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年二輪專題突破(八)“力與運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)專練1.用雷達(dá)探測(cè)一高速飛行器的位置。從某時(shí)刻(t=0)開始的一段時(shí)間內(nèi),該飛行器可視為沿直線運(yùn)動(dòng),每隔1s測(cè)量一次其位置,坐標(biāo)為x,結(jié)果如下表所示:t/s0123456x/m050710941759250533294233回答下列問題:(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可判斷該飛行器在這段時(shí)間內(nèi)近似做勻加速運(yùn)動(dòng),判斷的理由:________________________________________________________________________________________________________________________________________________;(2)當(dāng)x=507m時(shí),該飛行器速度的大小v=________m/s;(3)這段時(shí)間內(nèi)該飛行器加速度的大小a=________m/s2。(保留2位有效數(shù)字)2.某實(shí)驗(yàn)小組用如圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置校對(duì)流量計(jì)。盛水容器上端開口,下端有橫截面一定的細(xì)管(厚度可忽略)與流量計(jì)相連(流量計(jì)可測(cè)得每秒流出液體的體積)。打開開關(guān)讓水沿水平方向噴出,為保證流速恒定,實(shí)驗(yàn)時(shí)不斷給容器加水保持液面穩(wěn)定,已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。請(qǐng)完善如下實(shí)驗(yàn)步驟:(1)安裝器材前用螺旋測(cè)微器測(cè)量細(xì)管的直徑如圖(b)所示,其直徑為d=__________mm;(2)按圖(a)安裝好實(shí)驗(yàn)器材,測(cè)定噴口到地面的豎直距離y,再打開開關(guān)讓水噴出;(3)待水流運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后,讀出流量計(jì)讀數(shù),測(cè)量______________,計(jì)算水噴出時(shí)的初速度;(4)測(cè)得水噴出時(shí)初速度為v,則液體的流量表達(dá)式Q=__________,代入具體數(shù)值可計(jì)算出實(shí)際流量。(5)將實(shí)際流量值與讀數(shù)值比較,進(jìn)行流量計(jì)校對(duì)。3.某同學(xué)利用如圖所示的裝置測(cè)量重力加速度,其中光柵板上交替排列著等寬度的遮光帶和透光帶(寬度用d表示)。實(shí)驗(yàn)時(shí)將光柵板置于光電傳感器上方某高度,令其自由下落穿過光電傳感器。光電傳感器所連接的計(jì)算機(jī)可連續(xù)記錄遮光帶、透光帶通過光電傳感器的時(shí)間間隔Δt。(1)除圖中所用的實(shí)驗(yàn)器材外,該實(shí)驗(yàn)還需要____(選填“天平”或“刻度尺”);(2)該同學(xué)測(cè)得遮光帶(透光帶)的寬度為4.50cm,記錄時(shí)間間隔的數(shù)據(jù)如表所示,編號(hào)1遮光帶2透光帶3遮光帶…Δt/(×10-3s)73.0438.6730.00…根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可得編號(hào)為3的遮光帶通過光電傳感器的平均速度大小為v3=________m/s;(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)(3)某相鄰遮光帶和透光帶先后通過光電傳感器的時(shí)間間隔分別為Δt1、Δt2,則重力加速度g=________(用d、Δt1、Δt2表示);(4)該同學(xué)發(fā)現(xiàn)所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果小于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋?qǐng)寫出一條可能的原因:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。4.在天宮課堂中,我國(guó)航天員演示了利用牛頓第二定律測(cè)量物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)。受此啟發(fā),某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌、力傳感器、無線加速度傳感器、輕彈簧和待測(cè)物體等器材設(shè)計(jì)了測(cè)量物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn),如圖(a)所示。主要步驟如下:①將力傳感器固定在氣墊導(dǎo)軌左端支架上,加速度傳感器固定在滑塊上;②接通氣源,放上滑塊,調(diào)平氣墊導(dǎo)軌;③將彈簧左端連接力傳感器,右端連接滑塊。彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)滑塊左端位于O點(diǎn)。A點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為5.00cm,拉動(dòng)滑塊使其左端處于A點(diǎn),由靜止釋放并開始計(jì)時(shí);④計(jì)算機(jī)采集獲取數(shù)據(jù),得到滑塊所受彈力F、加速度a隨時(shí)間t變化的圖像,部分圖像如圖(b)所示?;卮鹨韵聠栴}(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字):(1)彈簧的勁度系數(shù)為________N/m。(2)該同學(xué)從圖(b)中提取某些時(shí)刻F與a的數(shù)據(jù),畫出a-F圖像如圖(c)中Ⅰ所示,由此可得滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量為________kg。(3)該同學(xué)在滑塊上增加待測(cè)物體,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟,在圖(c)中畫出新的a-F圖像Ⅱ,則待測(cè)物體的質(zhì)量為________kg。5.為探究小碟子與餐桌上水平轉(zhuǎn)盤間的動(dòng)摩擦因數(shù),一同學(xué)設(shè)計(jì)了這樣的實(shí)驗(yàn):如圖所示,轉(zhuǎn)盤可繞過圓心O的豎直軸水平轉(zhuǎn)動(dòng),將轉(zhuǎn)盤上的一點(diǎn)標(biāo)記為P,在該點(diǎn)放上小碟子,測(cè)得P與O的距離為r,重力加速度為g。a.讓轉(zhuǎn)盤開始轉(zhuǎn)動(dòng)并緩慢增大到轉(zhuǎn)速為n1,這一過程中碟子與轉(zhuǎn)盤總相對(duì)靜止;b.讓轉(zhuǎn)盤突然停止轉(zhuǎn)動(dòng),碟子在轉(zhuǎn)盤上滑行一段距離后停在Q(圖中未畫出)點(diǎn),測(cè)出P、Q兩點(diǎn)間的距離為x1;c.改變轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速n,重復(fù)a、b步驟得到多組x的值,根據(jù)數(shù)據(jù)作出x-n2圖像,求出該圖線的斜率為k。完成下列填空:(1)當(dāng)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速為n1時(shí),碟子速度的大小為______(用物理量的符號(hào)表示);(2)轉(zhuǎn)盤突然停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),碟子相對(duì)轉(zhuǎn)盤速度的方向?yàn)開_______(填選項(xiàng)前字母);A.沿OP方向 B.沿PO方向C.沿與OP垂直的方向(3)碟子與轉(zhuǎn)盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)為________(用物理量的符號(hào)表示)。6.斜坡是常見的一種道路情況。小張同學(xué)用卷尺和一把彈簧槍如圖(a)所示,結(jié)合自己的身高h(yuǎn)及平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí),測(cè)量出自己家門口的一段長(zhǎng)斜坡的高度,具體實(shí)驗(yàn)過程如下:(1)小張同學(xué)先找一段水平路面,將小球裝入彈簧槍中;(2)用小球壓縮彈簧并記錄壓縮后彈簧的長(zhǎng)度,將彈簧槍貼在頭頂處沿__________(選填“水平”“豎直”)方向發(fā)射,如圖(b)所示,然后測(cè)量出小球落地點(diǎn)到發(fā)射點(diǎn)的水平距離x;(3)改變并記錄彈簧槍內(nèi)彈簧的長(zhǎng)度,重復(fù)步驟(2)多測(cè)幾組x;(4)小張同學(xué)走上斜坡,先用卷尺測(cè)量出斜坡的長(zhǎng)度L,然后用小球壓縮彈簧到(2)、(3)步驟中對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度,再將彈簧槍貼在路面上沿(2)、(3)步驟中相同方向發(fā)射,如圖(c)所示,然后測(cè)量出相應(yīng)的小球落地點(diǎn)到發(fā)射點(diǎn)沿斜坡的距離x0;(5)用測(cè)得的x、x0繪制如圖(d)的圖像,其縱坐標(biāo)應(yīng)選擇__________(選填“x”“x2”或“x3”);(6)找出圖線的斜率為k,求出斜坡傾角θ的正弦值sinθ=__________(用h和k表示);(7)則斜坡的高度為H=Lsinθ。7.已知物體受到流體的阻力與其速度有關(guān),物體運(yùn)動(dòng)速度越大,阻力也越大。某興趣小組希望通過研究氣球運(yùn)動(dòng)得到氣球受空氣阻力f與其運(yùn)動(dòng)速度v的定量關(guān)系。他們將重物懸掛于氣球下方,并用天平稱得總質(zhì)量為m。一名同學(xué)在刻度尺的上方釋放氣球,另一名同學(xué)用手機(jī)在刻度尺前拍攝視頻,并得到分幀照片。如圖(a)為照片錯(cuò)開相等距離疊加而成。已知相鄰兩幀照片之間的時(shí)間間隔為T,氣球體積為V,空氣密度為ρ,重力加速度為g,請(qǐng)回答以下問題:(1)氣球做哪種運(yùn)動(dòng):____________________________________________________________;(2)為盡量精確得出
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