題目列表(包括答案和解析)
某同學(xué)利用透明直尺和光電計(jì)時(shí)器來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)易示意圖如圖甲所示，當(dāng)有不透光物體從光電門(mén)間通過(guò)時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間。光電門(mén)傳感器可測(cè)的最短時(shí)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(guò)光電門(mén)。某同學(xué)測(cè)得各段黑色磁帶通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間△ti與圖中所示的高度差△hi ，并將部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)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）
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| 次數(shù) | Dti（10-3s） |
| 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(guò)光電門(mén)的瞬時(shí)速度是利用
求出的，請(qǐng)你簡(jiǎn)要分析該同學(xué)這樣做的理由是： 。
（2）該同學(xué)用20等分的游標(biāo)卡尺測(cè)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(shí)驗(yàn)表格數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)诖痤}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(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，有一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長(zhǎng)L=2.5 cm。若小球在平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的幾個(gè)位置如圖中的a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度的計(jì)算式為v0=__________（用L、g表示），其值為_(kāi)_________ m/s；小球在b點(diǎn)的速度大小為_(kāi)_________ m/s。（取g=10 m/s2，計(jì)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(xué)校實(shí)驗(yàn)室的數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)探究物體作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)向心力與角速度、半徑的關(guān)系。
①首先，他們讓一砝碼做半徑r為0.08m的圓周運(yùn)動(dòng)，數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通過(guò)測(cè)量和計(jì)算得到若干組向心力F和對(duì)應(yīng)的角速度ω，如下表。請(qǐng)你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖甲上繪出F-ω的關(guān)系圖像。
| 實(shí)驗(yàn)序號(hào) | 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(guò)對(duì)圖像的觀察，興趣小組的同學(xué)猜測(cè)F與ω2成正比。你認(rèn)為，可以通過(guò)進(jìn)一步轉(zhuǎn)換，做出____________關(guān)系圖像來(lái)確定他們的猜測(cè)是否正確。
③在證實(shí)了F∝ω2之后，他們將砝碼做圓周運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)得到的圖像放在一個(gè)坐標(biāo)系中，如圖乙所示。通過(guò)對(duì)三條圖像的比較、分析、討論，他們得出F∝ r的結(jié)論，你認(rèn)為他們的依據(jù)是___________________________________________________________。
④通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，他們得出：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的向心力F與角速度ω、半徑r的數(shù)學(xué)關(guān)系式是F=kω2r，其中比例系數(shù)k的大小為_(kāi)_________。（計(jì)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(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，有一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長(zhǎng)L=2.5 cm。若小球在平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的幾個(gè)位置如圖中的a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度的計(jì)算式為v0=__________（用L、g表示），其值為_(kāi)_________ m/s；小球在b點(diǎn)的速度大小為_(kāi)_________ m/s。（取g=10 m/s2，計(jì)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(xué)校實(shí)驗(yàn)室的數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)探究物體作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)向心力與角速度、半徑的關(guān)系。
①首先，他們讓一砝碼做半徑r為0.08m的圓周運(yùn)動(dòng)，數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通過(guò)測(cè)量和計(jì)算得到若干組向心力F和對(duì)應(yīng)的角速度ω，如下表。請(qǐng)你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖甲上繪出F-ω的關(guān)系圖像。
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實(shí)驗(yàn)序號(hào) |
1 |
2 |
3 |
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6 |
7 |
8 |
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F/N |
2.42 |
1.90 |
1.43 |
0.97 |
0.76 |
0.50 |
0.23 |
0.06 |
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ω/rad·s-1 |
28.8 |
25.7 |
22.0 |
18.0 |
15.9 |
13.0 |
8.5 |
4.3 |
②通過(guò)對(duì)圖像的觀察，興趣小組的同學(xué)猜測(cè)F與ω2成正比。你認(rèn)為，可以通過(guò)進(jìn)一步轉(zhuǎn)換，做出____________關(guān)系圖像來(lái)確定他們的猜測(cè)是否正確。
③在證實(shí)了F∝ω2之后，他們將砝碼做圓周運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)得到的圖像放在一個(gè)坐標(biāo)系中，如圖乙所示。通過(guò)對(duì)三條圖像的比較、分析、討論，他們得出F∝ r的結(jié)論，你認(rèn)為他們的依據(jù)是___________________________________________________________。
④通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，他們得出：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的向心力F與角速度ω、半徑r的數(shù)學(xué)關(guān)系式是F=kω2r，其中比例系數(shù)k的大小為_(kāi)_________。（計(jì)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(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，有一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長(zhǎng)L=2.5 cm。若小球在平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的幾個(gè)位置如圖中的a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度的計(jì)算式為v0=__________（用L、g表示），其值為_(kāi)_________ m/s；小球在b點(diǎn)的速度大小為_(kāi)_________ m/s。（取g=10 m/s2，計(jì)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(xué)校實(shí)驗(yàn)室的數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)探究物體作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)向心力與角速度、半徑的關(guān)系。
①首先，他們讓一砝碼做半徑r為0.08m的圓周運(yùn)動(dòng)，數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通過(guò)測(cè)量和計(jì)算得到若干組向心力F和對(duì)應(yīng)的角速度ω，如下表。請(qǐng)你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖甲上繪出F-ω的關(guān)系圖像。
| 實(shí)驗(yàn)序號(hào) | 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(guò)對(duì)圖像的觀察，興趣小組的同學(xué)猜測(cè)F與ω2成正比。你認(rèn)為，可以通過(guò)進(jìn)一步轉(zhuǎn)換，做出____________關(guān)系圖像來(lái)確定他們的猜測(cè)是否正確。
③在證實(shí)了F∝ω2之后，他們將砝碼做圓周運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)得到的圖像放在一個(gè)坐標(biāo)系中，如圖乙所示。通過(guò)對(duì)三條圖像的比較、分析、討論，他們得出F∝ r的結(jié)論，你認(rèn)為他們的依據(jù)是___________________________________________________________。
④通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，他們得出：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的向心力F與角速度ω、半徑r的數(shù)學(xué)關(guān)系式是F=kω2r，其中比例系數(shù)k的大小為_(kāi)_________。（計(jì)算結(jié)果取2位有效數(shù)字）
（10分）某同學(xué)利用透明直尺和光電計(jì)時(shí)器來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)易示意圖如圖甲所示，當(dāng)有不透光物體從光電門(mén)間通過(guò)時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間。光電門(mén)傳感器可測(cè)的最短時(shí)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(guò)光電門(mén)。某同學(xué)測(cè)得各段黑色磁帶通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間△ti與圖中所示的高度差△hi ，并將部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)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）
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次數(shù) |
ti（10-3s） |
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hi（m） |
Mghi |
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1 |
1.56 |
2.85 |
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1.46 |
3.05 |
0.59M |
0.06 |
0.59M |
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3 |
1.37 |
3.25 |
1.22M |
0.13 |
1.23M |
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4 |
1.30 |
3.42 |
1.79M |
0.18 |
1.80 M |
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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(guò)光電門(mén)的瞬時(shí)速度是利用
求出的，請(qǐng)你簡(jiǎn)要分析該同學(xué)這樣做的理由是： 。
（2）該同學(xué)用20等分的游標(biāo)卡尺測(cè)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(shí)驗(yàn)表格數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)诖痤}紙上繪出
圖像，由圖像可得出結(jié)論：
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