與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣,光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常見(jiàn)計(jì)時(shí)儀器,其結(jié)構(gòu)如圖甲所示,a、b分別是光電門(mén)的激光發(fā)射和接收裝置.當(dāng)有物體從a、b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.現(xiàn)利用圖乙所示裝置設(shè)計(jì)一個(gè)“探究物體運(yùn)動(dòng)的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn),圖中NQ是水平桌面、PQ是一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板,l、2是固定在木板上的兩個(gè)光電門(mén)(與之連接的兩光電計(jì)時(shí)器沒(méi)有畫(huà)出).小車(chē)上固定著用于擋光的窄片K,讓小車(chē)從木板的頂端滑下,光電門(mén)各自連接的計(jì)時(shí)器顯示窄片K的擋光時(shí)間分別為t1和t2

(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量窄片K的寬度為d(已知l?d),光電門(mén)1,2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為t1、t2,則窄片K通過(guò)光電門(mén)1的速度表達(dá)式v1=
d
t1
d
t1

(2)用米尺測(cè)量?jī)晒怆婇T(mén)間距為l,則小車(chē)的加速度表達(dá)式a=
d2
2l
1
t
2
2
-
1
t
2
1
d2
2l
1
t
2
2
-
1
t
2
1

(3)該實(shí)驗(yàn)中,為了把砂和砂桶拉車(chē)的力當(dāng)作小車(chē)受的合外力,就必須平衡小車(chē)受到的摩擦力,正確的做法是:在
不掛砂和砂桶
不掛砂和砂桶
的情況下,調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角,輕推小車(chē)讓其下滑,直至
與兩個(gè)光電門(mén)相連的計(jì)時(shí)器讀數(shù)相等為止
與兩個(gè)光電門(mén)相連的計(jì)時(shí)器讀數(shù)相等為止
;
(4)實(shí)驗(yàn)中,有位同學(xué)通過(guò)測(cè)量,把砂和砂桶的重力當(dāng)作小車(chē)的合外力F,作出a-F圖線,如圖丙中的實(shí)線所示.試分析:圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O的原因是
平衡摩擦力時(shí)木板傾角太大
平衡摩擦力時(shí)木板傾角太大
;曲線上部彎曲的原因是
沒(méi)有滿足小車(chē)質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的質(zhì)量
沒(méi)有滿足小車(chē)質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的質(zhì)量
分析:(1)利用光電門(mén)測(cè)速度時(shí)是利用了平均速度代替瞬時(shí)速度的原理;
(2)根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v2-
v
2
0
=2as
,可以寫(xiě)出加速度的表達(dá)式;
(3)該實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)把木板一端抬高,讓小車(chē)的重力沿斜面的分力與摩擦力平衡的方法進(jìn)行的;
(4)根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合圖象特點(diǎn)即可正確解答.
解答:解:(1)由于窄片K的寬度為d很小,因此可以利用其平均速度代替物體的瞬時(shí)速度,故窄片K通過(guò)光電門(mén)1的速度表達(dá)式為:v1=
d
t1

故答案為:v1=
d
t1

(2)窄片K通過(guò)光電門(mén)2的速度表達(dá)式:v2=
d
t2

根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式:v2-
v
2
0
=2as
有:
a=
v
2
2
-
v
2
1
2l
=
d2
2l
(
1
t
2
2
-
t
2
1
)

故答案為:
d2
2l
(
1
t
2
2
-
t
2
1
)

(3)在該實(shí)驗(yàn)中,平衡摩擦力的思路是:抬高木板一端,讓小車(chē)的重力沿斜面分力與摩擦力平衡,當(dāng)觀察到小車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),說(shuō)明摩擦力已經(jīng)被平衡,故具體操作是:先不掛砂和砂桶,調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角,輕推小車(chē)讓其下滑,直至小車(chē)能勻速下滑即可.
故答案為:不掛砂和砂桶,與兩個(gè)光電門(mén)相連的計(jì)時(shí)器讀數(shù)相等為止.
(4)根據(jù)丙圖可知,當(dāng)沒(méi)有掛砂和砂桶時(shí),小車(chē)產(chǎn)生了加速度,因此說(shuō)明平衡摩擦力時(shí)木板傾角太大;隨著F的增大,即砂和砂桶質(zhì)量的增大,不在滿足砂和砂桶遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量,因此曲線上部出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象.
故答案為:平衡摩擦力時(shí)木板傾角太大,沒(méi)有滿足小車(chē)質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的質(zhì)量.
點(diǎn)評(píng):對(duì)于實(shí)驗(yàn)問(wèn)題一定要明確實(shí)驗(yàn)原理,并且親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn),熟練應(yīng)用所學(xué)基本規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣,光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器,其結(jié)構(gòu)如圖所示,a、b分別是光電門(mén)的激光發(fā)射和接收裝置,當(dāng)有物體從a、b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.
現(xiàn)利用圖所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.圖中AB是固定的光滑斜面,斜面的傾角為300,1和2是固定在斜面上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門(mén),與它們連接的光電計(jì)時(shí)器都沒(méi)有畫(huà)出.讓滑塊從斜面的頂端滑下,光電門(mén)1、2各自連接的光電計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為5.00×10-2s、2.00×10-2s.已知滑塊質(zhì)量為2.00kg,滑塊沿斜面方向的寬度為5.00cm,光電門(mén)1和2之間的距離為0.540m,g=9.80m/s2,取滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度為其平均速度.
①.滑塊通過(guò)光電門(mén)1時(shí)的速度v1=
1.00
1.00
m/s,通過(guò)光電門(mén)2時(shí)的速度
v2=
2.50m/s
2.50m/s
m/s:(取三位有效數(shù)字)
②.滑塊通過(guò)光電門(mén)1、2之間的動(dòng)能增加量為
5.25J
5.25J
J,重力勢(shì)能的減少量為
5.29
5.29
J.(取三位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2011?金華二模)與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣,光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器,其結(jié)構(gòu)如左圖所示,a、b分別是光電門(mén)的激光發(fā)射和接收裝置,當(dāng)有物體從a、b間通過(guò)時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體通過(guò)時(shí)的擋光時(shí)間.
為了測(cè)定兩張紙之間的動(dòng)摩擦因數(shù),某同學(xué)利用光電計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn):如上右圖所示,在小鐵塊A和木板B上貼上待測(cè)的紙,木板B水平固定,鉛錘通過(guò)細(xì)線和小鐵塊相連.l和2是固定在木板上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門(mén),與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒(méi)有畫(huà)出.釋放鉛錘,讓小鐵塊在木板上加速運(yùn)動(dòng),光電門(mén)1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為2.0×10-2s和0.6×10-2s.用游標(biāo)卡尺測(cè)量小鐵塊的寬度d如下圖所示.
(1)讀出小鐵塊的寬度d=
1.45
1.45
cm.
(2)鐵塊通過(guò)光電門(mén)l的速度v1=
0.725
0.725
m/s,鐵塊通過(guò)光電門(mén)2的速度v2=
2.42
2.42
m/s.(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)
(3)已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,為完成測(cè)量,除了測(cè)量v1、v2和兩個(gè)光電門(mén)之間的距離L外,還需測(cè)量的物理量有:
鐵塊的質(zhì)量m
鐵塊的質(zhì)量m
、
鉛錘的質(zhì)量M
鉛錘的質(zhì)量M
.(用文字說(shuō)明并用字母表示)
(4)用(3)中各量求解動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式:μ=
2MgL-(M+m)(
v
2
2
-
v
2
1
)
2mgL
2MgL-(M+m)(
v
2
2
-
v
2
1
)
2mgL
(用字母表示)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(1)使用千分尺測(cè)量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖1所示,金屬絲的直徑為
0.260
0.260
mm;用游標(biāo)為50分度的卡尺(測(cè)量值可準(zhǔn)確到0.02mm)測(cè)定某圓柱的直徑時(shí),卡尺上的示數(shù)如圖.可讀出圓柱的直徑是
52.12mm
52.12mm

(2)與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣,光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器,其結(jié)構(gòu)如圖2所示,a、b 分別是光電門(mén)的激光發(fā)射和接收裝置,當(dāng)有物體從a、b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.現(xiàn)利用圖3所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.圖3中AB是固定的光滑斜面,斜面的傾角為30°,1和2是固定在斜面上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門(mén),與它們連接的光電計(jì)時(shí)器都沒(méi)有畫(huà)出.讓滑塊從斜面的頂端滑下,光電門(mén)1、2各自連接的光電計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為5.00×10-2s、2.00×10-2s.已知滑塊質(zhì)量為2.00kg,滑塊沿斜面方向的寬度為5.00cm,光電門(mén)1和2之間的距離為0.540m,g=9.80m/s2,取滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度為其平均速度.
①滑塊通過(guò)光電門(mén)1時(shí)的速度v1=
1.00
1.00
 m/s,通過(guò)光電門(mén)2時(shí)的速度v2=
2.50
2.50
 m/s;
②滑塊通過(guò)光電門(mén)1、2之間的動(dòng)能增加量為
5.25J
5.25J
 J,重力勢(shì)能的減少量為
5.29
5.29
 J.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(1)甲、乙、丙、丁四位同學(xué)在使用不同精度的游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器測(cè)量同一個(gè)物體的長(zhǎng)度時(shí),分別測(cè)量的結(jié)果如下:
甲同學(xué):使用游標(biāo)為50分度的卡尺,讀數(shù)為12.045cm
乙同學(xué):使用游標(biāo)為10分度的卡尺,讀數(shù)為12.04cm
丙同學(xué):使用游標(biāo)為20分度的卡尺,讀數(shù)為12.045cm
丁同學(xué):使用精度為“0.01mm”的螺旋測(cè)微器,讀數(shù)為12.040mm
從這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中可以看出讀數(shù)肯定有錯(cuò)誤的是
同學(xué).

(2)與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣,光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器,其結(jié)構(gòu)如圖1所示,a、b 分別是光電門(mén)的激光發(fā)射和接收裝置,當(dāng)有物體從a、b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.
現(xiàn)利用圖2所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.圖中AB是固定的光滑斜面,斜面的傾角為300,1和2是固定在斜面上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門(mén),與它們連接的光電計(jì)時(shí)器都沒(méi)有畫(huà)出.讓滑塊從斜面的頂端滑下,光電門(mén)1、2各自連接的光電計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為5.00×10-2s、2.00×10-2s.已知滑塊質(zhì)量為2.00kg,滑塊沿斜面方向的寬度為5.00cm,光電門(mén)1和2之間的距離為0.540m,g=9.80m/s2,取滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度為其平均速度.
①滑塊通過(guò)光電門(mén)1時(shí)的速度v1=
1.00
1.00
 m/s,通過(guò)光電門(mén)2時(shí)的速度v2=
2.50
2.50
 m/s;
②滑塊通過(guò)光電門(mén)1、2之間的動(dòng)能增加量為
5.25
5.25
 J,重力勢(shì)能的減少量為
5.26
5.26
 J.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(1)在做“用電流表和電壓表測(cè)一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻”實(shí)驗(yàn)時(shí):
①某同學(xué)連接的實(shí)物圖如圖1所示.但當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)而電流表沒(méi)有示數(shù),實(shí)驗(yàn)前儀器都檢查過(guò)是好的,也就是說(shuō)只可能是某根連接導(dǎo)線斷了.那么,請(qǐng)你分析一下,可能發(fā)生斷路故障的導(dǎo)線是
2、5、6
2、5、6
(寫(xiě)出所有可能斷的導(dǎo)線的編號(hào)).
②某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)該電路作了改進(jìn),其方法是:加接了一個(gè)定值電阻R0,如圖2所示.他加接此電阻的作用是
防止變阻器電阻過(guò)小時(shí),電池被短路或電流表被燒壞
防止變阻器電阻過(guò)小時(shí),電池被短路或電流表被燒壞

(2)與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣,光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器,其結(jié)構(gòu)如圖所示,a、b分別是光電門(mén)的激光發(fā)射和接收裝置,當(dāng)有物體從a、b間通過(guò)時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體通過(guò)時(shí)的擋光時(shí)間.

為了測(cè)定兩張紙之間的動(dòng)摩擦因數(shù),某同學(xué)利用光電計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn):如右圖所示,在小鐵塊A和木板B上貼上待測(cè)的紙,木板B水平固定,鉛錘通過(guò)細(xì)線和小鐵塊相連.1和2是固定在木板上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門(mén),與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒(méi)有畫(huà)出.釋放鉛錘,讓小鐵塊在木板上加速運(yùn)動(dòng),光電門(mén)1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為2.0×10-2s和0.5×10-2s.用游標(biāo)卡尺測(cè)量小鐵塊的寬度d如下圖所示.

①讀出小鐵塊的寬度d=
2.015
2.015
cm.
②鐵塊通過(guò)光電門(mén)l的速度v1=
1.01
1.01
m/s,鐵塊通過(guò)光電門(mén)2的速度v2=
4.03
4.03
 m/s.(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)
③已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,為完成測(cè)量,除了測(cè)量v1、v2和兩個(gè)光電門(mén)之間的距離L外,還需測(cè)量的物理量有(用文字說(shuō)明并用字母表示)
鐵塊的質(zhì)量m、鉛錘的質(zhì)量M
鐵塊的質(zhì)量m、鉛錘的質(zhì)量M

④用③中各量求解動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式:μ=
2MgL-(M+m)(
v
2
2
-
v
2
1
)
2mgL
2MgL-(M+m)(
v
2
2
-
v
2
1
)
2mgL
(用字母表示).

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同步練習(xí)冊(cè)答案