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题文

某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”,设计了如下实验,他的操作步骤是:
① 摆好实验装置如图。

②将质量为200g的小车拉到打点计时器附近,并按住小车。
③在质量为10g、30g、50g的三种钩码中,他挑选了一个质量为50g的钩码挂在拉线的挂钩P上。
④释放小车,打开电磁打点计时器的电源,打出一条纸带。
(1)在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条。经测量、计算,得到如下数据:
①第一个点到第N个点的距离为40.0cm。
②打下第N点时小车的速度大小为1.00m/s。该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力,算出:拉力对小车做的功为        J,小车动能的增量为               J。(取g="9.8" m/s2
(2)此次实验探究结果,他没能得到“恒力对物体做的功,等于物体动能的增量”,且误差很大。显然,在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素。请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下,造成较大误差的三个主要原因是:                                                                                                                                                                  

科目 物理   题型 实验题   难度 较易
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如图所示为阿特武德机的示意图,它是早期测量重力加速度的器械,由英国数学家和物理学家阿特武德于1784年制成.他将质量同为M(已知量)的重物用绳连接后,放在光滑的轻质滑轮上,处于静止状态.再在一个重物上附加一质量为m的小重物,这时,由于小重物的重力而使系统做初速度为零的缓慢加速运动并测出加速度,完成一次实验后,换用不同质量的小重物,重复实验,测出不同m时系统的加速度.
(1)若选定如图左侧物块从静止开始下落的过程进行测量,则需要测量的物理量有____________
A. 小重物的质量m
B. 绳子的长度
C. 重物下落的距离及下落这段距离所用的时间
(2)经过多次重复实验,得到多组a、m数据,作出-图像,如图乙所示,已知该图像斜率为k,纵轴截距为b,则可求出当地的重力加速度g=________,并可求出重物质量M=____________.

如图甲所示的装置探究“做功和物体动能变化的关系”,图中桌面水平,小车上可放置砝码,实验中小车碰到靠近定滑轮处的制动装置(未画出)时,钩码尚未到达地面。

(1)实验的部分步骤如下:
A.在小车上放入砝码,把纸带穿过打点计时器,
连在小车后端,用细绳连接小车和钩码;
B.将小车停在打点计时器附近,____________,____________,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一系列点,断开开关;
C.改变钩码或小车中砝码的数量,更换纸带,重复第二步的操作。
(2)如图乙所示为某次实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、E、F是计数点,相邻计数点间的时间间隔为T,则C点对应小车的速度vC=___________________。
要验证小车合外力的功与动能变化的关系,除钩码和砝码的质量、位移、速度外,还要测出的物理量为:_____________。



图(乙)

(3)若用钩码的重力表示小车受到的合外力,为了减小这种做法带来的实验误差,那么在实验中应该采取的两项措施是:①_______________________;②_______________________。



在“研究弹簧的形变与外力的关系”的实验中,将弹簧水平放置,测出其自然长度,然后竖直悬挂让弹簧自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F。实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的。用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F-x图线如图所示。

(1)由图求出弹簧的劲度系数k=________;
(2)图线不过原点的原因是:_______________________;
(3)橡皮筋也像弹簧一样,在弹性限度内弹力F与伸长量x成正比,即F=kx,式中k值与橡皮筋的原长l0、横截面积S有关。理论与实验都表明,其中Y是由材料决定的常数,材料力学中称为杨氏模量。
①在国际单位中,杨氏模量Y的单位是________;

A.N B.m C.N/m D.N/m2

②若某橡皮筋的k值与(1)中弹簧的劲度系数相同,该橡皮筋的原长为10.0cm,横截面积为1.0mm2,则可知该橡皮筋的杨氏模量Y的大小是__________(结果保留两位有效数字)。

探究力对原来静止的物体做的功与物体获得速度的关系的实验装置如图所示。

(1)下列说法正确的是:

A.通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值
B.通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值
C.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度
D.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度

(2)通过实验获得较科学的数据作出的W-v图象,应为图中的哪一个:

在《验证机械能守恒定律》的实验中。
(1)下列实验操作顺序正确合理的一项是(填序号)

A.先将固定在重物上的纸带穿过打点计时器,再将打点计时器固定在铁架台上
B.先用手提着纸带上端,使重物静止在打点计时器下方,再接通电源
C.先放开纸带让重物下落,再接通打点计时器的电源
D.先取下固定在重物上的打好点的纸带,再切断打点计器的电源

(2)质量m=1kg的重锤自由下落,在纸带上打出了一系列的点,如图所示,相邻记数点时间间隔为0.02s,长度单位是cm,g取9.8m/s2。(结果保留3位有效数字):

①打点计时器打下记数点B时,物体的速度vB=m/s。
②从点O到打下记数点B的过程中,物体重力势能的减小量ΔEp=J,动能的增加量ΔEk=J。

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