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如图甲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...

如图甲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.他将质量均为M的两个重物用不可伸长的轻绳连接后,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的小物块,这时,由于小物块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,换用不同质量的小物块,重复实验,测出不同m时系统的加速度

⑴所产生的微小加速度可表示为a=________(Mm、重力加速度g表示);

⑵若选定如图甲所示左侧重物从静止开始下落的过程进行测量,想要求出重力加速度g则需要测量的物理量有__________

A.小物块的质量m           

B.重物下落的距离及下落这段距离所用的时间

C.绳子的长度               

D.滑轮半径

⑶经过多次重复实验,得到多组am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=_____,并可求出每个重物质量M=_______

 

AB ; 【解析】 (1)[1]对整体分析,根据牛顿第二定律得: , 解得: a= (2)[2]根据h=, 则有: g= 所以需要测量的物理量有:小重物的质量m,重物下落的距离h及下落这段距离所用的时间t.故AB正确,CD错误 故选AB. (3)[3]因为a=, 则 , 知图线斜率k= ,b=, 解得 ; .  
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考点分析:
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某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律,其中打点计时器的电源为交流电源,可以使用的频率有20Hz、30 Hz40 Hz,打出纸带的一部分如图(b)所示.

该同学在实验中没有记录交流电的频率需要用实验数据和其他条件进行推算

(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落,利用和图(b)中给出的物理量可以写出在打点计时器打出B点时,重物下落的速度大小为_________,打出C点时重物下落的速度大小为________,重物下落的加速度的大小为________.

(2)已测得=8.89cm,=9.5.cm,=10.10cm;当重力加速度大小为9.80m/,试验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%.由此推算出________ Hz.

 

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某同学用如图所示的实验装置来验证力的平行四边形定则。弹簧测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点,手持另一端向左拉,使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计AB的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。

(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中A的示数为___________N

(2)(多选题)下列能减小实验误差的措施是___________(请填写选项前对应的字母)

A.让重物M的质量适当大一些

B.弹簧测力计应在使用前校零

C.弹簧测力计B所拉的细绳套应尽可能保持水平方向

D.改变拉力,进行多次实验,每次都要使O点静止在同一位置

(3)某次实验中,该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程,请你提出两个解决办法。

方法一:___________________________,方法二:______________________________

 

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用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律.

主要实验步骤如下:

a.安装好实验器材.接通电源后让拖着纸带的小车沿长木板运动重复几次.

b.选出一条点迹清晰的纸带,找一个合适的点当作计时起点Ot=0),然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点,如图2ABCDEF……所示.

c.通过测量、计算可以得到在打ABCDE……点时小车的速度分别记作v1v2v3v4v5……

d.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,在坐标纸上描点如图3所示

结合上述实验步骤请你完成下列任务

(1)在下列仪器和器材中还需要使用的有_______________________(填选项前的字母).

A.电压合适的50 Hz交流电源

B.电压可调的直流电源

C.刻度尺

D.秒表

E.天平(含砝码)

(2)在图3中已标出计数点ABDE对应的坐标点请在该图中标出计数点C对应的坐标点并画出v-t图像_____________

(3)观察v-t图像可以判断小车做匀变速直线运动其依据是___________v-t图像斜率的物理意义是______________________

(4)描绘v-t图像前还不知道小车是否做匀变速直线运动.用平均速度表示各计数点的瞬时速度从理论上讲t的要求是______(选填越小越好与大小无关”);从实验的角度看选取的x大小与速度测量的误差______(选填有关无关”).

(5)早在16世纪末伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的.当时只能靠滴水计时为此他设计了如图4所示的斜面实验”,反复做了上百次验证了他的猜想.请你结合匀变速直线运动的知识分析说明如何利用伽利略斜面实验检验小球的速度是随时间均匀变化的_____________________

 

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如图所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律.

对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的是______

A.重物选用质量和密度较大的金属锤

B.两限位孔在同一竖直面内上下对正

C.精确测量出重物的质量

D.用手托稳重物,接通电源后,撒手释放重物

某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz的交流电源上,按正确操作得到了一条完整的纸带,由于纸带较长,图中有部分未画出,如图所示.纸带上各点是打点计时器打出的计时点,其中O点为纸带上打出的第一个点.重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出,利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有______

A.OAADEG的长度          

B、OC、BCCD的长度

C.BDCFEG的长度           

D、AC、BDEG的长度

 

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如图所示,用质量为m的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况.利用该装置可以完成探究动能定理的实验.

 

(1)打点计时器使用的电源是_________(选填选项前的字母).

A.直流电源    B.交流电源

(2)实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力.正确操作方法是_______(选填选项前的字母).

A.把长木板右端垫高       B.改变小车的质量

(3)在不挂重物且______(选填选项前的字母)的情况下,轻推一下小车,若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响.

A.计时器不打点     B.计时器打点

(4)接通电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,将打下的第一个点标为O.在纸带上依次去ABC……若干个计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为T.测得ABC……各点到O点的距离为x1x2x3……,如图所示.

实验中,重物质量远小于小车质量,可认为小车所受的拉力大小为mg,从打O点打B点的过程中,拉力对小车做的功W=_______,打B点时小车的速度v=________

(5)v2为纵坐标,W为横坐标,利用实验数据作如图所示的v2W图象.由此图象可得v2W变化的表达式为_________________.根据功与能的关系,动能的表达式中可能包含v2这个因子;分析实验结果的单位关系,与图线斜率有关的物理量应是_________

(6)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响,若重物质量不满足远小于小车质量的条件,则从理论上分析,图中正确反映v2W关系的是______________

A.  B.  C.  D.

 

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