9.如圖,研究平拋運動規(guī)律的實驗裝置放置在水平桌面上,利用光電門傳感器和碰撞傳感器可測得小球的水平初速度和飛行時間,底板上的標(biāo)尺可以測得水平位移.保持水平槽口距底板高度h=0.420m不變.改變小球在斜槽導(dǎo)軌上下滑的起始位置,測出小球做平拋運動的初速度v0、飛行時間t和水平位移d,記錄在表中.
(1)由表中數(shù)據(jù)可知,在h一定時,小球水平位移d與其初速度v0成正比關(guān)系,與時間無關(guān)
v0(m/s)0.7411.034m1.3181.584
t(ms)292.7293.0292.8292.9
d(cm)21.730.338.646.4
(2)一位同學(xué)計算出小球飛行時間的理論值t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$=$\sqrt{\frac{2×0.420}{10}}$=289.8ms發(fā)現(xiàn)理論值與測量值之差約為3ms.經(jīng)檢查,實驗及測量無誤,其原因是g取值10m/s2偏大.
(3)另一位同學(xué)分析并糾正了上述偏差后,另做了這個實驗,競發(fā)現(xiàn)測量值t′依然大于自己得到的理論值t′,但二者之差在3-7ms之間,且初速度越大差值越小.對實驗裝置的安裝進行檢查,確認(rèn)斜槽槽口與底座均水平,則導(dǎo)致偏差的原因是光電門傳感器位于水平槽口的內(nèi)側(cè),傳感器的中心距離水平槽口(小球開始做平拋運動的位置)還有一段很小的距離..

分析 根據(jù)數(shù)據(jù)得出水平位移和初速度的關(guān)系,根據(jù)實驗的原理,結(jié)合題意得出實驗誤差產(chǎn)生的原因.

解答 解:(1)由表中數(shù)據(jù)可知,在h一定時,小球水平位移d與其初速度v0成正比,與時間無關(guān).
(2)根據(jù)t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$求解出的t偏小,是因為g值取值偏大.
(3)糾正了上述偏差后,另做了這個實驗,竟發(fā)現(xiàn)測量值t′依然大于自己得到的理論值t′,但二者之差在3-7ms之間,且初速度越大差值越。畬(dǎo)致偏差的原因是:光電門傳感器位于水平槽口的內(nèi)側(cè),傳感器的中心距離水平槽口(小球開始做平拋運動的位置)還有一段很小的距離,小球錯經(jīng)過傳感器到小球到達拋出點還有一段很小的時間,而且速度越大,該時間越短.
故答案為:(1)正比,時間; (2)g取值10m/s2偏大; (3)光電門傳感器位于水平槽口的內(nèi)側(cè),傳感器的中心距離水平槽口(小球開始做平拋運動的位置)還有一段很小的距離.

點評 解決本題的關(guān)鍵會從數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)規(guī)律,強化歸納總結(jié)的能力,以及知道實驗誤差的來源.

練習(xí)冊系列答案
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13.如圖所示,在探究向心力公式的實驗中,為了探究物體質(zhì)量、圓周運動的半徑、角速度與向心力的關(guān)系,運用的實驗方法是控制變量法.現(xiàn)將小球分別放在兩邊的槽內(nèi),為探究小球受到的向心力大小與角速度大小的關(guān)系,做法正確的是:在小球運動半徑相等(填“相等”或“不相等”)的情況下,用質(zhì)量相同(填“相同”或“不相同”)的鋼球做實驗.

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A.0.6小時B.1.6小時C.4.0小時D.24小時

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17.如圖所示,一質(zhì)量為m的小球置于半徑為R的光滑豎直圓軌道最低點A處,B為軌道最高點,C、D為圓的水平直徑兩端點.輕質(zhì)彈簧的一端固定在圓心O點,另一端與小球栓接,已知彈簧的勁度系數(shù)為k=$\frac{mg}{R}$,原長為L=2R,彈簧始終處于彈性限度內(nèi),若給小球一水平初速度v0,已知重力加速度為g,則( 。
A.無論v0多大,小球均不會離開圓軌道
B.若在$\sqrt{2gR}$<v0<$\sqrt{5gR}$則小球會在B、D間脫離圓軌道
C.只要v0>$\sqrt{4gR}$,小球就能做完整的圓周運動
D.只要小球能做完整圓周運動,則小球與軌道間最大壓力與最小壓力之差與v0無關(guān)

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4.在做“研究平拋物體的運動”的實驗時,通過描點法畫出小球平拋運動的軌跡,并求出平拋運動的初速度.實驗裝置如圖1所示.

(1)關(guān)于這個實驗,
①除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外,下列器材中還需要的是B.
A.秒表 B.坐標(biāo)紙C.天平D.彈簧秤
②下列說法對實驗結(jié)果不會造成誤差的是C
A.安裝斜槽時,斜槽末端切線方向不水平
B.確定Oy軸時,沒有用重垂線
C.斜槽不是絕對光滑的,有一定摩擦
D.根據(jù)曲線計算平拋運動的初速度時,在曲線上取作計算的點離原點O較近
(2)某同學(xué)用如圖3所示的裝置,進行了“探究平拋運動規(guī)律”的實驗:
兩個相同的弧形軌道M、N,分別用于發(fā)射小鐵球 P、Q,其中N的末端與可看作光滑的水平板相切;兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D;調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度,使AC=BD,從而保證小鐵球P、Q在軌道出口處的水平初速度v0相等,現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上,然后切斷電源,使兩小鐵球能以相同的初速度v0同時分別從軌道M、N的下端射出.僅僅改變弧形軌道M的高度,重復(fù)上述實驗,仍能觀察到相同的現(xiàn)象,這說明平拋運動在水平方向上做勻速直線運動.
(3)某同學(xué)采用頻閃攝影的方法拍攝到如圖2所示的“小球做平拋運動”的閃光照片的一部分,圖中每個背景方格的邊長均為4.90cm.則小球平拋的初速度為0.49m/s,小球運動到b點的速度為1.1 m/s(g=9.8m/s2

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A.感應(yīng)電流方向改變B.CD段直線始終不受安培力
C.導(dǎo)線中的感應(yīng)電流大小不變D.感應(yīng)電動勢最大值$\frac{\sqrt{3}BLv}{2}$

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18.如圖所示為汽車蓄電池與車燈 (電阻不變)、啟動電動機組成的電路,蓄電池內(nèi)阻為0.05Ω.電流表和電壓表均為理想電表,只接通S1時,電流表示數(shù)為10A,電壓表示數(shù)為12V,再接通S2,啟動電動機工作時,電流表示數(shù)變?yōu)?A,則此時通過啟動電動機的電流是(  )
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