如圖所示為“研究有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體的平衡條件”實(shí)驗(yàn),力矩盤上各同心圓的間距相等.在A、B兩點(diǎn)分別用細(xì)線懸掛若干鉤碼,C點(diǎn)掛上彈簧秤后力矩盤平衡.已知每個(gè)鉤碼所受的重力均為1N.      
(1)此時(shí)彈簧秤示數(shù)為_(kāi)_____N,B點(diǎn)細(xì)線上懸掛的鉤碼個(gè)數(shù)為_(kāi)_____個(gè);
(2)有同學(xué)在做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)順時(shí)針力矩之和與逆時(shí)針力矩之和存在較大差距,檢查發(fā)現(xiàn)讀數(shù)和計(jì)算均無(wú)差錯(cuò),請(qǐng)指出造成這種差距的一個(gè)可能原因,并提出簡(jiǎn)單的檢驗(yàn)方法(如例所示,將答案填在下表空格中)      
可能原因檢驗(yàn)方法
力矩盤面沒(méi)有調(diào)到豎直用一根細(xì)線掛一個(gè)鉤碼靠近力矩盤面,如果細(xì)線與力矩盤面間存在一個(gè)小的夾角,說(shuō)明力矩盤不豎直

【答案】分析:(1)找出A、B、C三處細(xì)線拉力的力臂,根據(jù)力矩平衡求解B點(diǎn)細(xì)線上懸掛的鉤碼個(gè)數(shù).
(2)順時(shí)針力矩之和與逆時(shí)針力矩之和存在較大差距的原因較多,如摩擦力太大,力矩盤重心不在中心等等,采取相應(yīng)的檢查方法.
解答:解:(1)彈簧秤示數(shù)為F=2.0N.設(shè)力矩盤上各同心圓的間距為r,
   根據(jù)力矩平衡得F?3r+FA?2r=FB?4r,F(xiàn)A=3N
   解得   FB=3N   則B點(diǎn)細(xì)線上懸掛的鉤碼個(gè)數(shù)為3個(gè).
   (2)
可能原因檢驗(yàn)方法
轉(zhuǎn)軸摩擦力太大安裝力矩盤后,輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)盤面,如果盤面轉(zhuǎn)動(dòng)很快停止,說(shuō)明摩擦力太大.
力矩盤重心沒(méi)在中心在最低端放一標(biāo)志,輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)盤面,如果標(biāo)志始終停留在最低端,說(shuō)明重心在這個(gè)標(biāo)志和中心之間.
故本題答案是:
(1)2.0;3
(2)如表格所示.
點(diǎn)評(píng):本題考查分析實(shí)驗(yàn)誤差的能力.研究實(shí)驗(yàn)誤差從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā),本實(shí)驗(yàn)從分析物體可能受到的力來(lái)找出誤差的原因.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2009?徐匯區(qū)模擬)某研究性實(shí)驗(yàn)小組為探索航天器球形返回艙穿過(guò)大氣層時(shí)所受空氣阻力(風(fēng)力)的影響因素,進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)研究.如圖為測(cè)定風(fēng)力的實(shí)驗(yàn)裝置圖.其中CD是一段水平放置的長(zhǎng)為L(zhǎng)的光滑均勻電阻絲,電阻絲阻值較大;一質(zhì)量和電阻均不計(jì)的細(xì)長(zhǎng)裸金屬絲一端固定于O點(diǎn),另一端懸掛小球P,無(wú)風(fēng)時(shí)細(xì)金屬絲豎直,恰與電阻絲在C點(diǎn)接觸,OC=H;有風(fēng)時(shí)細(xì)金屬絲將偏離豎直方向,與電阻絲相交于某一點(diǎn)(如圖中虛線所示,細(xì)金屬絲與電阻絲始終保持良好的導(dǎo)電接觸).
(1)已知電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻不計(jì),理想電壓表兩接線柱分別與O點(diǎn)與C點(diǎn)相連,球P的質(zhì)量為m,重力加速度為g,由此可推得風(fēng)力大小F與電壓表示數(shù)U的關(guān)系為F=
mgL
EH
U
mgL
EH
U

(2)研究小組的同學(xué)猜想:風(fēng)力大小F可能與風(fēng)速大小v和球半徑r這兩個(gè)因數(shù)有關(guān),于是他們進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)后獲得了如下數(shù)據(jù):(下表中風(fēng)速v的單位為m/s,電壓U的單位為V,球半徑r的單位為cm.)
根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,風(fēng)力大小F與風(fēng)速大小和球半徑r的關(guān)系是
F=kvr
F=kvr

10 15 20 30
0.25 9.60 14.5 19.1 28.7
0.50 2.40 3.60 4.81 7.19
0.75 1.07 1.61 2.13 3.21
1.00 0.60 0.89 1.21 1.82

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

2010年暑假期間,某學(xué)校課題研究小組為了撰寫關(guān)于未知材料電阻率的實(shí)踐報(bào)告,設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量電阻率的實(shí)驗(yàn)方案,
可提供的器材有:A、電流表G,內(nèi)阻Rg=120Ω,滿偏電流Ig=3mA
B、電流表A,內(nèi)阻約為0.2Ω,量程為0~0.6A     C、螺旋測(cè)微器
D、電阻箱R0(0~9999Ω,0.5A)             E、滑動(dòng)變阻器R0(5Ω,1A)
F、干電池組(3V,0.05Ω)               G、一個(gè)開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干
他進(jìn)行了以下操作:
(1)用多用電表粗測(cè)電阻絲的阻值,當(dāng)用“×10Ω”擋時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)大,他應(yīng)該換用
×1Ω
×1Ω
擋(填“×1Ω”
或“×100Ω”),換擋后,在再次測(cè)量前先要
歐姆調(diào)零
歐姆調(diào)零
,進(jìn)行一系列正確操作后,指針靜止時(shí)圖1所示,則電阻絲的阻
值約為
15Ω
15Ω

(2)用螺旋測(cè)微器測(cè)電阻絲的直徑,其示數(shù)部分如圖2所示,則該次測(cè)量的直徑d=
0.266
0.266
mm.
(3)因無(wú)電壓表、固用電流表G與電阻箱串聯(lián)使用,最大測(cè)量電壓為3V,則電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)為R0=
880
880
Ω.
(4)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路,根據(jù)提供的器材和實(shí)驗(yàn)需要,請(qǐng)將圖3中電路圖補(bǔ)畫完整.
(5)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量與電阻率的計(jì)算,如果電阻絲的長(zhǎng)度用L表示,電路閉合后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片到合適位置,
電流表G的示數(shù)為I1,電流表A的示數(shù)為I2,請(qǐng)用已知量和測(cè)量寫出計(jì)算電阻率的表達(dá)式p=
πd2I1(Rg+R0)
4L(I2-I1)
πd2I1(Rg+R0)
4L(I2-I1)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(2007?肇慶二模)某研究性學(xué)習(xí)小組,為了探索航天器球形返回艙穿過(guò)大氣層時(shí)所受空氣阻力(風(fēng)力)的影響因素,進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)研究.如圖為測(cè)定風(fēng)力的實(shí)驗(yàn)裝置圖,其中CD是一段水平放置的長(zhǎng)為L(zhǎng)的光滑均勻電阻絲,電阻絲電阻較大;一質(zhì)量和電阻都不計(jì)的細(xì)長(zhǎng)細(xì)長(zhǎng)裸金屬絲一端固定于O點(diǎn),另一端懸掛球P,無(wú)風(fēng)時(shí)細(xì)金屬絲豎直,恰與電阻絲在C點(diǎn)接觸,OC=H;有風(fēng)時(shí)金屬絲將偏離豎直方向,與電阻絲相交于某一點(diǎn)(如圖中虛線所示).細(xì)金屬絲與電阻絲始終保持良好的導(dǎo)電接觸.
(1)已知電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻不計(jì),理想電壓表兩接線柱分別與O點(diǎn)和C點(diǎn)相連,球P的質(zhì)量為m,重力加速度為g,由此可以推得風(fēng)力大小F與電壓表示數(shù)的關(guān)系式為F=
mgL
EH
U
mgL
EH
U

(2)研究小組的同學(xué)猜想:風(fēng)力大小F可能與風(fēng)速大小v和球半徑r這兩個(gè)因素有關(guān),于是他們進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn):
實(shí)驗(yàn)一:使用同一球,改變風(fēng)速,記錄了在不同風(fēng)速下電壓表的示數(shù).
表一  球半徑r=0.50cm
風(fēng)速(m/s) 10 15 20 30
電壓表示數(shù)(V) 2.40 3.60 4.81 7.19
由表一數(shù)據(jù)可知:在球半徑一定的情況下,風(fēng)力大小與風(fēng)速的關(guān)系是
風(fēng)力大小與風(fēng)速成正比
風(fēng)力大小與風(fēng)速成正比

實(shí)驗(yàn)二:保持風(fēng)速一定,換用同種材料、不同半徑的實(shí)心球,記錄了在球半徑不同情況下電壓表的示數(shù).
表二  風(fēng)速v=10m/s
球半徑(cm) 0.25 0.50 0.75 1.00
電壓表示數(shù)(V) 9.60 2.40 1.07 0.60
由表二數(shù)據(jù)可知:在風(fēng)速一定的情況下,風(fēng)力大小與球半徑的關(guān)系是
成正比
成正比
.(球體積公式V=
4
3
πr3

(3)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知風(fēng)力的大小F與風(fēng)速大小v、球半徑r的關(guān)系式為
F=kvr,式中k為常數(shù)
F=kvr,式中k為常數(shù)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

光電計(jì)時(shí)器是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器,其結(jié)構(gòu)如圖7甲所示,a、b分 別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置,當(dāng)有物體從a、b間通過(guò)時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物 體的擋光時(shí)間.現(xiàn)利用圖8乙所示的裝置來(lái)測(cè)量滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù),圖中木板固 定在水平面上,木板的左壁固定有一個(gè)處于鎖定狀態(tài)的壓縮輕彈簧,彈簧右端與滑塊接觸,1和2是固定在木板上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門,與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒(méi)有畫出,現(xiàn)使彈簧解除鎖定,滑塊獲得一定的初速度后水平向右運(yùn)動(dòng),光電門1、2各自連接的計(jì)時(shí)器 顯示的擋光時(shí)間分別為t1=2.0×10-2s和t2=5.0×10-2s寬度為d=5.50cm,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間=9.8m/s2
滑塊通過(guò)光電門1的速度V1=
2.75
2.75
m/s,通過(guò)光電門2的速度V2=
1.10
1.10
m/s.(精確到0.01m/S)(2分)
(1)若用米尺測(cè)量出兩個(gè)光電門之間的距離為L(zhǎng)=1.20m,則可求滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù) μ=
0.27
0.27
 (精確到0.01)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解

第三部分 運(yùn)動(dòng)學(xué)

第一講 基本知識(shí)介紹

一. 基本概念

1.  質(zhì)點(diǎn)

2.  參照物

3.  參照系——固連于參照物上的坐標(biāo)系(解題時(shí)要記住所選的是參照系,而不僅是一個(gè)點(diǎn))

4.絕對(duì)運(yùn)動(dòng),相對(duì)運(yùn)動(dòng),牽連運(yùn)動(dòng):v=v+v 

二.運(yùn)動(dòng)的描述

1.位置:r=r(t) 

2.位移:Δr=r(t+Δt)-r(t)

3.速度:v=limΔt→0Δr/Δt.在大學(xué)教材中表述為:v=dr/dt, 表示r對(duì)t 求導(dǎo)數(shù)

5.以上是運(yùn)動(dòng)學(xué)中的基本物理量,也就是位移、位移的一階導(dǎo)數(shù)、位移的二階導(dǎo)數(shù)。可是

三階導(dǎo)數(shù)為什么不是呢?因?yàn)榕nD第二定律是F=ma,即直接和加速度相聯(lián)系。(a對(duì)t的導(dǎo)數(shù)叫“急動(dòng)度”。)

6.由于以上三個(gè)量均為矢量,所以在運(yùn)算中用分量表示一般比較好

三.等加速運(yùn)動(dòng)

v(t)=v0+at           r(t)=r0+v0t+1/2 at

 一道經(jīng)典的物理問(wèn)題:二次世界大戰(zhàn)中物理學(xué)家曾經(jīng)研究,當(dāng)大炮的位置固定,以同一速度v0沿各種角度發(fā)射,問(wèn):當(dāng)飛機(jī)在哪一區(qū)域飛行之外時(shí),不會(huì)有危險(xiǎn)?(注:結(jié)論是這一區(qū)域?yàn)橐粧佄锞,此拋物線是所有炮彈拋物線的包絡(luò)線。此拋物線為在大炮上方h=v2/2g處,以v0平拋物體的軌跡。) 

練習(xí)題:

一盞燈掛在離地板高l2,天花板下面l1處。燈泡爆裂,所有碎片以同樣大小的速度v 朝各個(gè)方向飛去。求碎片落到地板上的半徑(認(rèn)為碎片和天花板的碰撞是完全彈性的,即切向速度不變,法向速度反向;碎片和地板的碰撞是完全非彈性的,即碰后靜止。)

四.剛體的平動(dòng)和定軸轉(zhuǎn)動(dòng)

1. 我們講過(guò)的圓周運(yùn)動(dòng)是平動(dòng)而不是轉(zhuǎn)動(dòng) 

  2.  角位移φ=φ(t), 角速度ω=dφ/dt , 角加速度ε=dω/dt

 3.  有限的角位移是標(biāo)量,而極小的角位移是矢量

4.  同一剛體上兩點(diǎn)的相對(duì)速度和相對(duì)加速度 

兩點(diǎn)的相對(duì)距離不變,相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡為圓弧,VA=VB+VAB,在AB連線上

投影:[VA]AB=[VB]AB,aA=aB+aAB,aAB=,anAB+,aτAB, ,aτAB垂直于AB,,anAB=VAB2/AB 

例:A,B,C三質(zhì)點(diǎn)速度分別V,VB  ,VC      

求G的速度。

五.課后習(xí)題:

一只木筏離開(kāi)河岸,初速度為V,方向垂直于岸邊,航行路線如圖。經(jīng)過(guò)時(shí)間T木筏劃到路線上標(biāo)有符號(hào)處。河水速度恒定U用作圖法找到在2T,3T,4T時(shí)刻木筏在航線上的確切位置。

五、處理問(wèn)題的一般方法

(1)用微元法求解相關(guān)速度問(wèn)題

例1:如圖所示,物體A置于水平面上,A前固定一滑輪B,高臺(tái)上有一定滑輪D,一根輕繩一端固定在C點(diǎn),再繞過(guò)B、D,BC段水平,當(dāng)以恒定水平速度v拉繩上的自由端時(shí),A沿水平面前進(jìn),求當(dāng)跨過(guò)B的兩段繩子的夾角為α?xí)r,A的運(yùn)動(dòng)速度。

(vA

(2)拋體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的一般處理方法

  1. 平拋運(yùn)動(dòng)
  2. 斜拋運(yùn)動(dòng)
  3. 常見(jiàn)的處理方法

(1)將斜上拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的豎直上拋運(yùn)動(dòng)

(2)將沿斜面和垂直于斜面方向作為x、y軸,分別分解初速度和加速度后用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解題

(3)將斜拋運(yùn)動(dòng)分解為沿初速度方向的斜向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng),用矢量合成法則求解

例2:在擲鉛球時(shí),鉛球出手時(shí)距地面的高度為h,若出手時(shí)的速度為V0,求以何角度擲球時(shí),水平射程最遠(yuǎn)?最遠(yuǎn)射程為多少?

(α=、 x=

第二講 運(yùn)動(dòng)的合成與分解、相對(duì)運(yùn)動(dòng)

(一)知識(shí)點(diǎn)點(diǎn)撥

  1. 力的獨(dú)立性原理:各分力作用互不影響,單獨(dú)起作用。
  2. 運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理:分運(yùn)動(dòng)之間互不影響,彼此之間滿足自己的運(yùn)動(dòng)規(guī)律
  3. 力的合成分解:遵循平行四邊形定則,方法有正交分解,解直角三角形等
  4. 運(yùn)動(dòng)的合成分解:矢量合成分解的規(guī)律方法適用
    1. 位移的合成分解 B.速度的合成分解 C.加速度的合成分解

參考系的轉(zhuǎn)換:動(dòng)參考系,靜參考系

相對(duì)運(yùn)動(dòng):動(dòng)點(diǎn)相對(duì)于動(dòng)參考系的運(yùn)動(dòng)

絕對(duì)運(yùn)動(dòng):動(dòng)點(diǎn)相對(duì)于靜參考系統(tǒng)(通常指固定于地面的參考系)的運(yùn)動(dòng)

牽連運(yùn)動(dòng):動(dòng)參考系相對(duì)于靜參考系的運(yùn)動(dòng)

(5)位移合成定理:SA對(duì)地=SA對(duì)B+SB對(duì)地

速度合成定理:V絕對(duì)=V相對(duì)+V牽連

加速度合成定理:a絕對(duì)=a相對(duì)+a牽連

(二)典型例題

(1)火車在雨中以30m/s的速度向南行駛,雨滴被風(fēng)吹向南方,在地球上靜止的觀察者測(cè)得雨滴的徑跡與豎直方向成21。角,而坐在火車?yán)锍丝涂吹接甑蔚膹桔E恰好豎直方向。求解雨滴相對(duì)于地的運(yùn)動(dòng)。

提示:矢量關(guān)系入圖

答案:83.7m/s

(2)某人手拿一只停表,上了一次固定樓梯,又以不同方式上了兩趟自動(dòng)扶梯,為什么他可以根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算自動(dòng)扶梯的臺(tái)階數(shù)?

提示:V人對(duì)梯=n1/t1

      V梯對(duì)地=n/t2

      V人對(duì)地=n/t3

V人對(duì)地= V人對(duì)梯+ V梯對(duì)地

答案:n=t2t3n1/(t2-t3)t1

(3)某人駕船從河岸A處出發(fā)橫渡,如果使船頭保持跟河岸垂直的方向航行,則經(jīng)10min后到達(dá)正對(duì)岸下游120m的C處,如果他使船逆向上游,保持跟河岸成а角的方向航行,則經(jīng)過(guò)12.5min恰好到達(dá)正對(duì)岸的B處,求河的寬度。

提示:120=V水*600

        D=V船*600

 答案:200m

(4)一船在河的正中航行,河寬l=100m,流速u=5m/s,并在距船s=150m的下游形成瀑布,為了使小船靠岸時(shí),不至于被沖進(jìn)瀑布中,船對(duì)水的最小速度為多少?

提示:如圖船航行

答案:1.58m/s

(三)同步練習(xí)

1.一輛汽車的正面玻璃一次安裝成與水平方向傾斜角為β1=30°,另一次安裝成傾角為β2=15°。問(wèn)汽車兩次速度之比為多少時(shí),司機(jī)都是看見(jiàn)冰雹都是以豎直方向從車的正面玻璃上彈開(kāi)?(冰雹相對(duì)地面是豎直下落的)

2、模型飛機(jī)以相對(duì)空氣v=39km/h的速度繞一個(gè)邊長(zhǎng)2km的等邊三角形飛行,設(shè)風(fēng)速u = 21km/h ,方向與三角形的一邊平行并與飛機(jī)起飛方向相同,試求:飛機(jī)繞三角形一周需多少時(shí)間?

3.圖為從兩列蒸汽機(jī)車上冒出的兩股長(zhǎng)幅氣霧拖尾的照片(俯視)。兩列車沿直軌道分別以速度v1=50km/h和v2=70km/h行駛,行駛方向如箭頭所示,求風(fēng)速。

4、細(xì)桿AB長(zhǎng)L ,兩端分別約束在x 、 y軸上運(yùn)動(dòng),(1)試求桿上與A點(diǎn)相距aL(0< a <1)的P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡;(2)如果vA為已知,試求P點(diǎn)的x 、 y向分速度vPx和vPy對(duì)桿方位角θ的函數(shù)。

(四)同步練習(xí)提示與答案

1、提示:利用速度合成定理,作速度的矢量三角形。答案為:3。

2、提示:三角形各邊的方向?yàn)轱w機(jī)合速度的方向(而非機(jī)頭的指向);

第二段和第三段大小相同。

參見(jiàn)右圖,顯然:

v2 =  + u2 - 2vucos120°

可解出 v = 24km/h 。

答案:0.2hour(或12min.)。

3、提示:方法與練習(xí)一類似。答案為:3

4、提示:(1)寫成參數(shù)方程后消參數(shù)θ。

(2)解法有講究:以A端為參照, 則桿上各點(diǎn)只繞A轉(zhuǎn)動(dòng)。但鑒于桿子的實(shí)際運(yùn)動(dòng)情形如右圖,應(yīng)有v = vAcosθ,v轉(zhuǎn) = vA,可知B端相對(duì)A的轉(zhuǎn)動(dòng)線速度為:v轉(zhuǎn) + vAsinθ=  。

P點(diǎn)的線速度必為  = v 

所以 vPx = vcosθ+ vAx ,vPy = vAy - vsinθ

答案:(1) +  = 1 ,為橢圓;(2)vPx = avActgθ ,vPy =(1 - a)vA

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同步練習(xí)冊(cè)答案