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2.某同學用若干橡皮筋牽引實驗小車做功的方案探究功與速度變化的關系,獲得下圖所示的紙帶.請根據圖1信息,計算該方案所需的速度v=0.500m/s.(結果保留3位有效數字)

分析 紙帶上點距均勻時,表示小車已經做勻速直線運動,據此可求出小車做勻速運動時的速度大小,即為最終小車獲得的速度大小

解答 解:各點之間的距離相等的時候小車做直線運動,由圖可知,兩個相鄰的點之間的距離是1.00cm時做勻速直線運動,打點時間間隔為:
t=$\frac{1}{50}$=0.02s,
小車速度為:v=$\frac{x}{t}=\frac{0.01}{0.02}m/s=0.500m/s$
故答案為:0.500

點評 本題關鍵要明確該實驗的實驗原理、實驗目的,即可了解具體操作的含義,以及如何進行數據處理,數據處理時注意數學知識的應用,本題是考查應用數學知識解決物理問題的好題.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

2.如圖所示,光滑水平軌道上放置長坂A(上表面粗糙)和滑塊C,滑塊B置于A的左端,三者質量分別為mA=2kg、mB=1kg、mC=2kg.開始時C靜止,A、B一起以v0=5m/s的速度勻速向右運動,A與C發(fā)生碰撞(時間極短)后C向右運動,經過一段時間A、B再次達到共同速度一起向右運動,且恰好不再與C碰撞,則(  )
A.碰撞后C的速度為3m/s
B.A、C碰撞后瞬間A的速度為0
C.A、C碰撞過程中能量損失為12J
D.從A與C碰撞結束時到與B的速度相等的過程中摩擦力對系統(tǒng)做功的數值為3J

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

13.某探究小組的同學利用直角三棱鏡做光學實驗,棱鏡的橫截面如圖所示,α=30°,BC邊長度為a.P為垂直于直線BC的光屏.現有一寬度等于AB邊長度的平行單色光束垂直射向AB面,棱鏡的折射率為$\sqrt{2}$,已知sin75°=$\frac{{\sqrt{6}+\sqrt{2}}}{4}$,cos75°=$\frac{{\sqrt{6}-\sqrt{2}}}{4}$,求:
(i)光線從AC面射出時的折射角;
(ii)在光屏P上被折射光線照亮的光帶的寬度.

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

10.某同學設計了如圖甲所示的裝置來探究小車的加速度與所受合力的關系.將裝有力傳感器的小車放置于水平長木板上,緩慢向小桶中加入細砂,直到小車剛開始運動為止,記下傳感器的最大示數F0,以此表示小車所受摩擦力的大。賹⑿≤嚪呕卦幉醋。^續(xù)向小桶中加入細砂,記下傳感器的示數F1

(1)接通頻率為50Hz的交流電源,釋放小車,打出如圖乙所示的紙帶.從比較清晰的點起,每5個點取一個計數點,量出相鄰計數點之間的距離,則小車的加速度a=0.16m/s2
(2)改變小桶中砂的重力,多次重復實驗,獲得多組數據,描繪小車加速度a與合力F
(F=F1-F0)的關系圖象.不計紙帶與計時器間的摩擦.如圖丙的圖象中可能正確的是B.
(3)同一次實驗中,小車釋放前傳感器示數F1與小車加速運動時傳感器示數F2的關系是F1>F2(選填“<”、“=”或“>”).
(4)關于該實驗,下列說法中正確的是D.
A.小車和傳感器的總質量應遠大于小桶和砂的總質量
B.實驗中需要將長木板右端墊高
C.實驗中需要測出小車和傳感器的總質量
D.用加砂的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比,可更方便地獲取多組實驗數據.

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

17.小明與他的同伴在做探究小車速度隨時間變化的規(guī)律的實驗時,由于他的同伴不太明確該實驗的目的及原理,他從實驗室里借取了如下器材:①電磁打點計時器;②天平;③低壓直流電源;④細繩;⑤紙帶;⑥小車;⑦鉤碼;⑧秒表;⑨一端附有定滑輪的長木板.小明看后覺得不妥,請你思考一下,哪些器材必須使用,哪些多余,還缺少什么?
(1)必須使用的器材有:①④⑤⑥⑦⑨;缺少的器材有:低壓交流電源、刻度尺.
(2)電磁打點計時器和電火花打點計時器都是使用交流電源(填交流或直流)的計時儀器,其中電火花打點計時器的工作電壓是220V,電磁打點計時器的工作電壓是4-6V.
(3)某次實驗時打點計時器使用交流電的頻率為50Hz,紙帶的記錄如圖所示,紙帶上相鄰兩計數點間還有4個點示畫出,相鄰計數點間的時間間隔為0.1s,

(4)根據圖中數據完成以下表格
點標號012345
t(s)0
v(m/s)
(5)根據(4)中表格,在圖中畫出小車的速度時間圖象.

(6)某同學根據(5)中圖象提出了以下說法,其中正確的是:ABC(填“A”“B”“C”“D”序號)
A.所描的點在幾乎在同一直線上,說明小車的速度隨時間的變化規(guī)律滿足一次函數關系.
B.所描的點在幾乎在同一直線上,說明小車加速度不發(fā)生變化.
C.所描的點在幾乎在同一直線上,說明小車的在做勻加速度直線運動.
D.0時刻位移為0,速度一定為0,所描的線在任何情況下都一定過原點.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

7.如圖所示,兩條互相平行且足夠長的光滑金屬導軌位于水平面內,導軌間距l(xiāng)=0.2m,在導軌的一端接有阻值R=3Ω的電阻,在x≥0處有一垂直導軌平面向里的勻強磁場,磁感強度B=0.5T.一質量m=0.1kg,電阻r=2Ω的金屬棒垂直擱在導軌上,并以v0=20m/s的初速度進入磁場,在水平拉力F的作用下作持續(xù)的勻變速直線運動,加速度大小a=2m/s2、方向與初速度方向相反.棒與導軌接觸良好,其余電阻均不計.求:
(1)電流第一次減少為最大值一半時金屬棒所處的位置;
(2)電流第一次減少為最大值的一半時拉力F的功率;
(3)已知金屬棒開始進入磁場到速度減小為零的過程中,電阻R上產生的熱量Q1=1.6J,求該過程中拉力F所做的功.

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

14.如圖甲所示,是某研究性學習小組做探究“橡皮筋做的功和物體速度變化的關系”的實驗,圖中是小車在一條橡皮筋作用下彈出,沿木板滑行的情形,這時橡皮筋對小車做的功記為W. 當我們用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次…實驗時,每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放.小車每次實驗中獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出.

(1)實驗時為了使小車只在橡皮筋作用下運動,應采取的措施是;
(2)每次實驗得到的紙帶上的點并不都是均勻的,為了測量小車獲得的速度,應選用紙帶的部分進行測量;
(3)下面是本實驗的數據記錄表,請將第2次、第3次…實驗中橡皮筋做的功填寫在對應的位置;
次數/數據/物理量橡皮筋做的功Wn10個間隔的距離S、時間T小車速度vn小車速度平方vn2
1W0.200m0.2s1.01.0
22W0.280m0.2s1.41.96
33W0.300m0.2s1.52.25
44W0.400m0.2s2.04.0
55W0.450m0.2s2.25
(4)從理論上講,橡皮筋做的功Wn和物體速度vn變化的關系應是Wn∝vn2. 請你運用數據表中測定的數據,在如圖乙所示的坐標系中作出相應的圖象驗證理論的正確性;
(5)若在實驗中你做出的圖線與理論的推測不完全一致,你處理這種情況的做法是:分析誤差來源或改進試驗方案或測量手段,重新進行試驗.

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

11.如圖甲所示是某同學探究動能定理實驗的裝置.他在氣墊導軌上安裝了一個光電門B,滑塊上固定一遮光條,滑塊用細線繞過氣墊導軌左端的定滑輪與力傳感器相連,傳感器下方懸掛鉤碼,每次滑塊都從A處由靜止釋放.

(1)該同學用游標卡尺測量遮光條的寬度d,如圖乙所示,則d=2.25mm.
(2)實驗時,將滑塊從A位置由靜止釋放,由數字計時器讀出遮光條通過光電門B的時間t,若要得到滑塊的動能,還需要測量的物理量是滑塊的質量m,若由力傳感器測出拉力F的大小,要得到合外力對滑塊所做的總功,還需要測量的物理量是A與B間的距離s,要驗證動能定理的表達式為Fs=$\frac{mtxdq9so^{2}}{2{t}^{2}}$.

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

12.為了“探究外力做功與物體動能變化的關系”,查資料得知,彈簧的彈性勢能Ep=$\frac{1}{2}$kx2,其中k是彈簧的勁度系數,x是彈簧長度的變化量.
某同學就設想用壓縮的彈簧推靜止的小球(質量為m)運動來探究這一問題.
為了研究方便,把小鐵球O放在水平桌面上做實驗,讓小球O在彈力作用下運動,即只有彈簧推力做功.
該同學設計實驗如下:
首先進行如圖甲所示的實驗:將輕質彈簧豎直掛起來,在彈簧的另一端掛上小鐵球O,靜止時測得彈簧的伸長量為d.

在此步驟中,目的是要確定物理量彈簧勁度系數k,用m、d、g表示為$\frac{mg}p921jfx$.
接著進行如圖乙所示的實驗:將這根彈簧水平放在桌面上,一端固定,另一端被小鐵球O壓縮,測得壓縮量為x,釋放彈簧后,小鐵球O被推出去,從高為h的水平桌面上拋出,小鐵球O在空中運動的水平距離為L.
小鐵球O的初動能Ek1=0.
小鐵球O的末動能Ek2=$\frac{{mg{L^2}}}{4h}$.
彈簧對小鐵球O做的功W=$\frac{{mg{x^2}}}{2d}$.(用m、x、d、g表示)
對比W和Ek2-Ek1就可以得出“外力做功與物體動能變化的關系”,即在實驗誤差允許范圍內,外力所做的功等于物體動能的變化.

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