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    ①某次实验中.在小桶中加入适当砝码使小车做加速运动.打点计时器打出的纸带如图乙所示.通过正确的方法得出了打1.2两点时小车的速度大小分别为..两点间的距离为.设小车的质量为.小桶和砝码的总质量为.某同学按如下思路验证动能定理:以小车为研究对象.合外力的功为. 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

    某学习小组采用如图甲所示的装置做“验证动能定理”实验，小车运动中所受阻力f已提前测得．
    ①某次实验中，在小桶中加入适当砝码使小车做加速运动，打点计时器打出的纸带如图乙所示，通过正确的方法得出了打1、2两点时小车的速度大小分别为v1、v2，两点间的距离为L，设小车的质量为M，小桶和砝码的总质量为m，某同学按如下思路验证动能定理：以小车为研究对象，合外力的功为W合=mgL-fL，动能增量为△Ek=
    1
    2
    M(
    v
    2
    2
    -
    v
    2
    1
    )    ，经多次实验后，他发现W合总是大于△Ek，你认为产生这种误差的原因是
    小桶和砝码的总重力mg大于轻细绳的拉力F，即W合=mgL-fL偏大
    小桶和砝码的总重力mg大于轻细绳的拉力F，即W合=mgL-fL偏大
    ；
    ②为了减小或消除以上误差，同学们提出了以下四种改进方案，你认为有效的是
    ACD
    ACD
    （填选项字母）．

    A．使小桶和砝码的总质量m远小于小车的质量M
    B．换用水平气垫导轨结合光电计时器做实验，验证mgL是否等于
    1
    2
    M(
    v
    2
    2
    -
    v
    2
    1
    )
    C．设法得出轻细绳的拉力T，验证TL-fL是否等于
    1
    2
    M(
    v
    2
    2
    -
    v
    2
    1
    )
    D．研究小车、小桶及砝码组成的系统，验证mgL-fL是否等于
    1
    2
    (M+m)(
    v
    2
    2
    -
    v
    2
    1
    )    ．

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    某学习小组采用如图甲所示的实验装置验证动能定理，小车运动过程中所受的阻力Ff已知，实验中，在小桶中加入适当砝码使小车做匀加速运动，打点计时器打出的纸带如图乙所示，通过正确的方法测出纸带上1、2两点的速度为v1、v2，1、2两点间的距离为L，小车的质量为mo及小桶和砝码的总质量m后，某同学按如下思路验证动能定理：以小车为研究对象，它的合外力的功为W合﹦mgL-FfL，动能增加量为△Ek﹦
    1
    2
    m0(
    v
    2
    2
    -
    v
    2
    1
    )    ，比较两者的大小即可验证结论．
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    （1）实验中用小桶和砝码的总重力mg的大小作为小车所受拉力F的大小，这样做的前提条件是
     
    ．
    （2）在满足上述（1）的条件下经过多次实验，发现W合仍然总是稍大于△Ek，请你提出一种消除上述误差的方法
     
    ，这种方法验证动能定理的表达式为：
     
    ．

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    图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示.在小车质量M未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”.

    （1）完成下列实验步骤中的填空：

    ①平衡小车所受的阻力：撤去砂和砂桶，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列      的点.

    ②按住小车，在左端挂上适当质量的砂和砂桶，在小车中放入砝码.

    ③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点迹的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m.

    ④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③.

    ⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点.测量相邻计数点的间距s1，s2，….求出与不同m相对应的加速度a.

    ⑥以砝码的质量m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上做出-m关系图线.若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与m应成      关系（填“线性”或“非线性”）.

    （2）完成下列填空：

    ①本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，悬挂砂和砂桶的总质量应满足的条件是      .

    ②如图2所示是该同学在某次实验中利用打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D是该同学在纸带上选取的连续四个计数点.该同学用刻度尺测出AC间的距离为SⅠ，测出BD间的距离为SⅡ.a可用SⅠ、SⅡ和Δt（打点的时间间隔）表示为a=      .

      

    ③图3为所得实验图线的示意图.设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为      ，小车的质量为      .

     

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    图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示.在小车质量M未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”.

    （1）完成下列实验步骤中的填空：
    ①平衡小车所受的阻力：撤去砂和砂桶，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列     的点.
    ②按住小车，在左端挂上适当质量的砂和砂桶，在小车中放入砝码.
    ③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点迹的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m.
    ④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③.
    ⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点.测量相邻计数点的间距s1，s2，….求出与不同m相对应的加速度a.
    ⑥以砝码的质量m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上做出-m关系图线.若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与m应成     关系（填“线性”或“非线性”）.
    （2）完成下列填空：
    ①本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，悬挂砂和砂桶的总质量应满足的条件是     .
    ②如图2所示是该同学在某次实验中利用打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D是该同学在纸带上选取的连续四个计数点.该同学用刻度尺测出AC间的距离为SⅠ，测出BD间的距离为SⅡ.a可用SⅠ、SⅡ和Δt（打点的时间间隔）表示为a=     .
      
    ③图3为所得实验图线的示意图.设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为     ，小车的质量为     .

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    图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示.在小车质量M未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”.

    （1）完成下列实验步骤中的填空：

    ①平衡小车所受的阻力：撤去砂和砂桶，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列   ▲   的点.

    ②按住小车，在左端挂上适当质量的砂和砂桶，在小车中放入砝码.

    ③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点迹的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m.

    ④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③.

    ⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点.测量相邻计数点的间距s1，s2，….求出与不同m相对应的加速度a.

    ⑥以砝码的质量m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上做出-m关系图线.若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与m应成   ▲   关系（填“线性”或“非线性”）.

    （2）完成下列填空：

    ①本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，悬挂砂和砂桶的总质量应满足的条件是   ▲   .

    ②如图2所示是该同学在某次实验中利用打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D是该同学在纸带上选取的连续四个计数点.该同学用刻度尺测出AC间的距离为SⅠ，测出BD间的距离为SⅡ.a可用SⅠ、SⅡ和Δt（打点的时间间隔）表示为a=   ▲   .

    ③图3为所得实验图线的示意图.设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为   ▲   ，小车的质量为   ▲   .

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    一、1、C 2、B3、AB 4、BCD5、AD 6、A 7、AD 8、B 

     

    二、实验题：（18分）将答案填在题目的空白处，或者要画图连线。

    9、（6分）①小桶和砝码的总重力大于轻细绳的拉力，即偏大(3分)

         ②ACD （3分）

    10、（12分）(1 )A1   （3分） (2)R1  （3分）(3）电路图如图所示（6分）

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    三、本大题共三小题共计54分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题．答案中必须明确写出数值和单位

    11、（16分）(1)

    甲运动到C点时,乙的速度为零

     

          （5分）

    (2)当连接甲球的细线与圆环相切时，甲、乙速度相等，此时甲球到达A＇点，离开桌面的距离为d

      

         （5分）

    （3）由机械能守恒可得 

          

     （6分）

     

    12、（18分）（1）金属棒cd从静止开始运动直至细绳刚好被拉断的过程中有：

    Qab =U2t/Rab      ①   (1分)   QR=U2t/R         ②  (1分) 

    联立①②可得Qab=0.4J    ③  (1分)

    Qcd =I2Rcdt          ④   (1分)  Qab + QR =I2RRabt/(Rab+R) ⑤(1分)

    联立④⑤可得Qab =0.9J ⑥  (1分)

    (2) 细绳被拉断瞬时,对ab棒有:

    Fm=mg+BIabL        ⑦   (2分)

    又有IR=RabIab/R      ⑧   ( 1分)  Icd=Iab+Icd            ⑨      (1分)

    又由闭合欧姆定可得  BLv=Icd [Rcd+RabR/(Rab+R)]  ⑩   (2分)

    联立⑦⑧⑨⑩可得v=1.88m/s ?   (1分)

    (3)由功能关系得  Mgh= Q总 +mv2/2         ?(4分)

    即可得h=3.93m         (1分)

     

    13、（20分）（1）设第一颗子弹进入靶盒A后，子弹与靶盒A共同速度为υ1。

    根据碰撞过程系统动量守恒，有mυ0=(m+M)υ1   ………………………………………………①

    设A离开O点的最大距离为s1，根据动能定理有：－Fs1=0－(m+M)…………………②

    由①、②式得s1=1.25m……………………………………………………………………………③

    评分标准：①、②、③式各2分。

    （2）根据题意，A在恒力F作用下返回O点时第二颗子弹打入，由于A的动量与第二颗子弹

    动量大小相同、方向相反，第二颗子弹打入后A将静止在O点。设第三颗子弹打入A后，它

    们的共同速度为υ3

    由系统动量守恒：………………………………………………………………④

    设A从离开O点到又回到O点经历时间为t，且碰后A运动方向为正方向，

    由动量定理得： …………………………………………………………⑤

    由④、⑤两式得：t=0.5s……………………………………………………………………………⑥

    评分标准：必要文字叙述1分，④、⑤、⑥三式各2分。

    （3）设B至少发射n颗子弹，且碰后A的速度为υn

    由系统动量守恒：………………………………………………………………⑦

    由动能定理：……………………………………………………………⑧

    根据题意：sn<0.2m …………………………………………………………………………………⑨

    由⑦、⑧、⑨式得：n>27，所以B至少发射28颗子弹…………………………………………⑩

    评分标准：⑨式1分，其余各式各2分。

     

     

     

     


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