題目列表(包括答案和解析)
(19分)試分析下面兩個實驗操作中的誤差(或失誤)對實驗結(jié)果的影響。
(1)用“插針法”測量玻璃的折射率時,要先將透明面平行的玻璃磚放置在鋪平的白紙上,然后緊貼玻璃磚的兩個透明面,分別畫出兩條直線,在實驗中便以這兩條直線間的距離作為透明面之間的距離。如果由于操作中的誤差,使所畫的兩條直線間的距離大于玻璃磚兩透明面間的實際距離,問這樣測得的折射率與實際值相比,是偏大,偏小,還是相同?試給出簡要論證。高.考.資.源.網(wǎng)
(2)在用單擺測量重力加速度g時,由于操作失誤,致使擺球不在同一豎直平面內(nèi)運動,而是在一個水平面內(nèi)作圓周運動,如圖所示。這時如果測出擺球作這種運動的周期,仍用單擺的周期公式求出重力加速度,問這樣求出的重力加速度與重力加速度的實際值相比,哪個大?試定量比較。
(12分)如圖所示,質(zhì)量為5 kg的物塊在水平拉力F=15 N的作用下,從靜止開始向右運動.物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2.求:
圖3-17
(1)在力F的作用下,物體在前10 s內(nèi)的位移;[來源:學(xué)+科+網(wǎng)]
(2)在t=10 s末立即撤去力F,再經(jīng)6 s物體還能運動多遠?(g取10 m/s2)
【解析】:(1)物體在前10 s內(nèi)受四個力:重力mg、支持力N、拉力F及滑動摩擦力f,如圖所示.
根據(jù)牛頓第二定律有
N-mg=0①
F-f=ma1②
又f=μN③
聯(lián)立解得
a1== m/s2=1 m/s2
由位移公式求出前10 s內(nèi)的位移為
x1=a1t2=×1×102 m=50 m.
(2)物體在10 s末的速度
v1=a1t=1×10 m/s=10 m/s
10 s后物體做勻減速直線運動,其加速度大小為a2==μg=0.2×10 m/s2=2 m/s2
要考慮物體做勻減速運動最長能運動多長時間,設(shè)最長還能運動的時間為t′
t′== s=5 s.
可見,物體經(jīng)5 s就停下,故6 s內(nèi)的位移[來源:Zxxk.Com]
x2==25 m.
(12分)如圖所示,質(zhì)量為5 kg的物塊在水平拉力F=15 N的作用下,從靜止開始向右運動.物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2.求:
圖3-17
(1)在力F的作用下,物體在前10 s內(nèi)的位移;
(2)在t=10 s末立即撤去力F,再經(jīng)6 s物體還能運動多遠?(g取10 m/s2)
【解析】:(1)物體在前10s內(nèi)受四個力:重力mg、支持力N、拉力F及滑動摩擦力f,如圖所示.
根據(jù)牛頓第二定律有
N-mg=0①
F-f=ma1②
又f=μN③
聯(lián)立解得
a1== m/s2=1 m/s2
由位移公式求出前10 s內(nèi)的位移為
x1=a1t2=×1×102 m=50 m.
(2)物體在10 s末的速度
v1=a1t=1×10 m/s=10 m/s
10 s后物體做勻減速直線運動,其加速度大小為a2==μg=0.2×10 m/s2=2m/s2
要考慮物體做勻減速運動最長能運動多長時間,設(shè)最長還能運動的時間為t′
t′== s=5 s.
可見,物體經(jīng)5 s就停下,故6s內(nèi)的位移
x2==25 m.
一同學(xué)在半徑為2m的光滑圓弧面內(nèi)做測定重力加速度的實驗(如圖所示).他用一個直徑為2cm質(zhì)量分布均勻的光滑實心球.操作步驟如下:①將小球從槽中接近最低處(虛線)靜止釋放;②測量多次全振動的時間并準確求出周期;③將圓弧面半徑和周期代入單擺周期公式求出重力加速度.
(1)他在以上操作中應(yīng)該改正的操作步驟是 (填寫步驟序號);若不改正,測量所得的重力加速度的值與真實值相比會 (選填“偏大”或“偏小”).
(2)如圖是一組同學(xué)選擇幾個半徑r不同的均勻光滑實心球進行了正確實驗,他們將測出的周期與小球的半徑r關(guān)系畫出了如圖所示的圖線.請你根據(jù)該圖寫出確定重力加速度的表達式_______.
(3)若釋放時給了小球一個平行于虛線、很小的初速度,按照上述操作,會使重力加速度計算結(jié)果____________(選填“偏大”、“偏小”或“不變”).
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