12.利用已学的高中物理力学知识.设计一个方案.测量一块放在正在绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中的木块的质量.要求方案切实可行.且测量的结果精度尽可能高. 【查看更多】

 

题目列表(包括答案和解析)

)假设我们已经进入了航天时代,某高中学生组成的航天兴趣小组乘外星科学考察飞船到达了X星球(已知该星球与地球极其相似),他们准备利用单摆的知识测量X星球表面的重力加速度gx。由于没有规则的小球,他们用了一个不规则的物体代替摆球做成单摆,第一次实验使摆线长为l1,测出周期为T1;第二次实验使摆线长为l2,测出周期为T2。若两次实验中摆线都系在物体的同一位置,则利用这两组数据可测得当地重力加速度的值为gx==____________________。   
    如果在处理数据时,将摆线长作为摆长,根据T==2π分别求出两次的g值,然后取其算术平均值作为测得的gx值,则测出的gx值将_________。(填“偏小”或“偏大”)

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两百多年来,自行车作为一种便捷的交通工具,已经融入人们的社会生活之中,骑自行车出行,不仅可以减轻城市交通压力和减少汽车尾气污染,而且还可以当作一项很好的健身运动。

(1).下图为一种早期的自行车,这种不带链条传动系统的自行车前轮的直径很大,这样的设计在当时主要是为了(    )

A.提高速度                              B.提高稳定性

C.骑行方便                              D.减小阻力

(2).自行车的设计蕴含了许多物理知识。利用所学知识完成下表。

自行车的设计

目的(从物理知识角度考虑)

车架用铝合金、钛合金代替钢架

减轻车重

车胎变宽

 

自行车后轮外胎上的花纹

 

(3).小明同学在学习了圆周运动的知识后,设计了一个课题,名称为:快速测量自行车的骑行速度。他的设想是:通过计算踏脚板转动的角速度,推算自行车的骑行速度。经过骑行,他得到如下数据:

在时间t内踏脚板转动的圈数为N,那么踏脚板转动的角速度ω=________;要推算自行车的骑行速度,还需要测量的物理量有________________________________________________;

自行车骑行速度的计算公式v=________。

(4).与普通自行车相比,电动自行车骑行更省力。下表为某一品牌电动自行车的部分技术参数。

规格

后轮驱动直流永磁铁电机

车型

14°电动自自行车

额定输出功率

200 W

整车质量

40 kg

额定电压

48 V

最大载重

120 kg

额定电流

4.5 A

    在额定输出功率不变的情况下,质量为60 kg的人骑着此电动自行车沿平直公路行驶,所受阻力恒为车和人总重的0.04倍,当此电动车达到最大速度时,牵引力为________N;当车速为2 m/s时,其加速度为________m/s2。(取g=10 m/s2)。

(5).以自行车代替汽车出行,可以减少我们在现代生活中留下的“碳足迹”,积极应对全球气候变暖的严峻挑战。我们的各种行为留下的“碳足迹”可以用直观的“碳足迹计数器”进行估算。比如:

开车的二氧化碳排放量(kg)=汽油消耗升数×2.2

设骑车代替开车出行100 km,可以节油9 L,则可以减排二氧化碳约(    )

A.100 kg               B.20 kg               C.9 kg               D.2.2 kg

5.B

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㈠

某同学利用光电门传感器设计了一个研究小物体自由下落时机械能是否守恒的实验,实验装置如图所示,图中A、B两位置分别固定了两个光电门传感器。实验时测得小物体上宽度为d的挡光片通过A的挡光时间为t1,通过B的挡光时间为t2。为了证明小物体通过A、B时的机械能相等,还需要进行一些实验测量和列式证明。

⑴选出下列必要的实验测量步骤

A.用天平测出运动小物体的质量m

B.测出A、B两传感器之间的竖直距离h

C.测出小物体释放时离桌面的高度H

D.用秒表测出运动小物体通过A、B两传感器的时间△t

⑵若该同学用d和t的比值来反映小物体经过A、B光电门时的速度,并设想如果能满足________________________关系式,即能证明在自由落体过程中小物体的机械能是守恒的。

⑶该同学的实验设计可能会引起明显误差的地方是(请写出一种): _____________。

㈡物体在空中下落的过程中,重力做正功,物体的动能越来越大,为了“探究重力做功和物体动能变化间的定量关系”,我们提供了如下图的实验装置。

⑴某同学根据所学的知识结合右图设计一个本实验情景的命题:

如图所示,设质量为m(已测定)的小球在重力mg作用下从开始端自由下落至光电门发生的  ①  ,通过光电门时的 ② ,试探究外力做的功 ③ 与小球动能变化量

④  的定量关系。(请在①②空格处填写物理量的名称和对应符号;在③④空格处填写数学表达式。)

⑵某同学根据上述命题进行如下操作并测出如下数字。

①用天平测定小球的质量为0.50kg;

②用游标尺测出小球的直径为10.0mm;

③用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为80.80cm;

④电磁铁先通电,让小球             。

⑤          ,小球自由下落。

⑥在小球经过光电门时间内,计时装置记下小球经过光电门所用时间为2.50×10-3s,由此可算得小球经过光电门时的速度为      m/s。

⑦计算得出重力做的功为     J,小球动能变化量为       J。(g取10m/s2,结果保留三位有效数字)

⑶试根据在⑵条件下做好本实验的结论:                  。

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(2010?河西区二模)(1)北京正负电子对撞机的储存环是长为24m的圆形轨道,某时刻测得环中电流强度为10mA,已知这是正在环中运行的电子有
5×1011个,则可估算出这是电子的速率为
3×106m/s
3×106m/s
.
(2)像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如(1)所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.先利用图(2)所示装置测量滑块和长1m左右的木块间的动摩擦因数,图中MN是水平桌面,Q是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上的两个光电门,与之连接的两个光电计时器没有画出,此外在木板顶端的P点还悬挂着一个铅锤,让滑块从木板顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示挡光时间分别为5×102s和2×102s,用游标卡尺测量小滑块的宽度d,卡尺示数如图(3)所示.
(a)读出滑块的宽度d=
5.015cm
5.015cm
cm
(b)若仅提供一把米尺,已知当地的重力加速度为g,为完成测量,除了研究v1、v2和两个光电门之间的距离L外,还需要测量的物理量是
p点到桌面的高度h,重锤在桌面上所指的点与Q点的距离a,斜面的长度b,
p点到桌面的高度h,重锤在桌面上所指的点与Q点的距离a,斜面的长度b,
(指明代表物理量的字母).
(c)用(3)中各量求解动摩擦因数的表达式μ=
h
a
-
(
v
2
2
-v
2
1
)b
2Lga
h
a
-
(
v
2
2
-v
2
1
)b
2Lga
(用字母表示)
(3)一只小灯泡标有“3V、0.6W”字样.现用图(4)给出的器材测量该小灯泡正常发光时的电阻R1.(滑动变阻器最大阻值为
10Ω,电源电动势为12V,内阻为1Ω;电流表内阻为1Ω,电压表内阻为10KΩ).
(a)在设计电路的过程中,为了尽量减小实验误差,电流表应采用
外接
外接
(选填“内接”或“外接”)法.滑动变阻器的连接方式应采用
分压式
分压式
(选填“分压式”或“限流式”)
(b)尽量减小实验误差,用笔画线当导线,根据要求将实物图连成完整的电路(图中有三根导线已经接好)
(c)若小灯泡发光暗时的电阻为R2,根据所学的知识可判断出R1与R2的大小关系为:R1
大于
大于
R2(选填“大于”、“等于”或“小于”)

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(本题14分)两百多年来,自行车作为一种便捷的交通工具,已经融入人们的社会生活之中,骑自行车出行,不仅可以减轻城市交通压力和减少汽车尾气污染,而且还可以作为一项很好的健身运动。
小题1:右图为一种早期的自行车,这种不带链条传动的自行车前轮的直径很大,这样的设计在当时主要是为了(  )
A.提高速度
B.提高稳定性
C.骑行方便
D.减小阻力
小题2:自行车的设计蕴含了许多物理知识,利用所学知识完成下表
自行车的设计
目的(从物理知识角度)
车架用铝合金、钛合金代替钢架
减轻车重
车胎变宽
 
自行车后轮外胎上的花纹
 
小题3:小明同学在学习了圆周运动的知识后,设计了一个课题,名称为:快速测量自行车的骑行速度。他的设想是:通过计算踏脚板转动的角速度,推算自行车的骑行速度。经过骑行,他得到如下的数据:在时间t内踏脚板转动的圈数为N,那么脚踏板转动的角速度=             ;要推算自行车的骑行速度,还需要测量的物理量有                                 ;自行车骑行速度的计算公式v=             。

小题4:与普通自行车相比,电动自行车骑行更省力。下表为某一品牌电动自行车的部分技术参数。
在额定输出功率不变的情况下,质量为60Kg的人骑着此自行车沿平直公路行驶,所受阻力恒为车和人总重的0.04倍。当此电动车达到最大速度时,牵引力为       N,当车速为2m/s时,其加速度为         m/s2(g=10m/s2)。
规格
后轮驱动直流永磁铁电机
车型
14电动自行车
额定输出功率
200W
整车质量
40Kg
额定电压
48V
最大载重
120 Kg
额定电流
4.5A
小题5:以自行车代替汽车出行,可以减少我们现代生活中留下的“磁足迹”,积极应对全球气候变暖的严峻挑战。我们的各种行为留下的“磁足迹”可以用直观的“磁足迹计数器”进行估算。比如:
开车的二氧化碳排放量(Kg)=汽油消耗升数×2.2
设骑车代替开车出行100Km,可以节约9L,则可以减排的二氧化碳越(  )
A.100Kg
B.20Kg
C.9 Kg
D.2.2 Kg

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同步练习册答案