【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的概念及其矢量性;物体的弹性和弹力. 【专题】共点力作用下物体平衡专题.
【分析】球受重力、挡板和斜面对球体的弹力F1和F2,三力平衡,两个弹力的合力与重力等值、反向、共线.
【解答】解:球受重力、挡板和斜面对球体的弹力F1和F2,作出力图如图所示:
根据平衡条件,有: F1=Gtanθ=F2=
=
N N
N和
N.
答:档板对球体的弹力F1和斜面对球体的弹力F2的大小分别为
【点评】本题关键是正确地对球受力分析,然后根据共点力平衡条件并结合合成法求解.
24.(2015秋?钦州校级月考)一小钢珠从塔顶由静止开始释放,最初3秒内的位移为s1,最后3秒
2
内的位移为s2,若s2﹣s1=6m,求塔高?(取 g=10m/s) 【考点】自由落体运动.
【专题】计算题;定量思想;方程法;自由落体运动专题.
【分析】利用自由落体运动的规律,自由落体运动是初速度为0,加速度为g的匀加速直线运动,结合平均速度公式,列出方程进行求解.
【解答】解:设塔高为h,落到地面的时间为t 则h=
第三秒末的速度为v1=gt1=30m 则
又已知s2﹣s1=6m,得s2=51m 落地前3秒末速度为v2=g(t﹣3) 落地时速度为v3=gt 则解得t=3.2s 则塔高为h=
=51.2m;
答:塔高为51.2 m
【点评】本题考查自由落体运动规律的应用,设出未知数,建立起方程,解出方程即可求出塔高.
四、实验题 25.(2012春?北仑区校级期末)某同学在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中,记录小车运动情况的一条纸带如图甲所示.图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,相邻的计数点间的时间间隔为T=0.1s
(1)试计算B、C、D各点的瞬时速度:vB= 1.38 m/s,vC= 2.64 m/s,vD= 3.90 m/s.
2
(2)在图乙所示的坐标系中,作出小车的vt图象,并根据图象求出小车的加速度a= 12.5 m/s. 【考点】探究小车速度随时间变化的规律. 【专题】实验题. 【分析】(1)若物体做匀变速直线运动,则时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小; (2)v﹣t图象中图线的斜率等于小车的加速度大小. 【解答】解:(1)打B点时小车的瞬时速度:vB=打C点时小车的瞬时速度:vC=打D点时小车的瞬时速度:vD=
==
=
﹣2
×10 m/s=1.38 m/s
﹣2
×10 m/s=2.64 m/s ×10 m/s=3.90 m/s.
﹣2
(2)由上述数据作出小车的v﹣t图象如图所示:
由图象斜率可求得小车的加速度: a=
=
m/s=12.5 m/s.
2
2
故答案为:(1)1.38;2.64;3.90;(2)12.5.
【点评】熟练掌握匀变速直线运动的规律和推论解决纸带问题,正确分析物体的速度和加速度大小. 26.(2012秋?长阳县校级期末)在探究“加速度与力、质量的关系”的活动中:
(1)某同学在接通电源进行实验之前,将实验器材组装如图1所示,该装置中的错误或不妥之处,请你指出其中的两处:
① 打点计时器的电源不能使用直流电源 ;
② 接通电源前小车不能离打点计时器太远 .
(2)改正好实验装置后,该同学顺利地完成了实验,在实验中保持拉力不变,得到了小车加速度随质量变化的一组数据,如下表所示. 实验次加速度 小车与砝码总小车与砝码总质量﹣1﹣12数 a/(m/s) 质量m/kg 的倒数m/kg 1 0.31 0.20 5.0 2 0.25 0.25 4.0 3 0.22 0.30 3.3 4 0.18 0.35 2.9 5 0.16 0.40 2.5 请你在右则方格纸(如图2)中建立合适坐标并画出能直观反映出加速度与质量关系的曲线.
【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系. 【专题】实验题;牛顿运动定律综合专题. 【分析】(1)打点计时器使用的是交流电源,而干电池是直流电源.接通电源前,小车应紧靠打点计时器,而在该图中小车初始位置离打点计时器太远;
(2)根据牛顿第二定律可知,加速度和质量成反比,故应该做a﹣图象;采用描点法作图即可. 【解答】解:(1)打点计时器不应使用干电池,应使用交流电源;小车初始位置离打点计时器太远. (2)在合外力保持不变时,物体的加速度与物体的质量成反比; 故作出加速度与小车质量倒数的关系图象,如图所示;
故答案为:(1)①打点计时器的电源不能使用直流电源;②打点计时器的电源不能使用直流电源;(2)如图所示.
【点评】本题第一问关键明确实验原理和实验误差的来源;第二问关键明确用图想法处理数据时,要作直线,直线较为形象直观.
27.(2015秋?钦州校级月考)用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻. (1)请将图1的电路补充完整:
(2)请将图2中的器材连接成实验电路;
(3)如图3是根据实验数据作出的U﹣I图线,由此求得 E= 1.38 V; r= 0.78 Ω. 【考点】测定电源的电动势和内阻.
【专题】定性思想;推理法;恒定电流专题. 【分析】(1、2)电源的内阻是比较小的,为了减小误差,采用电流表的内接法.从而可得出原理图及实物图;
(3)在U﹣I图象中纵坐标的截距代表的是电源的电动势,直线的斜率代表的是电源的内阻的大小. 【解答】解:(1)干电池内阻较小,故应采用相对电源的电流表外接法; 故电路图如图所示;
(2)根据原理图可得出对应的实物图,如图所示;
(2)在U﹣I图象中图象与纵坐标的交点等于电源的电动势, 所以由图可以读出电源的电动势为1.38V, 图象中的斜率表示电源的内阻, 所以电源的内阻为r=故答案为:(1)如图 (2)如图所示: (3)1.38;0.76.
Ω=0.76Ω.
【点评】本题考查测定电动势和内电阻的数据处理,要求能根据公式得出图象中斜率及截距的含义.在计算电源的内阻的时候,一定要注意纵坐标的数值是不是从0开始的. 28.(2015秋?钦州校级月考)用伏安法测定两节干电池组成的电源的电动势ε和内电阻r.实验中共测出五组数据,如表所示: 1 2 3 4 5 2.80 2.60 2.50 2.20 2.00 U(V) 0.48 0.80 1.00 1.60 1.96 I(A) (1)在方框内画出测量ε、r的电路原理图.
(2)在图中作U﹣I图线,根据图线求出:电动势ε= 3.0 V,内电阻r= 0.5 Ω. (3)若考虑电流表、电压表内阻对测量结果的影响,则ε测 < ε真.
【考点】测定电源的电动势和内阻. 【专题】实验题. 【分析】(1)应用描点法作图;根据图象求出电源电动势与内阻. (2)根据电路图分析实验误差. 【解答】解:(1)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后作出图象如图所示:
由图示电源U﹣I图象可知,图象与纵轴交点坐标值是3.0,电源电动势ε=3.0V, 电源内阻r=
=
=0.5Ω;
(2)由图示电路可知,由于电压表的分流作用电流表所测电流小于流过电源的电流,电压表的分流作用是造成系统误差的原因;
当外电路短路时,电流的测量值等于真实值,除此之外,由于电压表的分流作用,电流的测量值小于真实值,
电源的U﹣I图象如图所示,由图象可知,电源电动势的测量值小于真实值.
故答案为:(1)图象如图所示,3.0,0.5;(2)<.
【点评】本题考查了作图象、求电源电动势与内阻、实验误差分析;电源U﹣I图象与纵轴交点坐标值是电源电动势、图象斜率的绝对值是电源内阻. 29.(2015秋?钦州校级月考)在探究弹簧的弹力与其形变量的关系的实验中,将弹簧水平放置测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加力F,实验是在弹性限度内进行的.用记录的外力F与弹簧的形变量(伸长的长度)x作出的F﹣x图象,如图所示.图象不经过原点的原因是 弹簧本身有重力由于弹簧自身受重力的影响 .由图可知弹簧的劲度系数为 200N/m .
【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系.
【专题】定性思想;推理法;弹力的存在及方向的判定专题. 【分析】该题考察了应用弹力与弹簧长度关系的图象分析问题. 由胡克定律可求出弹簧的劲度系数
【解答】解:当图线不过坐标原点的原因是由于弹簧本身有重力,使得弹簧没有外力的情况下已经伸长了一段距离.
拉力为5N时,x=3cm=0.03m
当拉力为1N时,弹簧x=1cm=0.01m
由胡克定律F=kx得:图线的斜率即为弹簧的劲度系数. k=
=
=200N/m
故答案为:弹簧本身有重力由于弹簧自身受重力的影响 200 N/m
【点评】在应用胡克定律时,要首先转化单位,知道图线的斜率即为弹簧的劲度系数