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押题精选18 力学实验与创新
1.为了测量一楼房的高度,某实验小组进行了如下实验:
(1)一同学从楼顶由静止释放一小石子;
(2)另一同学用照相机拍得一张照片如图所示,图中白色线条为石子下落的径迹,A、B两点恰好都在砖缝的下沿;
(3)用刻度尺测得10块砖的厚度为
(包括砖缝)石子下落的径迹若照相机的曝光时间为,根据以上测量数据,可得曝光时间内小石块下落的平均速度大小为______
;若把该平均速度近似作为
连线中点的瞬时速度,取重力加速度
,则可得楼顶距离地面的高度为_______m(保留4位有效数字)。
【答案】14 10.49
【详解】(3)[1] 由题知,10块砖的厚度为70.0cm,而A、B间是4块砖,所以A、B两点的间距为
在曝光时间内小石块下落的平均速度为
[2] 设A、B连线中点距楼顶高度为h,若A、B连线中点的速度等于其平均速度,则由
可得
又A、B连线中点距地面有7块砖的厚度,所以A、B连线中点距地面的高度为
所以楼顶距离地面的高度为
2.一小组到仓储站劳动实践,在调试如图甲所示的谷物传送机时,发现启动阶段水平放置的传送带不是匀速运动。为探究传送带在启动阶段的运动性质,该小组进行了以下操作:
①用细绳一端拴盛有小米的纸质漏斗,做成一个单摆;
②一同学站在传送带旁边,手持绳的另一端于传送带中线的正上方不动,漏斗尽量贴近传送带;
③将漏斗适当拉离平衡位置,撕开漏斗下部,让米流出,同时放开漏斗,使单摆始终垂直于传送带中线运动;
④启动传送带,一段时间后,摆动的漏斗撒出的米在传送带上留下的痕迹如图乙所示,已知重力加速度g=10m/s2,请回答以下问题:
(1)用你的毫米刻度尺测量图片中OA的长度为_________mm,为判断传送带在启动阶段的运动性质,还需要测出____________的长度;
(2)根据你的测量数据得出的结论是_____________________,理由是_____________。
【答案】根据印刷试题中实际距离评分,有效数字须正确 OB和OC(或者AB和BC) 可看做匀加速运动 在误差允许范围内,连续相等的时间段内的位移差相等
【详解】(1)[1][2]根据印刷试题中实际距离评分,有效数字须正确。
需要测出OB和OC(或者AB和BC)来计算相同时间内位移差的大小,以此判断运动状态。
(2)[3][4]由图可知,经过
、
、
所用的时间相同,且在误差范围内,
近似等于
,即在连续相等时间段内位移差相等,符合匀加速运动的条件,因此可以得出该运动是匀加速直线运动。
3.某学习小组的同学要应用自由落体运动知识测当地重力加速度g,现已找来了如下器材:如图所示的对称“工”字形金属薄片、铁架台及其附件、光电计时器1套。
(1)根据实验目的,需要的器材还有(____)
A.天平 B.打点计时器
C.秒表、 D.游标卡尺
(2)需要测量的物理量除了“工” 字形金属薄片上、下水平部分的厚度d和它们之间竖直部分的长度L外(d<<L),还需要测量的物理量是_____( 说明物理量名称和表示它的字母符号);
(3)用(2)中的物理量字母表示实验中测重力加速度的表达式g =___。
【答案】D “工”字形金属薄片上、下水平部分分别通过光电计时器的时间
和
【详解】(1)[1].此实验不必测量质量,不需天平;用光电计时器计时,故不需打点计时器和秒表;需要用游标卡尺测量“工”字形金属薄片上、下水平部分的厚度
,故选D.
(2)[2].要测当地重力加速度
,就必须测得“工”字形金属薄片上、下水平部分分别通过光电计时器的速度,故而需要测量“工”字形金属薄片上、下水平部分分别通过光电计时器的时间
和
.
(3)[3].“工”字形金属薄片上、下水平部分分别通过光电计时器的速度
又
得
4.2020年12月8日,中尼两国共同宣布了珠穆朗玛峰的最新高度为海拔8848.86米,此次珠峰高度测量实现了北斗卫星导航系统首次应用、首次实测珠峰峰顶重力值等多项第一。同时,雪深探测雷达、重力仪、超长距离测距仪等一大批国产现代测量设备纷纷亮相。重力仪的内部包含了由弹簧组成的静力平衡系统。
为测量某弹簧劲度系数,某探究小组设计了如下实验,实验装置如下图(1)图(2)所示,角度传感器与可转动“T”形螺杆相连,“T”形螺杆上套有螺母,螺母上固定有一个力传感器,力传感器套在左右两个固定的套杆(图2中未画出)上,弹簧的一端挂在力传感器下端挂钩上,另一端与铁架台底座的固定点相连。当角度传感器顶端转盘带动“T”形螺杆转动时,力传感器会随着“T”形螺杆旋转而上下平移,弹簧长度也随之发生变化。
(1)已知“T”形螺杆的螺纹间距d