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①某次實驗中.在小桶中加入適當砝碼使小車做加速運動.打點計時器打出的紙帶如圖乙所示.通過正確的方法得出了打1.2兩點時小車的速度大小分別為..兩點間的距離為.設小車的質(zhì)量為.小桶和砝碼的總質(zhì)量為.某同學按如下思路驗證動能定理:以小車為研究對象.合外力的功為. 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

某學習小組采用如圖甲所示的裝置做“驗證動能定理”實驗，小車運動中所受阻力f已提前測得．
①某次實驗中，在小桶中加入適當砝碼使小車做加速運動，打點計時器打出的紙帶如圖乙所示，通過正確的方法得出了打1、2兩點時小車的速度大小分別為v1、v2，兩點間的距離為L，設小車的質(zhì)量為M，小桶和砝碼的總質(zhì)量為m，某同學按如下思路驗證動能定理：以小車為研究對象，合外力的功為W合=mgL-fL，動能增量為△Ek=
1
2
M(
v
2
2
-
v
2
1
)，經(jīng)多次實驗后，他發(fā)現(xiàn)W合總是大于△Ek，你認為產(chǎn)生這種誤差的原因是
小桶和砝碼的總重力mg大于輕細繩的拉力F，即W合=mgL-fL偏大
小桶和砝碼的總重力mg大于輕細繩的拉力F，即W合=mgL-fL偏大
；
②為了減小或消除以上誤差，同學們提出了以下四種改進方案，你認為有效的是
ACD
ACD
（填選項字母）．

A．使小桶和砝碼的總質(zhì)量m遠小于小車的質(zhì)量M
B．換用水平氣墊導軌結(jié)合光電計時器做實驗，驗證mgL是否等于
1
2
M(
v
2
2
-
v
2
1
)
C．設法得出輕細繩的拉力T，驗證TL-fL是否等于
1
2
M(
v
2
2
-
v
2
1
)
D．研究小車、小桶及砝碼組成的系統(tǒng)，驗證mgL-fL是否等于
1
2
(M+m)(
v
2
2
-
v
2
1
)．

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某學習小組采用如圖甲所示的實驗裝置驗證動能定理，小車運動過程中所受的阻力Ff已知，實驗中，在小桶中加入適當砝碼使小車做勻加速運動，打點計時器打出的紙帶如圖乙所示，通過正確的方法測出紙帶上1、2兩點的速度為v1、v2，1、2兩點間的距離為L，小車的質(zhì)量為mo及小桶和砝碼的總質(zhì)量m后，某同學按如下思路驗證動能定理：以小車為研究對象，它的合外力的功為W合﹦mgL-FfL，動能增加量為△Ek﹦
1
2
m0(
v
2
2
-
v
2
1
)，比較兩者的大小即可驗證結(jié)論．
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（1）實驗中用小桶和砝碼的總重力mg的大小作為小車所受拉力F的大小，這樣做的前提條件是
 
．
（2）在滿足上述（1）的條件下經(jīng)過多次實驗，發(fā)現(xiàn)W合仍然總是稍大于△Ek，請你提出一種消除上述誤差的方法
 
，這種方法驗證動能定理的表達式為：
 
．

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圖1為驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖.圖中打點計時器的電源為50Hz的交流電源，打點的時間間隔用Δt表示.在小車質(zhì)量M未知的情況下，某同學設計了一種方法用來研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”.

（1）完成下列實驗步驟中的填空：

①平衡小車所受的阻力：撤去砂和砂桶，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車，直到打點計時器打出一系列      的點.

②按住小車，在左端掛上適當質(zhì)量的砂和砂桶，在小車中放入砝碼.

③打開打點計時器電源,釋放小車,獲得帶有點跡的紙帶,在紙帶上標出小車中砝碼的質(zhì)量m.

④按住小車，改變小車中砝碼的質(zhì)量，重復步驟③.

⑤在每條紙帶上清晰的部分，每5個間隔標注一個計數(shù)點.測量相鄰計數(shù)點的間距s1，s2，….求出與不同m相對應的加速度a.

⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標，為縱坐標，在坐標紙上做出-m關(guān)系圖線.若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比，則與m應成      關(guān)系（填“線性”或“非線性”）.

（2）完成下列填空：

①本實驗中，為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時，小車所受的拉力近似不變，懸掛砂和砂桶的總質(zhì)量應滿足的條件是      .

②如圖2所示是該同學在某次實驗中利用打點計時器打出的一條紙帶，A、B、C、D是該同學在紙帶上選取的連續(xù)四個計數(shù)點.該同學用刻度尺測出AC間的距離為SⅠ，測出BD間的距離為SⅡ.a可用SⅠ、SⅡ和Δt（打點的時間間隔）表示為a=      .

  

③圖3為所得實驗圖線的示意圖.設圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為      ，小車的質(zhì)量為      .

 

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圖1為驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖.圖中打點計時器的電源為50Hz的交流電源，打點的時間間隔用Δt表示.在小車質(zhì)量M未知的情況下，某同學設計了一種方法用來研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”.

（1）完成下列實驗步驟中的填空：
①平衡小車所受的阻力：撤去砂和砂桶，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車，直到打點計時器打出一系列     的點.
②按住小車，在左端掛上適當質(zhì)量的砂和砂桶，在小車中放入砝碼.
③打開打點計時器電源,釋放小車,獲得帶有點跡的紙帶,在紙帶上標出小車中砝碼的質(zhì)量m.
④按住小車，改變小車中砝碼的質(zhì)量，重復步驟③.
⑤在每條紙帶上清晰的部分，每5個間隔標注一個計數(shù)點.測量相鄰計數(shù)點的間距s1，s2，….求出與不同m相對應的加速度a.
⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標，為縱坐標，在坐標紙上做出-m關(guān)系圖線.若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比，則與m應成     關(guān)系（填“線性”或“非線性”）.
（2）完成下列填空：
①本實驗中，為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時，小車所受的拉力近似不變，懸掛砂和砂桶的總質(zhì)量應滿足的條件是     .
②如圖2所示是該同學在某次實驗中利用打點計時器打出的一條紙帶，A、B、C、D是該同學在紙帶上選取的連續(xù)四個計數(shù)點.該同學用刻度尺測出AC間的距離為SⅠ，測出BD間的距離為SⅡ.a可用SⅠ、SⅡ和Δt（打點的時間間隔）表示為a=     .
  
③圖3為所得實驗圖線的示意圖.設圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為     ，小車的質(zhì)量為     .

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圖1為驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖.圖中打點計時器的電源為50Hz的交流電源，打點的時間間隔用Δt表示.在小車質(zhì)量M未知的情況下，某同學設計了一種方法用來研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”.

（1）完成下列實驗步驟中的填空：

①平衡小車所受的阻力：撤去砂和砂桶，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車，直到打點計時器打出一系列   ▲   的點.

②按住小車，在左端掛上適當質(zhì)量的砂和砂桶，在小車中放入砝碼.

③打開打點計時器電源,釋放小車,獲得帶有點跡的紙帶,在紙帶上標出小車中砝碼的質(zhì)量m.

④按住小車，改變小車中砝碼的質(zhì)量，重復步驟③.

⑤在每條紙帶上清晰的部分，每5個間隔標注一個計數(shù)點.測量相鄰計數(shù)點的間距s1，s2，….求出與不同m相對應的加速度a.

⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標，為縱坐標，在坐標紙上做出-m關(guān)系圖線.若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比，則與m應成   ▲   關(guān)系（填“線性”或“非線性”）.

（2）完成下列填空：

①本實驗中，為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時，小車所受的拉力近似不變，懸掛砂和砂桶的總質(zhì)量應滿足的條件是   ▲   .

②如圖2所示是該同學在某次實驗中利用打點計時器打出的一條紙帶，A、B、C、D是該同學在紙帶上選取的連續(xù)四個計數(shù)點.該同學用刻度尺測出AC間的距離為SⅠ，測出BD間的距離為SⅡ.a可用SⅠ、SⅡ和Δt（打點的時間間隔）表示為a=   ▲   .

③圖3為所得實驗圖線的示意圖.設圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為   ▲   ，小車的質(zhì)量為   ▲   .

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一、1、C 2、B3、AB 4、BCD5、AD 6、A 7、AD 8、B 

 

二、實驗題：（18分）將答案填在題目的空白處，或者要畫圖連線。

9、（6分）①小桶和砝碼的總重力大于輕細繩的拉力，即偏大(3分)

     ②ACD （3分）

10、（12分）(1 )A1   （3分） (2)R1  （3分）(3）電路圖如圖所示（6分）

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三、本大題共三小題共計54分．解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計算的題．答案中必須明確寫出數(shù)值和單位

11、（16分）(1)

甲運動到C點時,乙的速度為零

 

      （5分）

(2)當連接甲球的細線與圓環(huán)相切時，甲、乙速度相等，此時甲球到達A＇點，離開桌面的距離為d

  

     （5分）

（3）由機械能守恒可得 

      

 （6分）

 

12、（18分）（1）金屬棒cd從靜止開始運動直至細繩剛好被拉斷的過程中有：

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

聯(lián)立①②可得Qab=0.4J    ③  (1分)

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

聯(lián)立④⑤可得Qab =0.9J ⑥  (1分)

(2) 細繩被拉斷瞬時,對ab棒有:

Fm=mg+BIabL        ⑦   (2分)

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

又由閉合歐姆定可得  BLv=Icd [Rcd+RabR/(Rab+R)]  ⑩   (2分)

聯(lián)立⑦⑧⑨⑩可得v=1.88m/s ?   (1分)

(3)由功能關(guān)系得  Mgh= Q總 +mv2/2         ?(4分)

即可得h=3.93m         (1分)

 

13、（20分）（1）設第一顆子彈進入靶盒A后，子彈與靶盒A共同速度為υ1。

根據(jù)碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，有mυ0=(m+M)υ1   ………………………………………………①

設A離開O點的最大距離為s1，根據(jù)動能定理有：－Fs1=0－(m+M)…………………②

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

評分標準：①、②、③式各2分。

（2）根據(jù)題意，A在恒力F作用下返回O點時第二顆子彈打入，由于A的動量與第二顆子彈

動量大小相同、方向相反，第二顆子彈打入后A將靜止在O點。設第三顆子彈打入A后，它

們的共同速度為υ3

由系統(tǒng)動量守恒：………………………………………………………………④

設A從離開O點到又回到O點經(jīng)歷時間為t，且碰后A運動方向為正方向，

由動量定理得： …………………………………………………………⑤

由④、⑤兩式得：t=0.5s……………………………………………………………………………⑥

評分標準：必要文字敘述1分，④、⑤、⑥三式各2分。

（3）設B至少發(fā)射n顆子彈，且碰后A的速度為υn

由系統(tǒng)動量守恒：………………………………………………………………⑦

由動能定理：……………………………………………………………⑧

根據(jù)題意：sn<0.2m …………………………………………………………………………………⑨

由⑦、⑧、⑨式得：n>27，所以B至少發(fā)射28顆子彈…………………………………………⑩

評分標準：⑨式1分，其余各式各2分。

 

 

 

 


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