題目列表(包括答案和解析)
某同學利用透明直尺和光電計時器來驗證機械能守恒定律，實驗的簡易示意圖如圖甲所示，當有不透光物體從光電門間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間。光電門傳感器可測的最短時間為0.01ms。將擋光效果較好的黑色磁帶（寬度為d）貼在透明直尺上，從一定高度由靜止釋放，并使其豎直通過光電門。某同學測得各段黑色磁帶通過光電門的時間△ti與圖中所示的高度差△hi ，并將部分數據進行了處理，結果如下表所示。（取g＝9.8 m/s2，注：表格中M為直尺質量）
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| 次數 | Dti（10-3s） |
| DEki= | Dhi（m） | MgDhi |
| 1 | 1.56 | 2.85 | |||
| 2 | 1.46 | 3.05 | 0.59M | 0.06 | 0.59M |
| 3 | 1.37 | 3.25 | 1.22M | 0.13 | 1.23M |
| 4 | 1.30 | 3.42 | 1.79M | 0.18 | 1.80 M |
| 5 | 1.25 | 3.55 | 2.25M | 0.23 | 2.26M |
（1）從表格中數據可知，直尺上磁帶通過光電門的瞬時速度是利用
求出的，請你簡要分析該同學這樣做的理由是： 。
（2）該同學用20等分的游標卡尺測量出黑色磁帶的寬度，其示數如圖乙所示，則d =_______mm。
（3）根據該實驗表格數據，請在答題紙上繪出DEk-Dh圖像，由圖像可得出結論：
。
（18分）（1）如圖所示，在“研究平拋物體運動”的實驗中，有一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長L=2.5 cm。若小球在平拋運動過程中的幾個位置如圖中的a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度的計算式為v0=__________（用L、g表示），其值為__________ m/s；小球在b點的速度大小為__________ m/s。（取g=10 m/s2，計算結果全部取2位有效數字），
（2）一物理興趣小組利用學校實驗室的數字實驗系統探究物體作圓周運動時向心力與角速度、半徑的關系。
①首先，他們讓一砝碼做半徑r為0.08m的圓周運動，數字實驗系統通過測量和計算得到若干組向心力F和對應的角速度ω，如下表。請你根據表中的數據在圖甲上繪出F-ω的關系圖像。
| 實驗序號 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| F/N | 2.42 | 1.90 | 1.43 | 0.97 | 0.76 | 0.50 | 0.23 | 0.06 |
| ω/rad·s-1 | 28.8 | 25.7 | 22.0 | 18.0 | 15.9 | 13.0 | 8.5 | 4.3 |
②通過對圖像的觀察，興趣小組的同學猜測F與ω2成正比。你認為，可以通過進一步轉換，做出____________關系圖像來確定他們的猜測是否正確。
③在證實了F∝ω2之后，他們將砝碼做圓周運動的半徑r再分別調整為0.04m、0.12m，又得到了兩條F-ω圖像，他們將三次實驗得到的圖像放在一個坐標系中，如圖乙所示。通過對三條圖像的比較、分析、討論，他們得出F∝ r的結論，你認為他們的依據是___________________________________________________________。
④通過上述實驗，他們得出：做圓周運動的物體受到的向心力F與角速度ω、半徑r的數學關系式是F=kω2r，其中比例系數k的大小為__________。（計算結果取2位有效數字）
（18分）（1）如圖所示，在“研究平拋物體運動”的實驗中，有一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長L=2.5 cm。若小球在平拋運動過程中的幾個位置如圖中的a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度的計算式為v0=__________（用L、g表示），其值為__________ m/s；小球在b點的速度大小為__________ m/s。（取g=10 m/s2，計算結果全部取2位有效數字），
（2）一物理興趣小組利用學校實驗室的數字實驗系統探究物體作圓周運動時向心力與角速度、半徑的關系。
①首先，他們讓一砝碼做半徑r為0.08m的圓周運動，數字實驗系統通過測量和計算得到若干組向心力F和對應的角速度ω，如下表。請你根據表中的數據在圖甲上繪出F-ω的關系圖像。
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實驗序號 |
1 |
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F/N |
2.42 |
1.90 |
1.43 |
0.97 |
0.76 |
0.50 |
0.23 |
0.06 |
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ω/rad·s-1 |
28.8 |
25.7 |
22.0 |
18.0 |
15.9 |
13.0 |
8.5 |
4.3 |
②通過對圖像的觀察，興趣小組的同學猜測F與ω2成正比。你認為，可以通過進一步轉換，做出____________關系圖像來確定他們的猜測是否正確。
③在證實了F∝ω2之后，他們將砝碼做圓周運動的半徑r再分別調整為0.04m、0.12m，又得到了兩條F-ω圖像，他們將三次實驗得到的圖像放在一個坐標系中，如圖乙所示。通過對三條圖像的比較、分析、討論，他們得出F∝ r的結論，你認為他們的依據是___________________________________________________________。
④通過上述實驗，他們得出：做圓周運動的物體受到的向心力F與角速度ω、半徑r的數學關系式是F=kω2r，其中比例系數k的大小為__________。（計算結果取2位有效數字）
（1）如圖所示，在“研究平拋物體運動”的實驗中，有一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長L=2.5 cm。若小球在平拋運動過程中的幾個位置如圖中的a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度的計算式為v0=__________（用L、g表示），其值為__________ m/s；小球在b點的速度大小為__________ m/s。（取g=10 m/s2，計算結果全部取2位有效數字），
（2）一物理興趣小組利用學校實驗室的數字實驗系統探究物體作圓周運動時向心力與角速度、半徑的關系。
①首先，他們讓一砝碼做半徑r為0.08m的圓周運動，數字實驗系統通過測量和計算得到若干組向心力F和對應的角速度ω，如下表。請你根據表中的數據在圖甲上繪出F-ω的關系圖像。
| 實驗序號 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| F/N | 2.42 | 1.90 | 1.43 | 0.97 | 0.76 | 0.50 | 0.23 | 0.06 |
| ω/rad·s-1 | 28.8 | 25.7 | 22.0 | 18.0 | 15.9 | 13.0 | 8.5 | 4.3 |
②通過對圖像的觀察，興趣小組的同學猜測F與ω2成正比。你認為，可以通過進一步轉換，做出____________關系圖像來確定他們的猜測是否正確。
③在證實了F∝ω2之后，他們將砝碼做圓周運動的半徑r再分別調整為0.04m、0.12m，又得到了兩條F-ω圖像，他們將三次實驗得到的圖像放在一個坐標系中，如圖乙所示。通過對三條圖像的比較、分析、討論，他們得出F∝ r的結論，你認為他們的依據是___________________________________________________________。
④通過上述實驗，他們得出：做圓周運動的物體受到的向心力F與角速度ω、半徑r的數學關系式是F=kω2r，其中比例系數k的大小為__________。（計算結果取2位有效數字）
（10分）某同學利用透明直尺和光電計時器來驗證機械能守恒定律，實驗的簡易示意圖如圖甲所示，當有不透光物體從光電門間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間。光電門傳感器可測的最短時間為0.01ms。將擋光效果較好的黑色磁帶（寬度為d）貼在透明直尺上，從一定高度由靜止釋放，并使其豎直通過光電門。某同學測得各段黑色磁帶通過光電門的時間△ti與圖中所示的高度差△hi ，并將部分數據進行了處理，結果如下表所示。（取g＝9.8 m/s2，注：表格中M為直尺質量）
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次數 |
ti（10-3s） |
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hi（m） |
Mghi |
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1 |
1.56 |
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0.59M |
0.06 |
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0.13 |
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0.18 |
1.80 M |
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5 |
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3.55 |
2.25M |
0.23 |
2.26M |
（1）從表格中數據可知，直尺上磁帶通過光電門的瞬時速度是利用
求出的，請你簡要分析該同學這樣做的理由是： 。
（2）該同學用20等分的游標卡尺測量出黑色磁帶的寬度，其示數如圖乙所示，則d =_______mm。
（3）根據該實驗表格數據，請在答題紙上繪出
圖像，由圖像可得出結論：
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