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2024·山东烟台·二模)如图所示,在水平平台上静止放置一轻弹簧,弹簧左端与固定竖直挡板拴接,弹簧处于原长时标记右端对应平台台面上的O点,在O点右侧的A处固定一个光电门。已知水平平台摩擦很小可忽略不计,当地重力加速度为g。某同学利用该装置进行验证动量守恒定律实验,具体步骤如下:

 

在小滑块a上固定一个宽度为d的挡光片;

用天平分别测出小滑块ab的质量

使小滑块a向左压缩轻弹簧到某一位置,标记该位置后,由静止释放小滑块aa瞬间被弹开后沿平台向右运动,经过光电门后与另一小滑块b发生正碰,碰后两滑块先后从平台边缘飞出,分别落在水平地面的BC点;

记录小滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t

用刻度尺测出O之间的距离l、平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线分别与BC点之间的水平距离

改变弹簧压缩量,进行多次测量。

(1)若满足表达式      (用题目中给定的字母表示),则说明小滑块ab正碰过程动量守恒;

(2)该同学利用图像分析O之间的距离l与小滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t之间的数值关系,利用描点法做出如图乙所示的图像是一条过原点的直线,该图像纵轴表示l,则横轴表示      (选填t)。若该图像的斜率为c,则由图乙可求得该轻弹簧的劲度系数      。(弹簧的弹性势能可表示为,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量)

 

...

2024·山东济南·三模)两小球对心碰撞后相对速度大小与碰撞前相对速度大小的比值被称为此情形下的恢复系数,用表示。某实验小组利用如图甲所示的验证动量守恒定律的实验装置来探究影响恢复系数的因素。实验所用的小球为三个相同大小的钢球、玻璃球、橡胶球,钢球质量大于另外两球质量。

 

(1)先用钢球和玻璃球来进行实验探究,具体步骤如下:

a)安装实验装置,调整斜槽末端水平,在适当位置铺放好白纸和复写纸,复写纸在上,记下重垂线所指的位置

b)先不放被撞的玻璃球,让入射的钢球从斜槽上某位置处自由释放,重复10次,用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面,圆心就是小球落点的平均位置;

c)再把被撞玻璃球放在斜槽末端,让入射钢球仍从斜槽上同一位置自由释放,使它们发生对心正碰,重复实验10次,用步骤(b)的方法,标出碰后入射钢球落点的平均位置和被碰玻璃球落点的平均位置,如图乙所示,分别测量的距离;

d)多次改变钢球释放点的位置,重复上述步骤,分别测量到落点的距离。实验数据记录和处理的表格如表1所示:

实验次数

1

2

3

4

5

6

0.2841

0.3044

0.3365

0.3723

0.4234

0.4859

0.3952

0.4223

0.4665

0.5181

0.5882

0.6741

0.719


0.721

0.719

0.720

0.721

1

1中第2次实验的恢复系数    (保留三位有效数字);

(2)把被撞小球更换为橡胶球,重复上述实验,实验数据记录和处理的表格如表2所示:

实验次数

1

2

3

4

5

6

0.3729

0.4184

0.4561

0.5287

0.6107

0.6588

0.4052

0.4553

0.4965

0.5742

0.6631

0.7165

0.920

0.919

0.919

0.921

0.921

0.920

2

根据以上两组实验数据可得,恢复系数与碰前速度    (选填有关或者无关),与小球的材料   (选填有关或者无关)。

...

2024·山东济宁·三模)在探究小球做匀速圆周运动所受向心力大小F与小球质量m、角速度和半径r之间关系实验中:

 

(1)小明同学用如图甲所示装置进行实验,转动手柄,使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供,同时小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降,标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板ABC处做圆周运动的轨道半径之比为,在探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时,应选择两个质量相同的小球,分别放在C挡板处与           (选填“A”“B”)挡板处,同时选择半径           (选填相同不同)的两个塔轮进行实验。

(2)小强同学用如图乙所示的装置进行实验。一滑块套在水平杆上,力传感器套于竖直杆上并通过一细绳连接滑块,用来测量细线拉力F的大小。滑块随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动,滑块上固定一遮光片,其宽度为d,光电门可记录遮光片通过的时间。已知滑块做圆周运动的半径为r、水平杆光滑。根据以上表述,回答以下问题:

某次转动过程中,遮光片经过光电门时的遮光时间为,则角速度           (用题中所给物理量符号表示);

F为纵坐标,以为横坐标,在坐标纸中描出数据点作出一条倾斜的直线,若图像的斜率为k,则滑块的质量为           。(用krd表示)

...

2020·山东卷·T1320205月,我国进行了珠穆朗玛峰的高度测量,其中一种方法是通过使用重力仪测量重力加速度,进而间接测量海拔高度。某同学受此启发就地取材设计了如下实验,测量当地重力加速度的大小。实验步骤如下:

 

i)如图甲所示,选择合适高度的垫块,使木板的倾角为53°,在其上表面固定一与小物块下滑路径平行的刻度尺(图中未画出)。

ii)调整手机使其摄像头正对木板表面,开启视频录像功能。将小物块从木板顶端释放,用手机记录下小物块沿木板向下做加速直线运动的情况。然后通过录像的回放,选择小物块运动路径上合适的一点作为测量参考点,得到小物块相对于该点的运动距离L与运动时间t的数据。

iii)该同学选取部分实验数据,画出了t图像,利用图像数据得到小物块下滑的加速度大小为5.6 m/s2

iv)再次调节垫块,改变木板的倾角,重复实验。

回答以下问题:

1)当木板的倾角为37°时,所绘图像如图乙所示。由图像可得,物块过测量参考点时速度的大小为___________m/s;选取图线上位于坐标纸网格交叉点上的AB两点,利用AB两点数据得到小物块下滑加速度的大小为___________m/s2。(结果均保留2位有效数字)

2)根据上述数据,进一步分析得到当地的重力加速度大小为___________ m/s2。(结果保留2位有效数字,sin37°= 0.60cos37°=0.80

...

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