河北安平中学实验部高一年级物理学科寒假作业。
2023年2月17日
实验：研究匀变速直线运动。
1．某同学用如图1甲所示的实验装置研究匀变速直线运动．
图1实验步骤如下：
a．安装好实验器材；
b．让小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一系列小点，重复几次．选出一条点迹比较清晰的纸带，从便于测量的点开始，每五个点取一个计数点，如图乙中a、b、c、d等点；
c．测出s1、s2、s3、….
结合上述实验步骤，请你继续完成下列任务：
1)实验中，除打点计时器(含纸带、复写纸)，小车，一端附有滑轮的长木板，细绳，钩码，导线及开关外，在下列的仪器和器材中，必须使用的有填选项代号)
a．电压合适的50 hz交流电源 b．电压可调的直流电源。
c．秒表 d．刻度尺 e．天平 f．重锤 g．弹簧秤。
h．滑动变阻器。
2)如果小车做匀加速运动，所得纸带如图乙所示，则s1、s2、s3的关系是___已知打点计时器打点的时间间隔是t，则打c点时小车的速度大小是___
2．实验室利用打点计时器研究小滑块做减速运动时的运动情况，打出如图2所示的纸带，打点计时器接在频率为50 hz的交流电源上．请回答下列问题：
1)纸带的___填“a”或“b”)端与小滑块相连，纸带上ab段运动的时间为___
2)根据纸带请判断该滑块的运动属于___填“匀速”或“匀减速”)直线运动．
3)从纸带可以测出a、b两点间的距离为___滑块的加速度大小为计算结果保留三位有效数字)
图23．如图3甲所示，小车放在斜面上，车前端拴有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与打点计时器的纸带相连．起初小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离．启动打点计时器，释放重物，小车在重物的牵引下，由静止开始沿斜面向上运动，重物落地后，小车会继续向上运动一段距离．打点计时器使用的交流电频率为50 hz.图乙中a、b、c是纸带上的三段，纸带运动方向如箭头所示．
图3(1)根据所提供纸带上的数据，计算打c段纸带时小车的加速度大小为___m/s2.(结果保留两位有效数字)
2)打a段纸带时，小车的加速度是2.5 m/s2.请根据加速度的情况，判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的___段内．
4．一小球在桌面上做匀加速直线运动，现用高速摄影机在同一底片上多次**，记录下小球运动过程中在每次**时的位置，并将小球的位置编号，得到的**如图4所示．由于底片保管不当，其中位置4处被污损．若已知摄影机连续两次**的时间间隔均为1 s，则利用该**可求出：小球运动的加速度约为m/s2.位置4对应的速度为m/s，能求出4的具体位置吗填“能”或“不能”)．求解方法是不要求计算，但要说明过程)．
图45．在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图5所示，并在其上取了a、b、c、d、e、f、g 7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出，电火花计时器接220 v、50 hz交流电源．
图5(1)设电火花计时器的周期为t，计算f点的瞬时速度vf的公式为vf
2)他经过测量并计算得到电火花计时器在打b、c、d、e、f各点时物体的瞬时速度如下表．以a点对应的时刻为t＝0，试在下图所示坐标系中合理地选择标度，作出vt图象，并利用该图象求出物体的加速度am/s2；
(3)如果当时电网中交变电流的电压变成210 v，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比填“偏大”、“偏小”或“不变”)
实验：**弹力和弹簧伸长的关系。
6．在“**弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，以下说法正确的是( )
a．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度。
b．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态。
c．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量。
d．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等。
7．在“**弹力和弹簧伸长关系”的实验中，某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端，进行测量，根据实验所测数据，利用描点法作出了所挂钩码的重力g与弹簧总长l的关系图象，如图1所示．根据图象回答以下问题．
1) 弹簧的原长为___
2) 弹簧的劲度系数为___
3) 分析图象，总结出弹簧弹力f跟弹簧长度l之间的关系式为。
8．用如图2甲所示的装置测定弹簧的劲度系数，被测弹簧一端固定于a点，另一端b用细绳绕过定滑轮挂钩码，旁边竖直固定一最小刻度为mm的刻度尺，当挂两个钩码时，绳上一定点p对应刻度如下图乙中ab虚线所示，再增加一个钩码后，p点对应刻度如下图乙中cd虚线所示，已知每个钩码质量为50 g，重力加速度g＝9.8 m/s2，则被测弹簧的劲度系数为___n/m，挂三个钩码时弹簧的形变量为___cm.
图29．某同学利用如图3(a)装置做“**弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验．
1)在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持___状态．
2)他通过实验得到如下图(b)所示的弹力大小f与弹簧长度x的关系图线．由此图线可得该弹簧的原长x0cm，劲度系数kn/m.
3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如下图(c)所示时，该弹簧的长度xcm.
图310．某实验小组做“**弹力和弹簧伸长量的关系”的实验．实验时，先把弹簧平放在桌面上，用刻度尺测出弹簧的原长l0＝4.6 cm，再把弹簧竖直悬挂起来，在下端挂钩码，每增加一只钩码均记下对应的弹簧的长度x，数据记录如下表所示。
1)根据表中数据在图4中作出fx图线；
图4(2)由此图线可得，该弹簧劲度系数k＝__n/m；
3)图线与x轴的交点坐标大于l0的原因是。
2月17日作业答案。
1. 解析 (2)因小车做匀加速直线运动，所以s3－s2＝s2－点是bd段的时间中点，则c点的瞬时速度等于该段的平均速度．vc＝.
答案 (1)ad (2)s3－s2＝s2－s1
2. 解析 (1)小滑块做减速运动，从纸带上计时点的分布看出，从左向右，相邻计时点之间的距离越来越大，因此纸带的b端与小滑块相连，纸带上ab段运动的时间为4×t＝4×0.02 s＝0.
08 s.
2)从左向右纸带上相邻两计时点的距离之差分别为δx1＝(5.20－3.00) cm－(3.
00－1.00) cm＝0.20 cm，δx2＝(7.
60－5.20) cm－(5.20－3.
00) cm＝0.20 cm，δx3＝(10.20－7.
60) cm－(7.60－5.20) cm＝0.
20 cm，显然δx1＝δx2＝δx3，因此该滑块做匀减速直线运动．
3)纸带上a、b两点之间的距离为xab＝(10.20－1.00)cm＝9.20 cm.由公式δx＝at2得滑块运动的加速度大小a＝＝m/s2＝5.00 m/s2.
答案 (1)b 0.08 s (2)匀减速 (3)9.20 cm 5.00 m/s2
3. 解析 a＝m/s2
5.0 m/s2，由小车拖着纸带先加速后减速，知速度最大的一段时间内平均速度也大，相同时间内位移最大，故是在2.98 cm段内．
答案 (1)5.0 (2)2.98 cm
4. 解析从图中读出之间的距离为37.5 cm－24.
0 cm＝13.5 cm之间的距离为6.0 cm－1.
5 cm＝4.5 cm，利用逐差法有x56－x23＝3at2，求出a＝3.0×10－2 m/s2；位置4对应的速度为v4＝＝×10－2 m/s＝9×10－2 m/s；欲求4的具体位置，可以采用逐差法利用(x6－x4)－(x4－x2)＝4at2求解．
答案 3.0×10－2(2.8×10－2～3.1×10－2均可) 9×10－2 能利用(x6－x4)－(x4－x2)＝4at2可以求出位置4的具体位置(其他方法合理均可)
5. 解析 (1)利用“中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度”求f点的速度，可得vf＝；
2)用描点法作出vt图象如图所示，由图线的斜率求出加速度a＝＝0.40 m/s2；
3)电网中交变电流的电压变化，并不改变电火花计时器的周期，故测量值与实际值相比不变．
答案 (1) (2)见解析图 0.40 (3)不变。
6. 解析本题主要考查使用弹簧时应注意的问题．
本实验中应以所研究的一根弹簧为实验对象，在弹性限度内通过增减钩码的数目，以改变弹簧的拉力，来**弹力与弹簧伸长的关系，所以选a、b.
答案 ab7. 解析由题图知，当不挂钩码时，弹簧长10 cm，即弹簧原长为10 cm；弹簧的劲度系数等于图象的斜率，即k＝n/m＝1 000 n/m，由数学函数关系可得弹簧弹力f跟弹簧长度l之间的关系式为f＝1 000(l－0.10) n.
答案 (1)10 cm (2)1 000 n/m (3)f＝1 000(l－0.10) n
8. 解析增加一个钩码，弹簧的拉力增加δf＝mg＝0.49 n，弹簧的伸长量增加δx＝7 mm＝7×10－3 m，故弹簧的劲度系数为k＝＝n/m＝70 n/m.
挂三个钩码时，x′＝＝m＝2.10×10－2 m
2.10 cm.
答案 70 2.10
9. 解析 (1)为了刻度尺读数准确，要求刻度尺保持竖直．(2)由胡克定律可得：f＝k(x－x0)，可知：
图线与x轴的截距大小等于弹簧的原长，即x0＝4 cm；图线的斜率大小等于弹簧的劲度系数k＝50 n/m.(3)由胡克定律可得：f＝k(x－x0)，代入数据得x＝10 cm.
答案 (1)竖直 (2)4 50 (3)10
10. 解析 (1)用作图法研究弹簧的弹力与其伸长量的关系，由于实验误差，依据实验数据描成的点有时不会完全在一条直线上．这时所作直线应尽量多的通过这些点，并使不在直线上的点尽量均匀分布在所作直线两侧．明显与其他的点相差很远的点应该舍去．该题中所给出数据恰好可以在一条直线上，所以直接描点由刻度尺作图即可．
高一物理寒假作业16 含答案
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