34.(南京市2008屆4月高三調(diào)研考試)某研究性學(xué)習(xí)小組用如圖(a)所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.讓一個(gè)擺球由靜止開(kāi)始從A位置擺到B位置,若不考慮空氣阻力,小球的機(jī)械能應(yīng)該守恒,即mv2 = mgh.直接測(cè)量擺球到達(dá)B點(diǎn)的速度v比較困難.現(xiàn)讓小球在B點(diǎn)處脫離懸線(xiàn)做平拋運(yùn)動(dòng),利用平拋的特性來(lái)間接地測(cè)出v.
如圖(a)中,懸點(diǎn)正下方P點(diǎn)處放有水平放置熾熱的電熱絲,當(dāng)懸線(xiàn)擺至電熱絲處時(shí)能輕易被燒斷,小球由于慣性向前飛出作平拋運(yùn)動(dòng).在地面上放上白紙,上面覆蓋著復(fù)寫(xiě)紙,當(dāng)小球落在復(fù)寫(xiě)紙上時(shí),會(huì)在下面白紙上留下痕跡.用重錘線(xiàn)確定出A、B點(diǎn)的投影點(diǎn)N、M.重復(fù)實(shí)驗(yàn)10次(小球每一次都從同一點(diǎn)由靜止釋放),球的落點(diǎn)痕跡如圖(b)所示,圖中米尺水平放置,零刻度線(xiàn)與M點(diǎn)對(duì)齊.用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2,算出A、B兩點(diǎn)的豎直距離,再量出M、C之間的距離x,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.已知重力加速度為g,小球的質(zhì)量為m.
(1)根據(jù)圖(b)可以確定小球平拋時(shí)的水平射程為 cm.
(2)用題中所給字母表示出小球平拋時(shí)的初速度v0 = .
(3)用測(cè)出的物理量表示出小球從A到B過(guò)程中,重力勢(shì)能的減少量ΔEP = ,動(dòng)能的增加量ΔEK= .
答案:(1)65.0 (64.0--65.5) (2) (3) ,
33.(蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市教學(xué)調(diào)查一)小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究自行車(chē)的初速度與其克服阻力作功的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)的主要步驟是:①找一段平直的路面,并在路面上畫(huà)一道起點(diǎn)線(xiàn);②騎上自行車(chē)用較快速度駛過(guò)起點(diǎn)線(xiàn),并從車(chē)把手處自由釋放一團(tuán)很容易辨別的橡皮泥;③車(chē)駛過(guò)起點(diǎn)線(xiàn)后就不再蹬自行車(chē)腳蹬,讓車(chē)依靠慣性沿直線(xiàn)繼續(xù)前進(jìn);④待車(chē)停下,記錄自行車(chē)停下時(shí)的位置;⑥用卷尺量出起點(diǎn)線(xiàn)到橡皮泥落地點(diǎn)間的距離s、起點(diǎn)線(xiàn)到終點(diǎn)的距離L及車(chē)把手處離地高度h.若自行車(chē)在行駛中所受的阻力為f并保持恒定.
(1)自行車(chē)經(jīng)過(guò)起點(diǎn)線(xiàn)時(shí)的速度 ;(用己知的物理量和所測(cè)量得到的物理量表示)
(2)自行車(chē)經(jīng)過(guò)起點(diǎn)線(xiàn)后克服阻力做功 ;(用己知的物理量和所測(cè)量得到的物理量表示)
(3))多次改變自行車(chē)經(jīng)過(guò)起點(diǎn)時(shí)的初速度,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟②~④,則每次只需測(cè)量上述物理量中的 和 ,就能通過(guò)數(shù)據(jù)分析達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?
答案:
32.(江蘇省二十所名校4月聯(lián)合調(diào)研)(1)某同學(xué)在應(yīng)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)中,獲取一根紙帶如圖,但測(cè)量發(fā)現(xiàn)0、1兩點(diǎn)距離遠(yuǎn)大于2mm,且0、1和1、2間有點(diǎn)漏打或沒(méi)有顯示出來(lái),而其他所有打點(diǎn)都是清晰完整的,現(xiàn)在該同學(xué)用刻度尺分別量出2、3、4、5、6、7六個(gè)點(diǎn)到0點(diǎn)的長(zhǎng)度hi(i=2.3.4…7),再分別計(jì)算得到3、4、5、6四個(gè)點(diǎn)的速度vi和vi2(i= 3.4.5.6),已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為T(mén)。
①該同學(xué)求6號(hào)點(diǎn)速度的計(jì)算式是:v6=
②然后該同學(xué)將計(jì)算得到的四組(hi ,vi2 )數(shù)據(jù)在v2- h坐標(biāo)系中找到對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),將四個(gè)點(diǎn)連接起來(lái)得到如圖所示的直線(xiàn),請(qǐng)你回答:接下來(lái)他是如何判斷重錘下落過(guò)程機(jī)械能守恒的?(說(shuō)明理由)
答:
(2)實(shí)驗(yàn)室的斜面小槽等器材裝配圖甲所示的裝置.鋼球從斜槽上滾下,經(jīng)過(guò)水平槽飛出后做平拋運(yùn)動(dòng).每次都使鋼球在斜槽上同一位置滾下,鋼球在空中做平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)法用鉛筆描出小球經(jīng)過(guò)的位置,通過(guò)多次實(shí)驗(yàn),在豎直白紙上記錄鋼球所經(jīng)過(guò)的多個(gè)位置,連起來(lái)就得到鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。
①某同學(xué)在安裝實(shí)驗(yàn)裝置和進(jìn)行其余的操作時(shí)都準(zhǔn)確無(wú)誤,他在分析數(shù)據(jù)時(shí)所建立的坐標(biāo)系如圖乙所示。他的錯(cuò)誤之處是 ________________________。
②該同學(xué)根據(jù)自己所建立的坐標(biāo)系,在描出的平拋運(yùn)動(dòng)軌跡圖上任取一點(diǎn)(x,y),運(yùn)用公式求小球的初速度,這樣測(cè)得的平拋初速度值與真實(shí)值相比____。(填“偏大”、“偏小”、或“相等”)
答案:(1)①
②根據(jù)機(jī)械能守恒定律,從0點(diǎn)到任意i點(diǎn)有
得到: 關(guān)系是一條直線(xiàn) 斜率為2g,所以只要在直線(xiàn)上取相對(duì)較遠(yuǎn)兩點(diǎn),計(jì)算出斜率,與2g比較,在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)相等即可
(2)①直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)應(yīng)建在小球飛離斜槽槽口時(shí)球心的水平投形點(diǎn)處.它在槽口正上方r ( r為小球半徑)處.而該同學(xué)卻錯(cuò)誤地將坐標(biāo)原點(diǎn)取在槽口處
② 偏大
30.(宿遷市2008屆第一次調(diào)研)氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器。它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊,使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上,滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)可視為沒(méi)有摩擦。我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌以及滑塊A和B來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(彈簧的長(zhǎng)度忽略不計(jì)),采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下:
a.用天平分別測(cè)出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB。
b.調(diào)整氣墊導(dǎo)軌,使導(dǎo)軌處于水平。
c.在A和B間放入一個(gè)被壓縮的輕彈簧,用電動(dòng)卡銷(xiāo)鎖定,靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上。
d.用刻度尺測(cè)出A的左端至C板的距離L1。
e.按下電鈕放開(kāi)卡銷(xiāo),同時(shí)使分別記錄滑塊A、B運(yùn)動(dòng)時(shí)間的計(jì)時(shí)器開(kāi)始工作。當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時(shí)停止計(jì)時(shí),記下A、B分別到達(dá)C、D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1和t2。
(1)實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測(cè)量的物理量是_____________________。
(2)利用上述測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是____________________,上式中算得的A、B兩滑塊的動(dòng)量大小并不完全相等,產(chǎn)生誤差的原因是___________。
(3)利用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能否測(cè)出被壓縮彈簧的彈性勢(shì)能的大小?如能,請(qǐng)寫(xiě)出表達(dá)式。
答案:(1)B的右端至D板的距離L2 (2分)
(2) (2分) 測(cè)量、時(shí)間、距離等存在誤差,由于阻力、氣墊導(dǎo)軌不水平等造成誤差。(學(xué)生只要答對(duì)其中兩點(diǎn)即可)(2分)
(3)能(2分) (2分)
31.(山東省濰坊市2008屆教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))如圖甲所示,
一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在斜面上某處,一小車(chē),拖著穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)器的
紙帶從斜面上勻加速滑下。圖乙是打出的一條清晰的紙帶的一段,
紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.10s。利用圖乙給出的數(shù)據(jù)
可得小車(chē)的加速度a = m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
答案:0.64(5分)
29.(宿遷市2008屆第一次調(diào)研)當(dāng)物體從高空下落時(shí),所受阻力會(huì)隨物體的速度增大而增大,因此經(jīng)過(guò)下落一段距離后將勻速下落,這個(gè)速度稱(chēng)為此物體下落的收尾速度。研究發(fā)現(xiàn),在相同環(huán)境條件下,球形物體的收尾速度僅與球的半徑r和質(zhì)量m有關(guān)。下表是某次研究的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):
小球編號(hào) |
A |
B |
C |
D |
E |
小球的半徑(×10-3m) |
0.5 |
0.5 |
1.5 |
2 |
2.5 |
小球的質(zhì)量(×10-6kg) |
2 |
5 |
45 |
40 |
100 |
小球的收尾速度(m/s) |
16 |
40 |
40 |
20 |
32 |
(1)根據(jù)表中的數(shù)據(jù),求出B球和C球在達(dá)到收尾速度時(shí)所受阻力之比為
(2)根據(jù)表中的數(shù)據(jù),歸納出球型物體所受的阻力f與球的速度v及球的半徑r的關(guān)系,寫(xiě)出其表達(dá)式為: ,其比例系數(shù)k= 。
答案:(1)1:9 (2分) (2)f=kvr2 (2分) k=50Ns/m3 (2分)
28.(湖北省武漢市部分學(xué)校2008屆新高三起點(diǎn)調(diào)研)某學(xué)生用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車(chē)的勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。他將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到頻率為50Hz的交流電源上,實(shí)驗(yàn)時(shí)得到一條紙帶。他在紙帶上便于測(cè)量的地方選取第一個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn),在這個(gè)點(diǎn)下標(biāo)明A,第六個(gè)點(diǎn)下標(biāo)明B,
第十一個(gè)點(diǎn)下標(biāo)明C,第十六個(gè)點(diǎn)下標(biāo)明D,第二十一個(gè)點(diǎn)下標(biāo)明E。測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)B點(diǎn)已模糊不清,于是他測(cè)得AC長(zhǎng)為14.56cm、CD長(zhǎng)為11.15cm,DE長(zhǎng)為13.73cm,則打C點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度大小為_(kāi)____ _m/s,小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速大小為_(kāi)____ ___m/s2,AB的距離應(yīng)為_ ______cm。(保留三位有效數(shù)字)
答案:0.986,2.58,5.99
27.(鎮(zhèn)江市2008屆期初教學(xué)情況調(diào)查)為了“探究碰撞中的不變量”,小明在光滑桌面上放有 A 、 B 兩個(gè)小球. A 球的質(zhì)量為0.3kg ,以速度 8 m/ s 跟質(zhì)量為0.1kg 、靜止在桌面上的 B 球發(fā)生碰撞,并測(cè)得碰撞后 B 球的速度為 9 m/s , A 球的速度變?yōu)?5m / s ,方向與原來(lái)相同.根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),小明對(duì)這次碰撞的規(guī)律做了如下幾種猜想
[猜想 1] 碰撞后 B 球獲得了速度, A 球把速度傳遞給了 B 球.
[猜想 2] 碰撞后 B 球獲得了動(dòng)能, A 球把減少的動(dòng)能全部傳遞給了 B 球.你認(rèn)為以上的猜想成立嗎?若不成立,請(qǐng)你根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),通過(guò)計(jì)算說(shuō)明,有一個(gè)什么物理量,在這次的碰撞中, B 球所增加的這個(gè)物理量與 A 球所減少的這個(gè)物理量相等?
答案:①△VA≠△VB ; △EkA≠△EkB ; △pA=△pB ;
26.(江蘇省二十所名校4月聯(lián)合調(diào)研)氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器.它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊,使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上,滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)可視為沒(méi)有摩擦.我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌以及滑塊A和B來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(彈簧的長(zhǎng)度忽略不計(jì)),采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下:
A.用天平分別測(cè)出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB;
B.調(diào)整氣墊導(dǎo)軌,使導(dǎo)軌處于水平;
C.在A和B間放入一個(gè)被壓縮的輕彈簧,
用電動(dòng)卡銷(xiāo)鎖定,靜止地放置在氣墊導(dǎo)軌上;
D.用刻度尺測(cè)出A的左端至C板的距離L1.
E.按下電鈕放開(kāi)卡銷(xiāo),同時(shí)使分別記錄滑塊A、B運(yùn)動(dòng)時(shí)間的計(jì)時(shí)器開(kāi)始工作.當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時(shí)停止計(jì)時(shí),記下A、B分別到達(dá)C、D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1和t2.
本實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測(cè)量的物理量是_____________________,利用上述測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是____________________.
答案:B的右端至D板的距離L2
25.(鹽城市2008年第二次調(diào)研)(1)某學(xué)生用螺旋測(cè)微器在測(cè)定某一金屬絲的直徑時(shí),測(cè)得的結(jié)果如圖甲所示,則該金屬絲的直徑d= mm。另一位學(xué)生用游標(biāo)尺上標(biāo)有20等分刻度的游標(biāo)卡尺測(cè)一工件的長(zhǎng)度,測(cè)得的結(jié)果如圖乙所示,則該工件的長(zhǎng)度L= cm。
(2)某興趣小組在做“探究做功和物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)前,提出了以下幾種猜想:①W∝, ②W∝2, ③W∝。他們的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,PQ為一塊傾斜放置的木板,在Q處固定一個(gè)速度傳感器(用來(lái)測(cè)量物體每次通過(guò)Q點(diǎn)的速度)。在剛開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí),有位同學(xué)提出,不需要測(cè)出物體質(zhì)量,只要測(cè)出物體初始位置到速度傳感器的距離和讀出速度傳感器的讀數(shù)就行了,大家經(jīng)過(guò)討論采納了該同學(xué)的建議。
①請(qǐng)你簡(jiǎn)要說(shuō)明為什么不需要測(cè)出物體的質(zhì)量?
②讓小球分別從不同高度無(wú)初速釋放,測(cè)出物體初始位置到速度傳感器的距離L1、L2、L3、L4……,讀出小球每次通過(guò)Q點(diǎn)的速度1、2、3、4、……,并繪制了如圖乙所示的L-圖象。若為了更直觀地看出L和的變化關(guān)系,他們下一步應(yīng)怎么做?
、墼诖藢(shí)驗(yàn)中,木板與物體間摩擦力的大小會(huì)不會(huì)影響探究出的結(jié)果,為什么?
答案:(1)d= 2.706 (或2.705 、2.707 ) (1分)
L= 5.015 (1分)
(2)①因?yàn)閷?duì)物體做的功W與物體初始位置到測(cè)速器的距離L成正比。(3分)
②下一步應(yīng)該繪制L-2圖象(2分)
③不會(huì)(1分); 摩擦力和重力的合力對(duì)物體做功也與距離L成正比。(2分)
24.(蘇州市2008屆期終考試)⑴某同學(xué)在做“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率是50Hz,在實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶,他把某一點(diǎn)記作O,再選依次相鄰的6個(gè)點(diǎn)作為測(cè)量點(diǎn),分別標(biāo)以A、B、C、D、E和F,如下圖所示.
①如果測(cè)得C、D兩點(diǎn)相距2.70cm,D、E兩點(diǎn)相距2.90cm,則在打D點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度是
②該同學(xué)分別算出打各點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度,然后根據(jù)數(shù)據(jù)在v-t坐標(biāo)系中秒點(diǎn)(如圖所示),由此可求得小車(chē)的加速度a= m/s2.
(2)①通過(guò)對(duì)加速度的分析,我們知道,影響物體加速度的因素是它受到的力及它的質(zhì)量.為了探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系,簡(jiǎn)要說(shuō)明設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)如何應(yīng)用控制變量法:
②為了研究加速度與力的關(guān)系,某同學(xué)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn):
把兩輛相同的小車(chē)并排放在光滑水平長(zhǎng)木板上,用不同的水平拉力F1、F2牽引兩輛小車(chē),讓它們同時(shí)由靜止開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),一段時(shí)間后通過(guò)拴在兩小車(chē)后的細(xì)線(xiàn)使小車(chē)同時(shí)停止運(yùn)動(dòng),測(cè)量出小車(chē)的運(yùn)動(dòng)位移S1、S2.
該同學(xué)認(rèn)為這樣就可以找出加速度與力的關(guān)系.
你認(rèn)為該同學(xué)的想法是否正確?請(qǐng)說(shuō)明理由.
_________ _________ _
答案:⑴ 1.40(2分) 5.00(2分)
(2)①保持小車(chē)受力不變,改變小車(chē)質(zhì)量(1分) 研究小車(chē)加速度與小車(chē)質(zhì)量的關(guān)系(1分) 保持小車(chē)質(zhì)量不變,改變小車(chē)所受的力(1分) 研究小車(chē)加速度與小車(chē)受力的關(guān)系(1分).②這個(gè)實(shí)驗(yàn)方案是可行的(1分) 根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移公式,s=1/2at2,運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同,物體運(yùn)動(dòng)的位移與物體運(yùn)動(dòng)的加速度成正比(1分) 可以把研究a與F的關(guān)系,轉(zhuǎn)化為研究s與F的關(guān)系 (1分)
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