题目列表(包括答案和解析)
| 板长L/cm | 25 | 50 | 80 | 100 | 120 | 150 |
| 周期计算值T0/s | 0.70 | 1.00 | 1.27 | 1.41 | 1.55 | 1.73 |
| 周期测量值T/s | 0.81 | 1.16 | 1.47 | 1.64 | 1.80 | 2.01 |
学过单摆的周期公式以后,有的同学对钟摆产生了兴趣,他们先研究用厚度和质量分布均匀的方木块(如一把米尺)做成的摆(这种摆被称为复摆),如图所示.让其在竖直平面内做小角度摆动,C点为重心,板长为L,周期用T表示.
甲同学猜想:复摆的周期应该与板的质量有关.
乙同学猜想:复摆的摆长应该是悬点到重心的距离L/2.
丙同学猜想:复摆的摆长应该大于L/2.
为了研究以上猜想是否正确,他们进行了下面的实验探索:
①把两个相同的木板完全重叠在一起,用透明胶(质量不计)粘好,测量其摆动周期,发现与单个木板摆动时的周期相同,重做多次仍有这样的特点.则证明了甲同学的猜想是________的(选填“正确”或“错误”).
②用T0表示板长为L的复摆看成摆长为L/2单摆的周期计算值
,用T表示板长为L复摆的实际周期测量值.计算与测量的数据如下表:
由上表可知,复摆的等效摆长________L/2(选填“大于”、“小于”或“等于”).
③为了进一步定量研究,同学们用描点作图法对数据进行处理,所选坐标如图.请在坐标上作出T-T0图,并根据图象中反映出的规律求出
=________(结果保留三位有效数字,其中L等是板长为L时的等效摆长,
).
学过单摆的周期公式以后,物理兴趣小组的同学们对钟摆产生了兴趣,老师建议他们先研究用厚度和质量分布均匀的方木条(如一把米尺)做成的摆(这种摆被称为复摆),如图所示。让其在竖直平面内做小角度摆动,C点为重心,板长为L,周期用T表示。
甲同学猜想:复摆的周期应该与板的质量有关。
乙同学猜想:复摆的等效摆长L等应该是悬点到重心的距离L/2。
丙同学猜想:复摆的等效摆长L等应该大于L/2。
为了研究以上猜想是否正确,同学们进行了下面的实验探索:
(1)把两个相同的木板完全重叠在一起,用透明胶(质量不计)粘好,测量其摆动周期,发现与单个木板摆动时的周期相同,重做多次仍有这样的特点。则证明了甲同学的猜想是_______________的(选填“正确”或“错误”)。
(2)将板长为L的复摆看作是摆长是L/2的单摆,利用单摆的周期公式可计算出其周期T0=2
,填入下表第二行;另外将板长为L的复摆的实际周期测量值用T表示,填入下表第三行。比较下表中T0与T的数据可知,复摆的等效摆长L等_________L/2(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
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板长L/cm |
25 |
50 |
80 |
100 |
120 |
150 |
|
周期计算值T0/s |
0.70 |
1.00 |
1.27 |
1.41 |
1.55 |
1.73 |
|
周期测量值T/s |
0.81 |
1.16 |
1.47 |
1.64 |
1.80 |
2.01 |
(3)为了进一步定量研究,同学们用描点作图法对数据进行处理,做出的T-T0关系图线如右图,请根据图线求出复摆的等效摆长L等跟板长L的关系表达式为__________
一、单选题:
1.B 2.B. 3.A 4.C 5.D 6.B
二、多选题:
7.BD 8.ABD 9.AC 10.CD 11.AC
三、填空题:
12.S1、S6 ;S1、S2、S3、S4、S5、S6 , B .纸带运动时受到打点计时器的阻力,测量计数点之间的距离时会有测量误差.
13.(1)斜槽末端水平, 保持小球水平抛出的初速度相同.(2)保持相邻痕迹点的水平距离大小相同 .(3)略
四、计算或论述题:
14.Fcos
=
(mg-Fsin
)
F(cos
+
sin
)=
mg ①
F=kx ②
联立解出:k=
15.原题解法不合理。正确解法为:设加速、减速时间分别为t1、t2
由题意得:
①
②
代入数据联立求解得到t1=9s、t2=2s
且途中实际最大速度
=
16.解:(1)设土星质量为M0,颗粒质量为m,颗粒距土星中心距离为r,线速度为v,
根据牛顿第二定律和万有引力定律:
①
解得:
.
对于A、B两颗粒分别有:
和
,得:
②
(2)设颗粒绕土星作圆周运动的周期为T,则:
③
对于A、B两颗粒分别有:
和
得:
④
(3)设地球质量为M,地球半径为r0,地球上物体的重力可视为万有引力,探测器上物体质量为m0,在地球表面重力为G0,距土星中心r0/=
km处的引力为G
⑤
⑥
由⑤⑥得:
(倍) ⑦
17.(1)由几何关系得:A向右移动
=
拉力F1做功:
=5.0 J
(2)设细绳与竖直方向的夹角为
,因绳不可伸长,所以:vBcos
=vAsin
则
vA1=vBcot
1=
m/s
vA2=vBcot
2=
m/s
拉力F2做功:w 2=mBg
h+(
)
代入数据解得: w2=3.8J
18.⑴ 减速运动,到右端时速度,
m/s=
包的落地点距B端的水平距离为
s=vt=v
=2×
m=
⑵由题意,
ω值的范围是ω≤10rad/s.
当ω1=40 rad/s时 ,包的落地点距B端的水平距离为s1==Rωt=v
=
⑶见图
19.(1)由功能关系,
①
=
=20 碰撞次数为20次,最后球停在C点
(2)设刚好球B能做完整的圆周运动,并设其在最高点的速度为v1,在最低点的速度为v2
③
④
⑤
联立③④⑤并代入数据,得L≤
再由②式得最后停在C点右侧
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