
(2)改变瓶中水的质量重复实验,确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系。下列图象能表示该同学实验结果的是              

(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,它的优点有              
a.可以改变滑动摩擦力的大小
b.可以更方便地获取多组实验数据
c.可以比较精确地测出摩擦力的大小
d.可以获得更大的加速度以提高实验精度

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

(4分)如图所示是电火花计时器的示意图。电火花计时器和电磁打点计时器一样,工作时使用        (选填“交流”或“直流”)电源,当电源的频率是50Hz时,每隔    s打一次点。其工作时的基本步骤如下:
A.当纸带完全通过电火花计时器后,及时关闭电火花计时器
B.将电火花计时器插头插入相应的电源插座
C.将纸带从墨粉纸盘下面穿过打点计时器
D.接通开关,听到放电声,立即拖动纸带运动
上述步骤正确的顺序是                   。(按顺序填写步骤编号)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

(10分)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0.05 s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(当地重力加速度取9.8 m/s2,小球质量m=0.2 kg,结果保留三位有效数字):
时刻
t2
t3
t4
t5
速度(m/s)
5.59
5.08
4.58
 

①由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5         m/s.
②从t2到t5时间内,重力势能增量ΔEp        J,动能减少量ΔEk            J.
③在误差允许的范围内,若ΔEp与ΔEk近似相等,从而验证了机械能守恒定律.由上述计算得ΔEp       ΔEk(选填“>”“<”或“=”),造成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

(13分)(1)在物理实验中体现了很多的物理研究方法,如理想实验法、控制变量法、极限思维法、图像法、类比法、科学假说法、微小量放大法与等效替代法等。请把合适的方法或正确的答案填在相应的空格内。

①在“利用打点计时器测速度”的实验中,运用     法,可以利用打点计时器打出的纸带测算出某点的瞬时速度:在“探究互成角度的两个力的合成”的实验中,分别用一个力F或两个互成角度的F1、F2,把一个一端固定的橡皮筋拉伸到同一位置,则F就是F1和F2的合力,实验原理采用的是       法。在“探究平抛运动的规律”的实验中,如图所示,用小锤打击弹性金属片,金属片把A球沿水平方向抛出,同时B球松开,自由下落,A、B两球同时开始运动,观察到两球同时落地。运用     法,可以判定平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动。
②图象法是物理实验中一种重要的研究方法。在研究加速度与外力(质量m一定)的关系、验证机械能守恒定律、探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系三个实验中,某同学正确作出了三个实验的相关图象,如图中A、B、C所示。根据坐标轴代表的物理量判断,A实验的图象“斜率”表示         ;B实验图象的“斜率”表示          ;C实验图象的“斜率”表示           
(2)某一小型电风扇额定电压为4.0V,额定功率为2.4W。某实验小组想通过实验描绘出小电风扇的伏安特性曲线。实验中除导线和开关外,还有以下器材可供选择:
A.电源E(电动势为4.5V)                             
B.电压表V(量程为0~5V,内阻约为4k
C.电流表A1(量程为0~0.6A,内阻约为0.2
D.电流表A2(量程3A,内阻约0.05);
E.滑动变阻器R1(最大阻值10,额定电流1A)
F.滑动变阻器R2(最大阻值2k,额定电流100mA)

①为了便于调节,减小读数误差和系统误差,实验中所用电流表应选用  ,滑动变阻器应选用    。(填所选仪器前的字母序号)。
②请你为该小组设计实验电路,并把电路图画在虚线内(小电风扇的电路符号如图所示)。
③操作过程中发现,小电风扇通电后受阻力作用,电压表读数小于0.5V时电风扇没启动。该小组测绘出的小电风扇的伏安特性曲线如图所示,由此可以判定,小电风扇的电阻为    ,正常工作时的发热功率为   ,机械功率为   

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

(18分)用图(a)所示的实验装置验证牛顿第二定律。
①某同学通过实验得到如图(b)所示的a—F图象,造成这一结果的原因是:在平衡摩擦力时                       。图中a0表示的是             时小车的加速度。

②某同学得到如图(c)所示的纸带。已知打点计时器电源频率为50Hz. A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点。 =             cm。由此可算出小车的加速度a=      m/s2(加速度保留两位的效数字。

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同步练习册答案