(14分)在游乐场中,有一种大型游戏机叫“跳楼机”.参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40m高处,然后由静止释放.为研究方便,可以认为座椅沿轨道做自由落体运动1.2 s后,开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动,且下落到离地面4m高处时速度刚好减小到零.然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落,将游客送回地面.(取g=10m/s2)
求:(1)座椅在自由下落结束时刻的速度是多大?
(2)座椅在匀减速阶段的时间是多少?
(3)在匀减速阶段,座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍?
(12分)固定光滑细杆与水平地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,小环在沿杆方向向上的推力 F 作用下向上运动. 0 一 2s内推力的大小为 5 .0N , 2 一 4s内推力的大小变为 5.5N ,小环运动的速度,随时间变化规律如图所示,取重力加速度 g=10 m/s 2 .求:
(1)小环在加速运动时的加速度 a 的大小;
(2)小环的质量 m;
(3)细杆与水平地面之间的夹角 α .
(10分)如图所示,半径为R,重为G的均匀球靠竖直墙放置,左下有厚为h的木块,若不计摩擦,用至少多大的水平推力F推木块才能使球离开地面?
(1)(4分)某同学通过以下步骤测出了从一定高度落下的排球对地面的冲击力:将一张白纸铺在水平地面上,把排球在水里弄湿,然后让排球从规定的高度自由落下,并在白纸上留下球的水印。再将印有水印的白纸铺在台秤上,将球放在纸上的水印中心,缓慢地向下压球,使排球与纸接触部分逐渐发生形变直至刚好遮住水印,记下此时台秤的示数即为冲击力的最大值。下列物理学习或研究中用到的方法与该同学的方法相同的是( )
A.建立“合力与分力”的概念
B.建立“点电荷”的概念
C.建立“瞬时速度”的概念
D.研究加速度与合力、质量的关系
(2)(16分)在“探究”加速度与力、质量的关系的实验中,采用如图A所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸 带由打点计时器打出的点计算出.
①当M与m的大小关系满足 时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力.
②一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持盘及盘中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度.采用图象法处理数据.为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系,应该做a与_______的图象.
③如图B所示为甲同学根据测量数据作出的a—F图象,说明实验存在的问题是 .
④乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a-F图象如图C所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同__________ .
(4分)“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)图乙中的F与F′ 两力中,方向一定沿AO方向的是_____。
(2)本实验采用的科学方法是 。
A.理想实验法 B.等效替代法
C.控制变量法 D.建立物理模型法
(4分)下列说法正确的是 。
A.偶然误差是由仪器结构缺陷、实验方法不完善造成的
B.多次测量求平均值可减小系统误差
C.相对误差等于绝对误差与测量值之比
D.0.0123m、17.0mm、3.85×103km都是三位有效数字