砝码m0
【解析】 【分析】
(1)根据题意确定输入端电路,在输出端接测量输出电压的电压表.
(2)先调节输入电压,使输出电压为零,然后测量物体质量;根据测量数据求出系数k. (3)从电源电压与量程等角度分析可能出现的问题. 【详解】
(1)根据“可测得与物体的质量成正比的输出电压U”可知:输出端应接电压表.又根据“为了使输入电路的电压调节范围尽可能大”可知:必须用滑动变阻器在输入端组成分压电路.设计的电路如图所示.
(2)测量步骤与结果:
A、调节滑动变阻器,使转换器的输出电压为零; B、将质量为m0的砝码放在转换器上,记下输出电压U0; C、将待测物放在转换器上,记下输出电压U1, (3)由以上测量可知,U0=km0g,U1=kmg 得【点睛】
这是一道设计型实验题,属开放型试题中重要的一种.力电转换器是学生没有用过的新仪器,能不能在试题所提供的各种信息中抓住最关键的有用信息,对学生的处理信息、电路设计和实验创新能力提出了较高要求.
四、解答题:本题共4题,每题5分,共20分
19. (本题9分)下暴雨时,有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害.某地有一倾角为θ=37°(sin37°=
)
,所以
的山坡C,上面有一质量为m的石板B,其上下表面与斜坡平行;B上有一碎石堆A(含有大量泥土),AA浸透雨水后总质量也为m和B均处于静止状态,如图所示.假设某次暴雨中,(可视为质量不变的滑块),在极短时间内,A、B间的动摩擦因数μ1减小为
,B、C间的动摩擦因数μ1减小为0.5,A、B开始运动,
此时刻为计时起点;在第1s末,B的上表面突然变为光滑,μ1保持不变.已知A开始运动时,A离B下边缘的距离l=17m,C足够长,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.取重力加速度大小g=10m/s1.求:
(1)在0~1s时间内A和B加速度的大小; (1)A在B上总的运动时间.
【答案】(1)a1=3m/s1; a1=1m/s1;(1)4s 【解析】
本题主要考查牛顿第二定律、匀变速运动规律以及多物体多过程问题; (1)在0-1s内,A和B受力如图所示
由滑动摩擦力公式和力的平衡条件得:
⑴
...⑵ ⑶
⑷
以沿着斜面向下为正方向,设A和B的加速度分别为,由牛顿第二定律可得:
⑸
⑹
联立以上各式可得a1=3m/s1⑺
a1=1m/s1..⑻
(1)在t1=1s,设A和B的加速度分别为,则 v1=a1t1=6m/s ⑼ v1=a1t1=1m/s ⑽
t>t1时,设A和B的加速度分别为
⑾ ⑿
即B做匀减速,设经时间,B的速度减为零,则:
⒀
联立⑽⑿⒀可得t1=1s ..⒁
在t1+t1时间内,A相对于B运动的距离为
⒂
此后B静止不动,A继续在B上滑动,设再经时间后t3,A离开B,则有
可得,t3=1s(另一解不合题意,舍去,) 则A在B上的运动时间为t总. t总=t1+t1+t3=4s
(利用下面的速度图象求解,正确的,参照上述答案信参考给分)
,
此时AB之间摩擦力为零,同理可得:
【考点定位】牛顿第二定律;匀变速直线运动;
【方法技巧】本题主要是考察多过程问题,要特别注意运动过程中摩擦力的变化问题.要特别注意两者的运动时间不一样的,也就是说不是同时停止的.
20. (本题9分)小明课外研究性小组自制一枚火箭,火箭从地面发射后,始终在垂直于地面的方向上运动,火箭点火后可认为做匀加速直线运动,经过4s到达离地面40m高处时燃料恰好用完,若不计空气阻力,取g=10m/s2,求:火箭离地面的最大高度和从发射到残骸落回地面过程的总时间。
【答案】60 m;(6+23)s 【解析】 【分析】 【详解】
⑴ 前4s内的平均速度:
v?由
x40?m/s?10m/s t4得4s时的瞬时速度为
v=20m/s
v2=20m 4s后做竖直上抛运动,上升的高度:h=2g则上升的最大高度:hmax=60m
⑵火箭燃料用完后做竖直上抛运动,到落地位移为-40m,则由则总时间:
得:t?2?23s
t总?6s?23s
21.A距水平地面高H=0.75m,C距水平地面高h=0.45m。如图所示,轨道ABC被竖直地固定在水平桌面上,一个质量m=0.1kg的小物块自A点从静止开始下滑,从C点以水平速度飞出后落在地面上的D点。现测得C、D两点的水平距离为x=0.6m。不计空气阻力,取g=10m/s2。求
(1)小物块从C点运动到D点经历的时间t; (2)小物块从C点飞出时速度的大小vC;
(3)小物块从A点运动到C点的过程中克服摩擦力做的功。 【答案】 (1) t=0.3s (2) vC=2.0m/s (3)0.1J 【解析】 【详解】
(1)小物块从C水平飞出后做平抛运动,由h?得小物块从C点运动到D点经历的时间t?12gt 22h?0.3s g