運用運動學圖象處理實際問題. 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

（18分。6+12=18）
（1）某同學設計了如圖所示的裝置來驗證“加速度與力的關系”.把打點計時器固定在長木板上，把紙帶穿過打點計時器連在小車的左端.將數字測力計固定在小車上，小車放在長木板上.在數字測力計的右側拴有一細線，細線跨過固定在木板邊緣的定滑輪與一重物相連，在重物的牽引下，小車在木板上加速運動，數字測力計可以直接顯示細線拉力的大小.

①采用數顯測力計測量細線拉力與用重物重力代替拉力的方法相比     （填選項前的字母）
A．可以不用平衡摩擦力
B．直接測量小車（包括測力計）所受的拉力， 可以減少誤差
C．利用此實驗裝置不用測量重物的質量
D．重物的質量要遠遠小于小車和數顯測力計的總質量
②下圖是某同學在此實驗中獲得的一條紙帶，其中兩相鄰計數點間有四個點未畫出.已知打點計時器使用的交流電源的頻率為50HZ，則小車運動的加速度a=_______m/s2.

③保持小車和數字測力計的總質量一定，改變鉤碼的質量，測出相應的加速度．采用圖象法處理數據．請同學們根據測量數據做出a—F圖象.
 
(2).實驗桌上有下列儀器

A．待測電源（電動勢約3V，內阻約7Ω）；
B．直流電流表（量程0～0.6～3A，0.6A擋的內阻約0.5Ω，3A擋的內阻約0.1Ω；）
C．直流電壓表（量程0～3～15V，3V擋的內阻約5kΩ，15V擋內阻約25kΩ）；
D．滑動變阻器（阻值范圍為0～15Ω，允許最大電流為1A）；
E．滑動變阻器（阻值范圍為0～1000Ω，允許最大電流為0.2A）；
F．開關、導線若干；
G．小燈泡“4V  0.4A”。
請你解答下列問題：
①利用給出的器材測量電源的電動勢和內阻，要求測量有盡可能高的精度且便于調節(jié)，應選擇的滑動變阻器是________（填代號）。
②請將圖甲中的實物連接成實驗電路圖；
③某同學根據測得的數據，作出U-I圖象如圖乙中圖線a所示，由此可知電源的電動勢E=_______V，內阻r=_________Ω；
④若要利用給出的器材通過實驗描繪出小燈泡的伏安特性曲線，要求測量多組實驗數據，并畫出實驗原理電路圖；
⑤將（4）步中得到的數據在同一U-I坐標系內描點作圖，得到如圖乙所示的圖線b，如果將此小燈泡與上述電源組成閉合回路，此時小燈泡的實際功率為____________W。

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（18分。6+12=18）

（1）某同學設計了如圖所示的裝置來驗證“加速度與力的關系”.把打點計時器固定在長木板上，把紙帶穿過打點計時器連在小車的左端.將數字測力計固定在小車上，小車放在長木板上.在數字測力計的右側拴有一細線，細線跨過固定在木板邊緣的定滑輪與一重物相連，在重物的牽引下，小車在木板上加速運動，數字測力計可以直接顯示細線拉力的大小.

①采用數顯測力計測量細線拉力與用重物重力代替拉力的方法相比     （填選項前的字母）

A．可以不用平衡摩擦力

B．直接測量小車（包括測力計）所受的拉力， 可以減少誤差

C．利用此實驗裝置不用測量重物的質量

D．重物的質量要遠遠小于小車和數顯測力計的總質量

②下圖是某同學在此實驗中獲得的一條紙帶，其中兩相鄰計數點間有四個點未畫出.已知打點計時器使用的交流電源的頻率為50HZ，則小車運動的加速度a=_______m/s2.

③保持小車和數字測力計的總質量一定，改變鉤碼的質量，測出相應的加速度．采用圖象法處理數據．請同學們根據測量數據做出a—F圖象.

 

(2).實驗桌上有下列儀器

A．待測電源（電動勢約3V，內阻約7Ω）；

B．直流電流表（量程0～0.6～3A，0.6A擋的內阻約0.5Ω，3A擋的內阻約0.1Ω；）

C．直流電壓表（量程0～3～15V，3V擋的內阻約5kΩ，15V擋內阻約25kΩ）；

D．滑動變阻器（阻值范圍為0～15Ω，允許最大電流為1A）；

E．滑動變阻器（阻值范圍為0～1000Ω，允許最大電流為0.2A）；

F．開關、導線若干；

G．小燈泡“4V  0.4A”。

請你解答下列問題：

①利用給出的器材測量電源的電動勢和內阻，要求測量有盡可能高的精度且便于調節(jié)，應選擇的滑動變阻器是________（填代號）。

②請將圖甲中的實物連接成實驗電路圖；

③某同學根據測得的數據，作出U-I圖象如圖乙中圖線a所示，由此可知電源的電動勢E=_______V，內阻r=_________Ω；

④若要利用給出的器材通過實驗描繪出小燈泡的伏安特性曲線，要求測量多組實驗數據，并畫出實驗原理電路圖；

⑤將（4）步中得到的數據在同一U-I坐標系內描點作圖，得到如圖乙所示的圖線b，如果將此小燈泡與上述電源組成閉合回路，此時小燈泡的實際功率為____________W。

 

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（18分。6+12=18）
（1）某同學設計了如圖所示的裝置來驗證“加速度與力的關系”.把打點計時器固定在長木板上，把紙帶穿過打點計時器連在小車的左端.將數字測力計固定在小車上，小車放在長木板上.在數字測力計的右側拴有一細線，細線跨過固定在木板邊緣的定滑輪與一重物相連，在重物的牽引下，小車在木板上加速運動，數字測力計可以直接顯示細線拉力的大小.

①采用數顯測力計測量細線拉力與用重物重力代替拉力的方法相比     （填選項前的字母）
A．可以不用平衡摩擦力
B．直接測量小車（包括測力計）所受的拉力， 可以減少誤差
C．利用此實驗裝置不用測量重物的質量
D．重物的質量要遠遠小于小車和數顯測力計的總質量
②下圖是某同學在此實驗中獲得的一條紙帶，其中兩相鄰計數點間有四個點未畫出.已知打點計時器使用的交流電源的頻率為50HZ，則小車運動的加速度a=_______m/s2.

③保持小車和數字測力計的總質量一定，改變鉤碼的質量，測出相應的加速度．采用圖象法處理數據．請同學們根據測量數據做出a—F圖象.
 
(2).實驗桌上有下列儀器

A．待測電源（電動勢約3V，內阻約7Ω）；
B．直流電流表（量程0～0.6～3A，0.6A擋的內阻約0.5Ω，3A擋的內阻約0.1Ω；）
C．直流電壓表（量程0～3～15V，3V擋的內阻約5kΩ，15V擋內阻約25kΩ）；
D．滑動變阻器（阻值范圍為0～15Ω，允許最大電流為1A）；
E．滑動變阻器（阻值范圍為0～1000Ω，允許最大電流為0.2A）；
F．開關、導線若干；
G．小燈泡“4V  0.4A”。
請你解答下列問題：
①利用給出的器材測量電源的電動勢和內阻，要求測量有盡可能高的精度且便于調節(jié)，應選擇的滑動變阻器是________（填代號）。
②請將圖甲中的實物連接成實驗電路圖；
③某同學根據測得的數據，作出U-I圖象如圖乙中圖線a所示，由此可知電源的電動勢E=_______V，內阻r=_________Ω；
④若要利用給出的器材通過實驗描繪出小燈泡的伏安特性曲線，要求測量多組實驗數據，并畫出實驗原理電路圖；
⑤將（4）步中得到的數據在同一U-I坐標系內描點作圖，得到如圖乙所示的圖線b，如果將此小燈泡與上述電源組成閉合回路，此時小燈泡的實際功率為____________W。

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小明同學為測某一遙控電動小車的有關數據，進行了如下實驗：

①用天平測出電動小車的質量為0.4kg；
②將電動小車、紙帶和打點計時器按如圖所示安裝；
③接通打點計時器（其打點周期為0.02s）；
④使電動小車以額定功率加速運動，達到最大速度一段時間后關閉電動小車的電源，待電動小車靜止時再關閉打點計時器（設電動小車在整個過程中所受的阻力恒定）。
在上述過程中，打點計時器在紙帶上所打的部分點跡記錄了小車停止之前的運動情況，如圖所示。
請分析紙帶數據，回答下列問題：

①該電動小車運動的最大速度為        m/s；
②該電動小車關閉電源后的加速度大小為     m/s2；
(以上各空均保留兩位有效數字)
(2)某學校課題研究小組收集了數碼相機、手機等用舊了的各種類型的電池及從廢舊收音機上拆下的電阻、電容、電感線圈等電路元件�，F(xiàn)從這些材料中選取兩個待測元件，一是電阻R0（約為2kΩ），二是手機中常用的鋰電池（電動勢E標稱值為3.7V，允許最大放電電流為100mA）。在操作臺上還準備了如下實驗器材：

A．電壓表V（量程4V，電阻RV 約為4.0kΩ）
B．電流表A1（量程100mA，電阻RA1 約為5Ω）
C．電流表A2（量程2mA，電阻RA2 約為50Ω）
D．滑動變阻器R1（0～40Ω，額定電流1A）
E．電阻箱R2（0～999.9Ω）
F．開關S一只、導線若干
（1）為了測定電阻R0的阻值，小組的一位成員，設計了如圖所示的電路原理圖，所選取的相應的器材（電源用待測的鋰電池）均標在圖上，其他成員發(fā)現(xiàn)他在器材選取中有不妥之處，你認為應該怎樣調整？
_______________________________。
（2）在實際操作過程中，發(fā)現(xiàn)滑動變阻器R1、電流表A1和A2均已損壞，請用余下的器材測量鋰電池的電動勢E和內阻r。
①請你在方框中畫出實驗電路圖（標注所用器材符號）

②為了便于分析，一般采用線性圖象(y=kx+b)處理數據，請寫出與線性圖象對應的相關物理量間的函數關系式： _________。( 寫出）

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小明同學為測某一遙控電動小車的有關數據，進行了如下實驗：

①用天平測出電動小車的質量為0.4kg；

②將電動小車、紙帶和打點計時器按如圖所示安裝；

③接通打點計時器（其打點周期為0.02s）；

④使電動小車以額定功率加速運動，達到最大速度一段時間后關閉電動小車的電源，待電動小車靜止時再關閉打點計時器（設電動小車在整個過程中所受的阻力恒定）。

在上述過程中，打點計時器在紙帶上所打的部分點跡記錄了小車停止之前的運動情況，如圖所示。

請分析紙帶數據，回答下列問題：

①該電動小車運動的最大速度為        m/s；

②該電動小車關閉電源后的加速度大小為     m/s2；

(以上各空均保留兩位有效數字)

(2)某學校課題研究小組收集了數碼相機、手機等用舊了的各種類型的電池及從廢舊收音機上拆下的電阻、電容、電感線圈等電路元件。現(xiàn)從這些材料中選取兩個待測元件，一是電阻R0（約為2kΩ），二是手機中常用的鋰電池（電動勢E標稱值為3.7V，允許最大放電電流為100mA）。在操作臺上還準備了如下實驗器材：

A．電壓表V（量程4V，電阻RV 約為4.0kΩ）

B．電流表A1（量程100mA，電阻RA1 約為5Ω）

C．電流表A2（量程2mA，電阻RA2 約為50Ω）

D．滑動變阻器R1（0～40Ω，額定電流1A）

E．電阻箱R2（0～999.9Ω）

F．開關S一只、導線若干

（1）為了測定電阻R0的阻值，小組的一位成員，設計了如圖所示的電路原理圖，所選取的相應的器材（電源用待測的鋰電池）均標在圖上，其他成員發(fā)現(xiàn)他在器材選取中有不妥之處，你認為應該怎樣調整？

_______________________________。

（2）在實際操作過程中，發(fā)現(xiàn)滑動變阻器R1、電流表A1和A2均已損壞，請用余下的器材測量鋰電池的電動勢E和內阻r。

①請你在方框中畫出實驗電路圖（標注所用器材符號）

②為了便于分析，一般采用線性圖象(y=kx+b)處理數據，請寫出與線性圖象對應的相關物理量間的函數關系式： _________。( 寫出）

 

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一、選擇題

1、B    2、C  3、AC    4、D    5、BC  6BC  

7、A  解析：由題意知，地面對物塊A的摩擦力為0，對物塊B的摩擦力為。

對A、B整體，設共同運動的加速度為a，由牛頓第二定律有：

對B物體，設A對B的作用力為，同理有

聯(lián)立以上三式得：

 8、B    9、A       10、B

二、實驗題

11、⑴ 不變    ⑵ AD  ⑶ABC  ⑷某學生的質量

三、計算題

12、解析：由牛頓第二定律得：mg－f＝ma

                         

    拋物后減速下降有：

                          Δv＝a/Δt

                    解得：

 

13、解析：人相對木板奔跑時，設人的質量為，加速度為，木板的質量為M，加速度大小為，人與木板間的摩擦力為，根據牛頓第二定律，對人有：；

（2）設人從木板左端開始距到右端的時間為，對木板受力分析可知：故，方向向左；

由幾何關系得：，代入數據得：

（3）當人奔跑至右端時，人的速度，木板的速度；人抱住木柱的過程中，系統(tǒng)所受的合外力遠小于相互作用的內力，滿足動量守恒條件，有：

�。ㄆ渲�為二者共同速度）

代入數據得，方向與人原來運動方向一致；

以后二者以為初速度向右作減速滑動，其加速度大小為，故木板滑行的距離為。

　　

14. 解析：（1）從圖中可以看出，在t＝2s內運動員做勻加速直線運動，其加速度大小為

 =8m/s2

設此過程中運動員受到的阻力大小為f，根據牛頓第二定律，有mg－f＝ma

得           f＝m(g－a)＝80×(10－8)N＝160N

（2）從圖中估算得出運動員在14s內下落了

                     39.5×2×2m＝158 m

根據動能定理，有

所以有    ＝（80×10×158－×80×62）J≈1.25×105J

（3）14s后運動員做勻速運動的時間為

              s＝57s

運動員從飛機上跳下到著地需要的總時間

        t總＝t＋t′＝（14＋57）s＝71s

15. 13、解析：（1）取豎直向下的方向為正方向。

   球與管第一次碰地前瞬間速度，方向向下。

   碰地的瞬間管的速度，方向向上；球的速度，方向向下，

   球相對于管的速度，方向向下。

   碰后，管受重力及向下的摩擦力，加速度a管=2g，方向向下，

   球受重力及向上的摩擦力，加速度a球=3g，方向向上，

球相對管的加速度a相=5g，方向向上。

取管為參照物，則球與管相對靜止前，球相對管下滑的距離為：

要滿足球不滑出圓管，則有。

（2）設管從碰地到它彈到最高點所需時間為t1（設球與管在這段時間內摩擦力方向不變），則：

設管從碰地到與球相對靜止所需時間為t2，

因為t1 ＞t2，說明球與管先達到相對靜止，再以共同速度上升至最高點，設球與管達到相對靜止時離地高度為h’，兩者共同速度為v’，分別為：

然后球與管再以共同速度v’作豎直上拋運動，再上升高度h’’為

因此，管上升最大高度H’=h’+h’’=

（3）當球與管第二次共同下落時，離地高為，球位于距管頂處，同題（1）可解得在第二次反彈中發(fā)生的相對位移。

 

16. 解析：(1)小球最后靜止在水平地面上，在整個運動過程中，空氣阻力做功使其機械能減少，設小球從開始拋出到最后靜止所通過的路程S，有 fs=mv02/2       已知 f ＝0.6mg    代入算得： s=  5 v02/(6g)                

    (2)第一次上升和下降：設上升的加速度為a11．上升所用的時間為t11，上升的最大高度為h1；下降的加速度為a12，下降所用時間為t12．

    上升階段：F合＝mg＋f ＝1.6 mg

    由牛頓第二定律：a11 ＝1.6g           

    根據：vt＝v0－a11t11，  vt＝0

    得：v0＝l.6gt11， 所以t11＝ 5 v0/(8g)              

    下降階段：a12=(mg-f)/m= 0.4g          

    由h1= a11t112/2  和 h2= a12t122/2      得：t12＝2t11＝5 v0/(4g)          

    所以上升和下降所用的總時間為：T1＝t11＋t12＝3t11＝  15 v0/(8g)        

    第二次上升和下降，以后每次上升的加速度都為a11，下降的加速度都為a12；設上升的初速度為v2，上升的最大高度為h2，上升所用時間為t21，下降所用時間為t22

    由v22=2a12h1  和v02=2a11h1          得  v2＝ v0/2           

    上升階段：v2＝a11t21     得：t21= v2/ a11=  5 v0/(16g)       

    下降階段：  由  h2= a11t212/2   和h2= a12t222/2        得t22＝2t21       

 所以第二次上升和下降所用總時間為：T2＝t21＋t22＝3t21＝15 v0/(16g)= T1/2    

    第三次上升和下降，設上升的初速度為v3，上升的最大高度為h3，上升所用時間為t31，下降所用時間為t32

    由 v32=2a11h2    和v22=2a12h2          得：  v3＝ v2/2  = v0/4

    上升階段：v3＝a11t3l，得t31＝ 5 v0/(32g)    

    下降階段：由 h3= a11t312/2       和h3= a12t322/2            得：t32＝2t31    

    所以第三次上升和下降所用的總時間為：T3＝t31＋t32＝3t31＝15 v0/(32g)= T1/4       

    同理，第n次上升和下降所用的總時間為： Tn＝        

    所以，從拋出到落地所用總時間為： T=15 v0/(4g)

 


同步練習冊答案