力學(xué)實驗與創(chuàng)新(參考版)
2025-04-19 22:26本頁面
【正文】 22)某同學(xué)利用下述裝置對輕質(zhì)彈簧的彈性勢能進行探究：一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連；彈簧處于原長時，小球恰好在桌面邊緣，如圖11所示．向左推小球，使彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放；小球離開桌面后落到水平地面．通過測量和計算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能．圖11回答下列問題：(1)本實驗中可認(rèn)為，彈簧被壓縮后的彈性勢能Ep與小球拋出時的動能Ek相等．，至少需要測量下列物理量中的________(填正確答案標(biāo)號)．A．小球的質(zhì)量mB．小球拋出點到落地點的水平距離sC．桌面到地面的高度hD．彈簧的壓縮量ΔxE．彈簧原長l0(2)用所選取的測量量和已知量表示Ek，得Ek＝________.(3)圖12中的直線是實驗測量得到的s－Δx圖線．從理論上可推出，如果h不變．m增加，s－Δx圖線的斜率會________(填“增大”、“減小”或“不變”)；如果m不變，h增加，s－Δx圖線的斜率會______(填“增大”、“減小”或“不變”)．由圖中給出的直線關(guān)系和Ek的表達式可知，Ep與Δx的________次方成正比．圖12答案 (1)ABC (2) (3)減小 增大 二解析 (1)小球離開桌面后做平拋運動，設(shè)桌面到地面的高度為h，小球拋出點到落地點的水平距離為s，則有h＝gt2，s＝v0t，解得v0＝＝s所以Ek＝mv＝.由此可知需要測量的量有m、s、h，故選A、B、C.(2)由(1)的解析知Ek＝.(3)在Δ x相同的情形下，彈簧的彈性勢能相同，由Ep＝mv可知：①在m增加時，速度v0減小，因而h不變時s減小，故圖線的斜率減?。趍不變時，v0不變，h增加時，時間變長，s變大，故圖線的斜率增大．由s－Δx圖象可知，s正比于Δx，即s＝＝mv＝＝Δx2＝k′Δx2所以Ep與Δx的二次方成正比．第 14 頁 共 14 頁。19(1))在“探究恒力做功與動能改變的關(guān)系”實驗中(裝置如圖8)：圖8①下列說法哪一項是正確的________．(填選項前字母)A．平衡摩擦力時必須將鉤碼通過細(xì)線掛在小車上B．為減小系統(tǒng)誤差，應(yīng)使鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車質(zhì)量C．實驗時，應(yīng)使小車靠近打點計時器由靜止釋放②圖9是實驗中獲得的一條紙帶的一部分，選取O、A、B、C計數(shù)點，已知打點計時器使用的交流電頻率為50 Hz，則打B點時小車的瞬時速度大小為________ m/s(保留三位有效數(shù)字)．圖9答案 ①C?、诮馕觥、倨胶饽Σ亮r，是讓小車的重力沿木板的分力與小車受到的摩擦力相等，故不應(yīng)掛鉤碼，A選項錯誤；為減小系統(tǒng)誤差，應(yīng)使鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，B選項錯誤；為了有效利用紙帶，且小車運動的距離應(yīng)適當(dāng)大一些，應(yīng)使小車靠近打點計時器由靜止釋放，C選項正確．②打B點時小車的瞬時速度vB＝＝＝ m/s6． “動能定理”和“機械能守恒定律”是物理學(xué)中很重要的兩個力學(xué)方面的物理規(guī)律．有一名同學(xué)設(shè)計了如圖10甲所示的實驗裝置．一個電磁鐵吸住一個小鋼球，當(dāng)將電磁鐵斷電后，小鋼球?qū)⒂伸o止開始向下加速運動．小鋼球經(jīng)過光電門時，計時裝置將記錄小鋼球通過光電門所用的時間t，用直尺測量出小鋼球由靜止開始下降至光電門時的高度h.圖10(1)這名同學(xué)為了驗證“動能定理”，用游標(biāo)卡尺測量了小鋼球的直徑，結(jié)果如圖乙所示，他記錄的小鋼球的直徑d＝________cm.(2)這名同學(xué)在驗證“動能定理”的過程中，忽略了空氣阻力的影響，除了上述的數(shù)據(jù)之外是否需要測量小鋼球的質(zhì)量？________(填“需要”或“不需要”)(3)該同學(xué)如果打算用這套裝置驗證機械能守恒定律，下面的做法能提高實驗精度的是( )A．在保證其他條件不變的情況下，減小小球的直徑B．在保證其他條件不變的情況下，增大小球的直徑C．在保證其他條件不變的情況下，增大小球的質(zhì)量D．在保證其他條件不變的情況下，減小小球的質(zhì)量答案 (1) (2)不需要 (3)AC解析 (1)游標(biāo)卡尺讀數(shù)時，先讀主尺為10 mm，再讀游標(biāo)尺，共10個格， mm，第0個格與主尺刻度線對齊， mm， cm；(2)在驗證動能定理時，我們使用的方法是驗證mgh＝mv2，v＝，因為兩邊都有質(zhì)量，故不需要測質(zhì)量；(3)由于空氣阻力的影響，實際的方程應(yīng)該是mgh－Ffh＝mv2，v＝，可以推得gh－＝v2，v＝，所以質(zhì)量越大，越小，可以提高精確性，C正確；另外從推導(dǎo)過程來看d越小，速度的測量越精確，所以A正確．7． (201334(1))研究小車勻變速直線運動的實驗裝置如圖1(a)所示，其中斜面傾角θ
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