Question

（1 ）如圖，某同學用游標為20分度的卡尺測量一金屬圓板的直徑為

 

cm．

（2）某同學在研究平拋運動的實驗中，他在豎直墻上記錄了拋物線軌跡的一部分，如圖所示，O點不是拋出點，X軸沿水平方向，由圖中所給的數據求：①小球平拋的初速度是

 

m/s；②從拋出點到S點所經歷的時間是

 

s．g取10m/s2．
（3 ）用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．實驗所用的電源為學生電源，輸出電壓為6V的“交流“和”直流”兩種．重錘從高處由靜止開始下落，拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量、分析，即可驗證機械能守恒定律．
①下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：
A．按照圖示的裝置安裝器件；
B．將打點計時器接到電源的“直流“上；
C．先釋放紙帶，再接通電源打出一條紙帶；
D．測量紙帶上某些點間的距離；
E．根據測量的結果，分別計算重錘下落過程中減少的重力勢能和增加的動能．
其中操作不當的步驟是

 

．（填選項前對應的序號字母）
②正確操作后打出的紙帶如圖所示，根據打出的紙帶，選取紙帶上連續的五個點A、B、C、D、E，測出AC的距離為s1，CE的距離為s2，打點的頻率為f，根據這些條件，打C點時重錘下落的速率vc=

 

．

③實驗中發現，重錘減小的重力勢能大于重錘增加的動能，其主要原因是在重錘下落的過程中受到阻力作用，假設阻力大小不變，可以通過該實驗裝置測阻力的大小．若已知當地重力加速度為g，重錘的質量為m．試用這些物理量、打點的頻率f和上圖紙帶上的數據符號表示出重錘在下落過程中受到的阻力大小F=

 

．

Answer 1

分析：清楚游標卡尺的精確度和讀數方法．
處理平拋運動的方法是分解，從水平方向和豎直方向研究．
了解實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數據處理．

解答：解：（1）該游標卡尺的精確度為0.05mm，
讀數為5.080cm．
（2）①從A點到B點的水平位移等于B點到C點的水平位移．
所以t_AB=t_BC，
根據豎直方向的勻加速直線運動規律得：
△y=gt²=45cm-35cm=10cm=0.1m
t=0.1s
小球平拋的初速度v=4m/s．
平拋運動在豎直方向上是自由落體運動，所以B點豎直方向速度V_By=4m/s
V_By=gt_B
所以t_B=0.4s．
（3）①操作不當的步驟是：
B、將打點計時器接到電源的“交流“上
C、開始記錄時，應先給打點計時器通電打點，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點計時時器的電源，由于重物運動較快，不利于數據的采集和處理，會對實驗產生較大的誤差．
②打點的頻率為f，所以周期T=

1

f

，
根據運動學公式得：
打C點時重錘下落的速率v_c=

xAE

tAE

=

(s1+s2) f

4

根據運動學公式得：△x=at²，
a=

(s2-s1)

( 2 f )2

=

(s2-s1)  f2

4

在下落過程中，重錘受重力mg和阻力F，根據牛頓第二定律得：
F_合=mg-F=ma
得：F=mg-m

(s2-s1) f2

4

故答案為：（1）5.080；
（2）①4；②0.4；
（3）①BC； ②

(s1+s2) f

4

；③mg-m

(s2-s1) f2

4

點評：對于游標卡尺的讀數要注意精確度和單位．
能夠利用勻變速運動規律解決平拋運動問題．
運用牛頓第二定律求解阻力．