題目列表(包括答案和解析)
某同學利用透明直尺和光電計時器來驗證機械能守恒定律,實驗的簡易示意圖如圖甲所示,當有不透光物體從光電門間通過時,光電計時器就可以顯示物體的擋光時間。光電門傳感器可測的最短時間為0.01ms。將擋光效果較好的黑色磁帶(寬度為d)貼在透明直尺上,從一定高度由靜止釋放,并使其豎直通過光電門。某同學測得各段黑色磁帶通過光電門的時間△ti與圖中所示的高度差△hi ,并將部分數(shù)據(jù)進行了處理,結(jié)果如下表所示。(取g=9.8 m/s2,注:表格中M為直尺質(zhì)量)
次數(shù) | Dti(10-3s) | (m·s-1) | DEki= | Dhi(m) | MgDhi |
1 | 1.56 | 2.85 | |||
2 | 1.46 | 3.05 | 0.59M | 0.06 | 0.59M |
3 | 1.37 | 3.25 | 1.22M | 0.13 | 1.23M |
4 | 1.30 | 3.42 | 1.79M | 0.18 | 1.80 M |
5 | 1.25 | 3.55 | 2.25M | 0.23 | 2.26M |
(1)從表格中數(shù)據(jù)可知,直尺上磁帶通過光電門的瞬時速度是利用求出的,請你簡要分析該同學這樣做的理由是: 。
(2)該同學用20等分的游標卡尺測量出黑色磁帶的寬度,其示數(shù)如圖乙所示,則d =_______mm。
(3)根據(jù)該實驗表格數(shù)據(jù),請在答題紙上繪出DEk-Dh圖像,由圖像可得出結(jié)論:
。
(18分)(1)如圖所示,在“研究平拋物體運動”的實驗中,有一張印有小方格的紙記錄軌跡,小方格的邊長L=2.5 cm。若小球在平拋運動過程中的幾個位置如圖中的a、b、c、d所示,則小球平拋的初速度的計算式為v0=__________(用L、g表示),其值為__________ m/s;小球在b點的速度大小為__________ m/s。(取g=10 m/s2,計算結(jié)果全部取2位有效數(shù)字),
(2)一物理興趣小組利用學校實驗室的數(shù)字實驗系統(tǒng)探究物體作圓周運動時向心力與角速度、半徑的關系。
①首先,他們讓一砝碼做半徑r為0.08m的圓周運動,數(shù)字實驗系統(tǒng)通過測量和計算得到若干組向心力F和對應的角速度ω,如下表。請你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖甲上繪出F-ω的關系圖像。
實驗序號 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
F/N | 2.42 | 1.90 | 1.43 | 0.97 | 0.76 | 0.50 | 0.23 | 0.06 |
ω/rad·s-1 | 28.8 | 25.7 | 22.0 | 18.0 | 15.9 | 13.0 | 8.5 | 4.3 |
②通過對圖像的觀察,興趣小組的同學猜測F與ω2成正比。你認為,可以通過進一步轉(zhuǎn)換,做出____________關系圖像來確定他們的猜測是否正確。
③在證實了F∝ω2之后,他們將砝碼做圓周運動的半徑r再分別調(diào)整為0.04m、0.12m,又得到了兩條F-ω圖像,他們將三次實驗得到的圖像放在一個坐標系中,如圖乙所示。通過對三條圖像的比較、分析、討論,他們得出F∝ r的結(jié)論,你認為他們的依據(jù)是___________________________________________________________。
④通過上述實驗,他們得出:做圓周運動的物體受到的向心力F與角速度ω、半徑r的數(shù)學關系式是F=kω2r,其中比例系數(shù)k的大小為__________。(計算結(jié)果取2位有效數(shù)字)
(18分)(1)如圖所示,在“研究平拋物體運動”的實驗中,有一張印有小方格的紙記錄軌跡,小方格的邊長L=2.5 cm。若小球在平拋運動過程中的幾個位置如圖中的a、b、c、d所示,則小球平拋的初速度的計算式為v0=__________(用L、g表示),其值為__________ m/s;小球在b點的速度大小為__________ m/s。(取g=10 m/s2,計算結(jié)果全部取2位有效數(shù)字),
(2)一物理興趣小組利用學校實驗室的數(shù)字實驗系統(tǒng)探究物體作圓周運動時向心力與角速度、半徑的關系。
①首先,他們讓一砝碼做半徑r為0.08m的圓周運動,數(shù)字實驗系統(tǒng)通過測量和計算得到若干組向心力F和對應的角速度ω,如下表。請你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖甲上繪出F-ω的關系圖像。
實驗序號 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
F/N |
2.42 |
1.90 |
1.43 |
0.97 |
0.76 |
0.50 |
0.23 |
0.06 |
ω/rad·s-1 |
28.8 |
25.7 |
22.0 |
18.0 |
15.9 |
13.0 |
8.5 |
4.3 |
②通過對圖像的觀察,興趣小組的同學猜測F與ω2成正比。你認為,可以通過進一步轉(zhuǎn)換,做出____________關系圖像來確定他們的猜測是否正確。
③在證實了F∝ω2之后,他們將砝碼做圓周運動的半徑r再分別調(diào)整為0.04m、0.12m,又得到了兩條F-ω圖像,他們將三次實驗得到的圖像放在一個坐標系中,如圖乙所示。通過對三條圖像的比較、分析、討論,他們得出F∝ r的結(jié)論,你認為他們的依據(jù)是___________________________________________________________。
④通過上述實驗,他們得出:做圓周運動的物體受到的向心力F與角速度ω、半徑r的數(shù)學關系式是F=kω2r,其中比例系數(shù)k的大小為__________。(計算結(jié)果取2位有效數(shù)字)
(1)如圖所示,在“研究平拋物體運動”的實驗中,有一張印有小方格的紙記錄軌跡,小方格的邊長L=2.5 cm。若小球在平拋運動過程中的幾個位置如圖中的a、b、c、d所示,則小球平拋的初速度的計算式為v0=__________(用L、g表示),其值為__________ m/s;小球在b點的速度大小為__________ m/s。(取g=10 m/s2,計算結(jié)果全部取2位有效數(shù)字),
(2)一物理興趣小組利用學校實驗室的數(shù)字實驗系統(tǒng)探究物體作圓周運動時向心力與角速度、半徑的關系。
①首先,他們讓一砝碼做半徑r為0.08m的圓周運動,數(shù)字實驗系統(tǒng)通過測量和計算得到若干組向心力F和對應的角速度ω,如下表。請你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖甲上繪出F-ω的關系圖像。
實驗序號 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
F/N | 2.42 | 1.90 | 1.43 | 0.97 | 0.76 | 0.50 | 0.23 | 0.06 |
ω/rad·s-1 | 28.8 | 25.7 | 22.0 | 18.0 | 15.9 | 13.0 | 8.5 | 4.3 |
②通過對圖像的觀察,興趣小組的同學猜測F與ω2成正比。你認為,可以通過進一步轉(zhuǎn)換,做出____________關系圖像來確定他們的猜測是否正確。
③在證實了F∝ω2之后,他們將砝碼做圓周運動的半徑r再分別調(diào)整為0.04m、0.12m,又得到了兩條F-ω圖像,他們將三次實驗得到的圖像放在一個坐標系中,如圖乙所示。通過對三條圖像的比較、分析、討論,他們得出F∝ r的結(jié)論,你認為他們的依據(jù)是___________________________________________________________。
④通過上述實驗,他們得出:做圓周運動的物體受到的向心力F與角速度ω、半徑r的數(shù)學關系式是F=kω2r,其中比例系數(shù)k的大小為__________。(計算結(jié)果取2位有效數(shù)字)
(10分)某同學利用透明直尺和光電計時器來驗證機械能守恒定律,實驗的簡易示意圖如圖甲所示,當有不透光物體從光電門間通過時,光電計時器就可以顯示物體的擋光時間。光電門傳感器可測的最短時間為0.01ms。將擋光效果較好的黑色磁帶(寬度為d)貼在透明直尺上,從一定高度由靜止釋放,并使其豎直通過光電門。某同學測得各段黑色磁帶通過光電門的時間△ti與圖中所示的高度差△hi ,并將部分數(shù)據(jù)進行了處理,結(jié)果如下表所示。(取g=9.8 m/s2,注:表格中M為直尺質(zhì)量)
次數(shù) |
ti(10-3s) |
(m·s-1) |
hi(m) |
Mghi |
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1 |
1.56 |
2.85 |
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2 |
1.46 |
3.05 |
0.59M |
0.06 |
0.59M |
3 |
1.37 |
3.25 |
1.22M |
0.13 |
1.23M |
4 |
1.30 |
3.42 |
1.79M |
0.18 |
1.80 M |
5 |
1.25 |
3.55 |
2.25M |
0.23 |
2.26M |
(1)從表格中數(shù)據(jù)可知,直尺上磁帶通過光電門的瞬時速度是利用求出的,請你簡要分析該同學這樣做的理由是: 。
(2)該同學用20等分的游標卡尺測量出黑色磁帶的寬度,其示數(shù)如圖乙所示,則d =_______mm。
(3)根據(jù)該實驗表格數(shù)據(jù),請在答題紙上繪出圖像,由圖像可得出結(jié)論:
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