題目列表(包括答案和解析)
(19分)試分析下面兩個(gè)實(shí)驗(yàn)操作中的誤差(或失誤)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。
(1)用“插針法”測(cè)量玻璃的折射率時(shí),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(gè)透明面,分別畫出兩條直線,在實(shí)驗(yàn)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(shí)際距離,問這樣測(cè)得的折射率與實(shí)際值相比,是偏大,偏小,還是相同?試給出簡(jiǎn)要論證。高.考.資.源.網(wǎng)
(2)在用單擺測(cè)量重力加速度g時(shí),由于操作失誤,致使擺球不在同一豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng),而是在一個(gè)水平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示。這時(shí)如果測(cè)出擺球作這種運(yùn)動(dòng)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(shí)際值相比,哪個(gè)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(yùn)動(dòng).物體與水平地面間的動(dòng)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(yùn)動(dòng)多遠(yuǎn)?(g取10 m/s2)
【解析】:(1)物體在前10 s內(nèi)受四個(gè)力:重力mg、支持力N、拉力F及滑動(dòng)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=μN(yùn)③
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(yùn)動(dòng),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(yùn)動(dòng)最長(zhǎng)能運(yùn)動(dòng)多長(zhǎng)時(shí)間,設(shè)最長(zhǎng)還能運(yùn)動(dòng)的時(shí)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(yùn)動(dòng).物體與水平地面間的動(dòng)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(yùn)動(dòng)多遠(yuǎn)?(g取10 m/s2)
【解析】:(1)物體在前10s內(nèi)受四個(gè)力:重力mg、支持力N、拉力F及滑動(dòng)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=μN(yùn)③
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(yùn)動(dòng),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(yùn)動(dòng)最長(zhǎng)能運(yùn)動(dòng)多長(zhǎng)時(shí)間,設(shè)最長(zhǎng)還能運(yùn)動(dòng)的時(shí)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(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)(如圖所示).他用一個(gè)直徑為2cm質(zhì)量分布均勻的光滑實(shí)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(cè)量多次全振動(dòng)的時(shí)間并準(zhǔn)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(hào));若不改正,測(cè)量所得的重力加速度的值與真實(shí)值相比會(huì) (選填“偏大”或“偏小”).
(2)如圖是一組同學(xué)選擇幾個(gè)半徑r不同的均勻光滑實(shí)心球進(jìn)行了正確實(shí)驗(yàn),他們將測(cè)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(qǐng)你根據(jù)該圖寫出確定重力加速度的表達(dá)式_______.
(3)若釋放時(shí)給了小球一個(gè)平行于虛線、很小的初速度,按照上述操作,會(huì)使重力加速度計(jì)算結(jié)果____________(選填“偏大”、“偏小”或“不變”).
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