1.(2015·福建理綜)某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”的實驗。
(1)圖甲是不掛鉤碼時彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度,其示數(shù)為7.73 cm;圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度,此時彈簧的伸長量Δl為________cm;
(2)本實驗通過在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來改變彈簧的彈力,關(guān)于此操作,下列選項中規(guī)范的做法是________;(填選項前的字母)
A.逐一增掛鉤碼,記下每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重
B.隨意增減鉤碼,記下增減鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重
(3)圖丙是該同學(xué)描繪的彈簧的伸長量Δl與彈力F的關(guān)系圖線,圖線的AB段明顯偏離直線OA,造成這種現(xiàn)象的主要原因是________________________________。
答案:(1)6.93 (2)A (3)鉤碼重力超過彈簧彈力范圍
解析:(1)Δl=14.66cm-7.73cm=6.93cm
(2)應(yīng)逐一增掛鉤碼,不能隨意增減,A項正確。
(3)彈簧下端鉤碼對彈簧的拉力過大,使彈簧形變量超過了彈簧的彈性限度。彈簧的伸長量不再是線性變化。
2.(2015·浙江理綜)甲同學(xué)準(zhǔn)備做“驗證機(jī)械能守恒定律”實驗,乙同學(xué)準(zhǔn)備做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗.
(1)圖1中A、B、C、D、E表示部分實驗器材,甲同學(xué)需在圖中選用的器材________;乙同學(xué)需在圖中選用的器材________。(用字母表示)
(2)乙同學(xué)在實驗室選齊所需器材后,經(jīng)正確操作獲得如圖2所示的兩條紙帶和。紙帶________的加速度大(填“”或“”),其加速度大小為________。
答案:(1)AB BDE (2) (2.5±0.2)m/s2
解析:(1)“驗證機(jī)械能守恒定律”實驗,需要在豎直面上打出一條重錘下落的紙帶,即可驗證,故選儀器AB,“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗需要鉤碼拉動小車打出一條紙帶,故選BDE。
(2)紙帶中前第1、2點與第2、3點的位移差為三個點的位移差為
Δx1=(32.40-30.70)-(30.70-29.10)=0.1 cm。
紙帶中前第1、2點與第2、3點的位移差為三個點的位移差為Δx1=(30.65-29.00)-(29.00-27.40)=0.05 cm,
根據(jù)逐差法Δx=aT2可得紙帶的加速度大,大小為a==2.5 m/s2。
3.(2015·課標(biāo))某同學(xué)用圖(a)所示的實驗裝置測量物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)。已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz,物塊下滑過程中所得到的紙帶的一部分如圖(b)所示,圖中標(biāo)出了五個連續(xù)點之間的距離。
(1)物塊下滑時的加速度a=________m/s2,打C點時物塊的速度v=________m/s;
(2)已知重力加速度大小為g,為求出動摩擦因數(shù),還必須測量的物理量是________(填正確答案標(biāo)號)。
A.物塊的質(zhì)量 B.斜面的高度 C.斜面的傾角
答案:(1)3.25 1.79 (2)C
解析:(1)根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)可知:加速度a=
=3.25 m/s2;打C點時物塊的速度vC==1.79 m/s。
(2)由牛頓第二定律得:加速度a=gsin θ-μgcos θ,所以要求出動摩擦因數(shù),還需測量的物理量是斜面的傾角。
4.(2015·江西八校聯(lián)考)為了探究質(zhì)量一定時加速度與力的關(guān)系,一同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗裝置。其中M為帶滑輪的小車的質(zhì)量,m為砂和砂桶的質(zhì)量。(滑輪質(zhì)量不計)
(1)實驗時,一定要進(jìn)行的操作是________。
A.用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量
B.將帶滑輪的長木板右端墊高,以平衡摩擦力
C.小車靠近打點計時器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時記錄彈簧測力計的示數(shù)
D.改變砂和砂桶的質(zhì)量,打出幾條紙帶
E.為減小誤差,實驗中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M
(2)該同學(xué)在實驗中得到如圖所示的一條紙帶(兩計數(shù)點間還有兩個點沒有畫出),已知打點計時器采用的是頻率為50Hz的交流電,根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為________m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
(3)以彈簧測力計的示數(shù)F為橫坐標(biāo),加速度為縱坐標(biāo),畫出的a-F圖象是一條直線,圖線與橫坐標(biāo)的夾角為θ,求得圖線的斜率為A,則小車的質(zhì)量為________。
A.2tanθ B.
C.k D.
答案:(1)BCD (2)1.3 (3)D
解析:(1)由實驗原理圖可以看出,由彈簧測力計的示數(shù)可得到小車所受的合外力的大小,故不需要測砂和砂桶的質(zhì)量,也不需要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M,A、E錯;為保證繩上拉力提供合外力,必須平衡摩擦力,B對;小車應(yīng)靠近打點計時器,先接通電源,再放小車,同時讀出彈簧測力計的示數(shù),C對;為了多測幾組數(shù)據(jù),需改變砂和砂桶的質(zhì)量多做幾次實驗,D對。
(2)由逐差法可得:小車的加速度a=,將T=×3s=0.06s,代入可得a=1.3m/s2
(3)由題圖結(jié)合牛頓第二定律,有
2F=M·a,
得a=·F
則圖象斜率k=,得小車的質(zhì)量M=,故A、B、C錯,D對。
5.(2015·山東理綜)某同學(xué)通過下述實驗驗證力的平行四邊形定則。
實驗步驟:
將彈簧秤固定在貼有白紙的豎直木板上,使其軸線沿豎直方向。
如圖甲所示,將環(huán)形橡皮筋一端掛在彈簧秤的秤鉤上,另一端用圓珠筆尖豎直向下拉,直到彈簧秤示數(shù)為某一設(shè)定值時,將橡皮筋兩端的位置標(biāo)記為O1、O2,記錄彈簧秤的示數(shù)F,測量并記錄O1、O2間的距離(即橡皮筋的長度l)。每次將彈簧秤示數(shù)改變0.50 N,測出所對應(yīng)的l,部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示:
F(N) 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 l(cm) l0 10.97 12.02 13.00 13.98 15.05 找出中F=2.50 N時橡皮筋兩端的位置,重新標(biāo)記為O、O′,橡皮筋的拉力記為FO O′。
在秤鉤上涂抹少許潤滑油,將橡皮筋搭在秤鉤上,如圖乙所示.用兩圓珠筆尖成適當(dāng)角度同時拉橡皮筋的兩端,使秤鉤的下端達(dá)到O點,將兩筆尖的位置標(biāo)記為A、B,橡皮筋OA段的拉力記為FOA,OB段的拉力記為FOB。
完成下列作圖和填空:
(1)利用表中數(shù)據(jù)在圖丙中畫出Fl圖線,根據(jù)圖線求得l0=________cm。
(2)測得OA=6.00 cm,OB=7.60 cm,則FOA的大小為________N。
(3)根據(jù)給出的標(biāo)度,在圖丁中作出FOA和FOB的合力F′的圖示。
(4)通過比較F′與________的大小和方向,即可得出實驗結(jié)論。
答案:(1)如圖甲所示 10.0(9.8、9.9、10.1均正確)
(2)1.80 (3)如圖乙所示 (4)FOO′
解析:(1)作出F-l圖象,求得直線的截距即為l0,可得l0=10.00 cm。
(2)可計算彈簧的勁度系數(shù)為k== N/m=50 N/m;若OA=6.00 cm,OB=7.60 cm,則彈簧的彈力F=kΔl=50×(6.00+7.60-10.0)×10-2 N=1.8 N;則此時FOA=F=1.8 N;(3)圖略;(4)通過比較F′和FOO′的大小和方向,可得出實驗結(jié)論。