时间:2020-08-15 23:11:11
1、简答题 某同学利用右图所示装置测定当地重力加速度．现有的器材为：带铁夹的铁架台、电火花打点计时器、带铁夹的重锤．回答下列问题：
（1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有______．（填入正确选项前的字母）
A．米尺B．秒表?C．4～6V的直流电源D．220V的交流电源
（2）如图是实验时所打出的一条纸带．A、B、C、D、E为打点计时器打出的点．打点计时器打下C点时重锤的瞬时速度为______m/s，该同学测得的当地重力加速度大小为______?m/s2．（结果保留三位有效数字）
参考答案：（1）该实验中需要测量计数点之间的距离，因此需要米尺，打点计时器记录了物体运动的时间，因此不需要秒表，由于实验使用的是电火花打点计时器，因此需要220V的交流电源，故BC错误，AD正确．
故选AD．
（2）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有：
vC=xBD2T=(84.00-24.00)mm2×0.02s=1.50m/s
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2将T=0.02s，△x=4mm带入解得a=10.0m/s2．
故答案为：1.50；10.0．
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 如图所示，小球以初速度为v0从光滑斜面底部向上滑，恰能到达最大高度为h的斜面顶部。右图中A是内轨半径大于h的光滑轨道、B是内轨半径小于h的光滑轨道、C是内轨直径等于h光滑轨道、D是斜抛无轨道的运动的小球。小球在底端时的初速度都为v0，则小球在以上四种情况中能到达高度h的是
参考答案：A
本题解析：在A选项的图中，小球达到最高点的速度可以是零，有机械能守恒定律知，可以达到h高度处，A正确；在B、C选项的图中，由圆周知识可知，若小球能沿轨道运动到h的高度点时，需要有一定的速度，但根据机械能守恒定律知到该点时速度为零，说明小球到不了h处小球就脱离轨道，BC错误；斜抛运动的小球，到达最高点时有水平速度，由动能定理知小球到不了h高度处，D错误。
本题难度：一般
3、计算题 如图所示，水平地面上竖直固定一个光滑的、半径R=0.45m的1/4圆弧轨道，A、B分别是圆弧的端点，圆弧B点右侧是光滑的水平地面，地面上放着一块足够长的木板，木板的上表面与圆弧轨道的最低点B等高，可视为质点的小滑块P1和P2的质量均为m=0.20kg，木板的质量M=4m，P1和P2与木板上表面的动摩擦因数分别为
=0.20和
=0.50，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力；开始时木板的左端紧靠着B，P2静止在木板的左端，P1以v0=4.0m/s的初速度从A点沿圆弧轨道自由滑下，与P2发生弹性碰撞后，P1处在木板的左端，取g=10m/s2。求：
（1）P1通过圆弧轨道的最低点B时对轨道的压力；
（2）P2在木板上滑动时，木板的加速度为多大？
（3）已知木板长L=2m，请通过计算说明P2会从木板上掉下吗？如能掉下，求时间？如不能，求共速？
参考答案：（1）压力大小为13.1N，方向竖直向下；（2）木板的加速度为1.0m/s2；（3）没有共速，P2已经从木板上掉下，时间是
.
本题解析：
（1）设P1滑到圆弧最低点B时的速度为vB，根据机械能守恒定律得：
，代入数据a解得vB=5m/s;设P1通过B时受到的支持力为N，根据牛顿第二定律得：
代入数据解得 N = 13.1N。根据牛顿第三定律可知，P1对轨道的压力为13.1N，方向竖直向下。
（2）P1与P2碰撞满足动量守恒和机械能守恒，用v1、v2分别表示碰后P1、P2的速度，则有
，
，联立解得v1 =0，v2=5m/s，向右。假设碰撞后P2在木板上滑动时，P1与木板保持相对静止，它们共同的加速度为a共，根据牛顿第二定律，有
，解得
，P1受到木板的静摩擦力为
，P1与木板间的最大静摩擦力为 
，因为f1＜fm，说明以上假设成立。所以木板的加速度为1.0m/s2．
（3）碰撞后P2在木板上滑动时：
，向左；P1与木板共同的加速度为：
，向右。设它们有共速：
，得：
，它们的相对位移大小：
，∴
，故P2已经从木板上掉下，时间是t2。∵
，
∴所求的时间：.（另：t2=1.0s>，舍去）
本题难度：困难
4、填空题 在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中：
（1）实验中动能的增加量应略______（选填“大于”、“小于”或“等于”）重力势能的减少量，其主要原因是______．
A．重物下落的实际距离大于测量值?B．重物下落的实际距离小于测量值
C．重物下落受到阻力?D．重物的实际末速度大于计算值
（2）甲、乙、丙三位同学分别得到A、B、C三条纸带，他们的前两个点间的距离分别是1.0mm、1.9mm、4.0mm．那么应该选用______同学的纸带最为理想，一定存在操作误差的同学是______，可能的错误原因是______．
（3）如图所示，有一条纸带，各点距A点的距离分别为d1，d2，d3，…，各相邻点间的时间间隔为T，当地重力加速度为g．要用它来验证物体从B到G处的机械能是否守恒，则B点的速度表达式为vB=______，G点的速度表达式为vG=______，若B点和G点的速度vB、vG及BG间的距离h均为已知量，则当满足______时，物体的机械能守恒．
参考答案：（1）验证机械能守恒定律的实验时，由于空气阻力以及纸带与限位孔之间的摩擦，物体动能的增加量要小于重力势能的减少量，故ABD错误，C正确．
故答案为：小于；C．
（2）当物体自由下落时，第一、二两点之间的距离为：h=12gT2≈2mm，由此可知乙同学的纸带最为理想，丙同学所得出的纸带，开始两点之间的距离明显大小2mm，着说明他在操作过程中开始打点时，纸带已经具有了速度，可能原因是先释放重物，后接通电源（或释放纸带初速度不为零等）．
故答案为：乙，丙，先释放重物，后接通电源（或释放纸带初速度不为零等）．
（3）根据匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，得出B、G两点的瞬时速度大小分别为：
vB=d22T
vG=d7-d52T
根据功能关系有：mgh=12mv2G-12mv2B
即有：v2G-v2B=2gh．
故答案为：vB=d22T，vG=d7-d52T，v2G-v2B=2gh．
本题解析：
本题难度：一般
5、简答题 在“DIS研究机械能守恒定律”中，将实验装置中的______传感器接入数据采集器，测定摆锤在某一位置的瞬时速度，从而求得摆锤在该位置的动能，同时输入摆锤的高度，求得摆锤在该位置的重力势能，进而研究势能和动能转化时的规律．实验中A、B、C、D四点高度为0.150m、0.100m、0.050m、0.000m，已由计算机默认，不必输入．现某位同学要测定摆锤在D点的瞬时速度．其实验装置如图所示，接着他点击“开始记录”，同时让摆锤从图1中所示位置释放，计算机将摆锤通过光电门传感器的速度自动记录在表格的对应处，如图2．
（1）请问该实验中所用传感器的名称是______传感器．
（2）请指出该同学实验中的错误之处：①______；②______．
（3）摆图中计算机记录的数据与真实值相比将______（填“偏大”、“偏小”或“仍准确”）
参考答案：（1）实验中用DIS测出的应为小球在各点时的动能，故传感器K的名称是光电门传感器．
（2）请指出该同学实验中的错误之处：①光电门传感器未放在标尺盘最低端的D点；②摆锤释放器未置于A点．
（3）由于摆锤释放器未置于A点，所以得到的动能与真实值相比将偏小．
故答案为：（1）光电门；
（2）①光电门传感器未放在标尺盘最低端的D点；
②摆锤释放器未置于A点．
（3）偏小
本题解析：
本题难度：一般