四、DIS实验系统
DIS实验系统是运用现代信息技术进行学习的一种方法。数字化信息技术给物理量的测量带来了革命性的变化,它不但简单方便,而且能得到实时结果。
1.如图,利用图示的传感器可以测量小车的瞬时速度。在小车上固定挡光片,使挡光片的前端与车头齐平、将传感器固定在轨道侧面,垫高轨道的一端。将小车从该端同一位置由静止释放,获得了如下几组实验数据。
(1)本实验中使用的传感器是___________ 传感器;
(2)四个挡光片中,宽度最大的是_________ ;
(3)四次测量中,第_________ 次测得的速度最接近小车车头到达传感器时的瞬时速度。
(4)在本实验中可以安装两个图示的传感器来测量小车的加速度,请简述该实验方案(需要测量哪些物理量等):__________ 。
2.如图是实验时记录的小车运动的位移随时间变化的图像,选择区域AB范围内平均速度为_______ m/s,选择区域AC范围内平均速度为_______ m/s。其中较接近A点瞬时速度为_______ (选填“前者”或“后者”)。
3.在“研究共点力的合成”的实验中,测力前,要先对弹簧测力计进行_______ 。用一个测力计以及用两个测力计拉橡皮筋时,需将橡皮筋的活动端拉到_______ (选填:“相同”或“不同”)位置。F1、F2的合力是F,则能表示F1、F2、F三者关系的是图_______
4.跳水比赛中,运动员向上离开踏板的瞬间为计时起点,竖直向上为正方向。运动员可看做质点,利用专业设备测量其竖直方向的速度v与时间t的关系如图所示,则运动员到达最高点的时刻为________ s时,踏板距离水面的高度为__________ m。
DIS实验系统是运用现代信息技术进行学习的一种方法。数字化信息技术给物理量的测量带来了革命性的变化,它不但简单方便,而且能得到实时结果。
1.如图,利用图示的传感器可以测量小车的瞬时速度。在小车上固定挡光片,使挡光片的前端与车头齐平、将传感器固定在轨道侧面,垫高轨道的一端。将小车从该端同一位置由静止释放,获得了如下几组实验数据。
实验次数 | 不同的挡光片 | 通过传感器的时间(s) | 速度(m/s) |
第一次 | A | 0.23044 | 0.347 |
第二次 | B | 0.17464 | 0.344 |
第三次 | C | 0.11662 | 0.343 |
第四次 | D | 0.0585 | 0.342 |
(1)本实验中使用的传感器是
(2)四个挡光片中,宽度最大的是
(3)四次测量中,第
(4)在本实验中可以安装两个图示的传感器来测量小车的加速度,请简述该实验方案(需要测量哪些物理量等):
2.如图是实验时记录的小车运动的位移随时间变化的图像,选择区域AB范围内平均速度为
3.在“研究共点力的合成”的实验中,测力前,要先对弹簧测力计进行
4.跳水比赛中,运动员向上离开踏板的瞬间为计时起点,竖直向上为正方向。运动员可看做质点,利用专业设备测量其竖直方向的速度v与时间t的关系如图所示,则运动员到达最高点的时刻为
更新时间:2023-12-10 13:00:19
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【推荐1】一跑步者在不同时刻的位置数据如表所示,利用表中的数据在如图中作图。在时,跑步者位于何处?如果跑步者继续按此规律运动,何时距离出发点35m?
时刻 | 位置 |
0.0 | 0.0 |
1.0 | 4.9 |
2.0 | 10.0 |
3.0 | 15.1 |
4.0 | 19.9 |
5.0 | 25.0 |
6.0 | 30.1 |
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【推荐2】某人的x-t图像如图所示,若规定向东为正方向。
(1)试求人在OA、CD、DE各阶段的速度大小及方向;
(2)作出14s内的v-t图像。
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【推荐1】在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,如图给出了从0点开始,每5个点取一个计数点的纸带,其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点。测得x1=1.40 cm,x2=1.90 cm,x3=2.38 cm,x4=2.88 cm,x5=3.39 cm,x6=3.87 cm。那么:
(1)在计时器打出点4时,求小车的速度;
(2)在平面直角坐标系中作出速度-时间图像,并分析小车的速度如何变化。
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【推荐2】某实验小组利用如图甲所示的装置研究匀变速直线运动。滑块在斜面上由静止释放后沿直线下滑时,固定在斜面上端的打点计时器在与滑块相连的纸带上打点。
(1)下列说法正确的是____________ ;(单选,选填字母代号)
A.所用斜面必须光滑
B.实验操作时先放滑块,再接通电源
C.组装实验器材时,滑块离打点计时器尽可能远一些
D.此实验还需要使用刻度尺
(2)某次实验时滑块做匀加速直线运动,实验获得的纸带及测量数据如图乙所示。A、B、C、D、E、F为相邻的六个计数点,相邻两个计数点间还有四个计时点未画出。实验时忘记标注纸带上A、B两点间的距离,下列数据中最接近的是_________ ;(选填字母代号)
A.1.20cm B.1.39cm C.1.50cm D.1.60cm
(3)已知电火花计时器连接的是频率为50Hz的交变电源,结合图乙中的测量数据,纸带上打出C点时滑块的速度大小__________ m/s,滑块的加速度大小__________ ;(计算结果均保留二位有效数字)
(4)实验小组用图像法处理数据,从A点开始计时,描绘图像。发现该图像为倾斜直线,斜率为k,则滑块运动的加速度__________ 。(用k表示)
(1)下列说法正确的是
A.所用斜面必须光滑
B.实验操作时先放滑块,再接通电源
C.组装实验器材时,滑块离打点计时器尽可能远一些
D.此实验还需要使用刻度尺
(2)某次实验时滑块做匀加速直线运动,实验获得的纸带及测量数据如图乙所示。A、B、C、D、E、F为相邻的六个计数点,相邻两个计数点间还有四个计时点未画出。实验时忘记标注纸带上A、B两点间的距离,下列数据中最接近的是
A.1.20cm B.1.39cm C.1.50cm D.1.60cm
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【推荐3】(1)如图是实验中得到的一条纸带,从0点开始每5个点取一个计数点(打点计时器的电源频率是50Hz),依照打点的先后次序编为1、2、3、4、5、6,测得,,,,,。求:打点计时器打下计数点3时,纸带的速度大小________cm/s。
(2)已知:在图中,函数斜线和t轴围城的面积表示位移,如图,试证明:在匀变速直线运动中,,其中:x是位移,是初速度,a是加速度,t是时间。
(3)试证明匀变速直线运动中的速度平方差公式:,其中,v为末速度,为初速度,a为加速度,x为位移。
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【推荐1】科学方法是人们在认识和改造世界中遵循或运用的、符合科学一般原则的各种途径和手段。科学探究是人们主动获取科学知识,认识世界的重要途径之一。在物理学习中,科学方法与科学探究都尤为重要。
1.下列物理概念的建立用到的方法与其他三项不同的是( )
2.如图甲所示,水平的实验台上固定着一个力传感器,力传感器与一个质量为2.5kg的物块用水平轻绳连接,物块放置在粗糙的长木板上。用力水平向左拉长木板,传感器记录的F-t图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
3.在研究“共点力的合成”实验中,甲、乙两同学用两个量程均为0~5N的弹簧测力计操作实验。他们从实验器材篮里拿出测力计,用两个测力计互成锐角地把橡皮筋与细绳的连结点拉到某位置,乙同学在结点正下方标记O点,并记录下两个测力计读数分别为3.8N和4.2N,之后便将橡皮筋释放。请指出甲、乙两同学以上操作中存在的问题:________ ;实验中若用两根橡皮筋代替两根细绳套,将________ (选填“仍能”或“不能”)按原方案完成实验。
4.利用如图所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。一斜面上安装有两个光电门,其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处,光电门甲的位置可移动,当一带有挡光片的滑块自斜面上滑下时,与两个光电门都相连的计时器可以显示出挡光片从光电门甲至乙所用的时间t,改变光电门甲的位置进行多次测量,每次都使滑块从同一点由静止开始下滑,并用刻度尺测量甲、乙之间的距离x,记下相应的t值,所得数据如下表所示。
(1)若滑块所受摩擦力为一常量,滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v1、测量值x和t四个物理量之间所满足的关系式是________ ;
(2)根据表中给出的数据,在图给出的坐标纸上画出图线________ (画在答题纸上);
(3)若某同学做该实验时误将光电门乙的位置改变多次,光电门甲的位置保持不变,画出图线后,得出的纵坐标截距的物理含义为________ ;
(4)若无法测得滑块从光电门甲至乙所用的时间,但能测得滑块经过光电门甲、乙的时间分别为、,且挡光片宽度为d,光电门甲、乙之间的距离为x,则此过程的加速度a=________ 。
1.下列物理概念的建立用到的方法与其他三项不同的是( )
A.重心 | B.质点 | C.平均速度 | D.合力 |
A.t=5s时,物块受木板的摩擦力方向向右 |
B.t=5s后,长木板一定保持匀速直线运动 |
C.物块受到的滑动摩擦力大小约为10N |
D.物块与长木板间的动摩擦因数约为0.28 |
4.利用如图所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。一斜面上安装有两个光电门,其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处,光电门甲的位置可移动,当一带有挡光片的滑块自斜面上滑下时,与两个光电门都相连的计时器可以显示出挡光片从光电门甲至乙所用的时间t,改变光电门甲的位置进行多次测量,每次都使滑块从同一点由静止开始下滑,并用刻度尺测量甲、乙之间的距离x,记下相应的t值,所得数据如下表所示。
x(m) | 0.400 | 0.500 | 0.600 | 0.700 | 0.800 | 0.850 |
t(ms) | 212.9 | 281.5 | 352.3 | 452.8 | 573.8 | 676.4 |
x/t(m/s) | 1.88 | 1.78 | 1.70 | 1.55 | 1.39 | 1.26 |
(2)根据表中给出的数据,在图给出的坐标纸上画出图线
(3)若某同学做该实验时误将光电门乙的位置改变多次,光电门甲的位置保持不变,画出图线后,得出的纵坐标截距的物理含义为
(4)若无法测得滑块从光电门甲至乙所用的时间,但能测得滑块经过光电门甲、乙的时间分别为、,且挡光片宽度为d,光电门甲、乙之间的距离为x,则此过程的加速度a=
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【推荐2】(1)用铁架台、带挂钩的不同弹簧若干、钩码若干、刻度尺等,探究弹簧弹力F的大小与伸长量x之间的定量关系如图甲所示。
由图甲可知劲度系数较大的是________ 弹簧;若某同学做实验时,误把弹簧长度当成伸长量作为横坐标作图,则该同学根据所做图像求得的k值是________ (填偏大,偏小或者不变)。
(2)①某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验如图乙所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳。
关于本实验,下列说法中正确的是_______ 。
A.记录拉力方向时用铅笔贴着细线画直线表示
B.测量时,弹簧秤外壳与木板之间的摩擦对实验没有影响
C.测量时,为减小误差,细绳OB和OC的夹角应为
D.使用弹簧测力计时,施力方向应沿着弹簧测力计的轴线,读数时视线正对弹簧测力计刻度
②在实验中,、表示两个互成角度的力,F表示利用平行四边形定则做出的与的合力;表示用一个弹簧秤拉橡皮筋时的力,则下图丁中符合实验事实的是________ 。
③在另一小组研究两个共点力合成的实验中,两个分力的夹角为θ,合力为F,F与θ的关系如上图丙所示。已知这两个分力大小不变,则任意改变这两个分力的夹角,能得到的合力大小的最大值为________ N。
由图甲可知劲度系数较大的是
(2)①某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验如图乙所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳。
关于本实验,下列说法中正确的是
A.记录拉力方向时用铅笔贴着细线画直线表示
B.测量时,弹簧秤外壳与木板之间的摩擦对实验没有影响
C.测量时,为减小误差,细绳OB和OC的夹角应为
D.使用弹簧测力计时,施力方向应沿着弹簧测力计的轴线,读数时视线正对弹簧测力计刻度
②在实验中,、表示两个互成角度的力,F表示利用平行四边形定则做出的与的合力;表示用一个弹簧秤拉橡皮筋时的力,则下图丁中符合实验事实的是
③在另一小组研究两个共点力合成的实验中,两个分力的夹角为θ,合力为F,F与θ的关系如上图丙所示。已知这两个分力大小不变,则任意改变这两个分力的夹角,能得到的合力大小的最大值为
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【推荐1】三、物理学
物理学是一门实验科学,观察和实验是物理学研究的基础。物理学也是一门方法论科学,人们在认识世界、探究自然奥秘的过程中总结出许多思想方法。
1.在探究“弹弹力与形变量的关系”实验中,某同学以弹簧弹力F为纵轴、弹簧长度l为横轴建立坐标系,依据实验数据作出F-l图像如图所示,则该弹簧的劲度系数为( )
2.某同学用平板A和B制作了一个直角架。该同学想通过该装置,利用压力传感器和量角器来验证力的平行四边形定则,主要实验步骤如下:
(1)平板B置于水平面上,压力传感器固定在平板B上,将木块C置于压力传感器正上方,木块C紧靠平板A,如图甲所示,记录此时传感器的示数F1,此时平板A对木块C的弹力为___________ ;
(2)以直角架连接边为转轴,抬高平板B的另一端,使平板B绕转轴逆时针旋转,平板B转过的角度为60°时,记录传感器的示数F2,如图乙所示;
(3)在误差允许的范围内,比较F1和F2的大小,若F1与F2之比为____________ ,即可初步验证平行四边形定则;
(4)重复步骤(2),多次调整平板B转动的角度,比较F1和F2的大小,多次验证;
(5)在步骤(2)中,板B绕转轴逆时针旋转到角度为60°的过程中,若不考虑平板B与木块C间的摩擦,通过平行四边形定则可以推出平板A对木块C的弹力_____________ (选填“一直变大”或“先变大后变小”)。
3.如图(a)所示,是“用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置。
(1)小车上安装的是位移传感器的_____________ 部分(选填“接收”或“发射”)。
(2)实验中,多次改变_____________ 的总质量,获得多组小车运动的加速度a和所受拉力F的数据。某同学根据数据绘出的图像如图(b)所示,图线没有通过坐标原点,经检查分析,是由于小车与轨道间存在摩擦所致,则该小车与轨道间的摩擦力大小为_____________ N。
(3)另外4位同学均得到一条几乎通过坐标原点的直线。现将这4位同学的a-F图像画在同一个坐标系内,得到如图(c)所示的4条图线,这4位同学记录的小车总质量分别为:m1=0.50kg、m2=0.75kg、m3=1.00kg、m4=1.20kg。由图(c)及4位同学记录的小车总质量,推断出小车加速度与小车总质量的定性关系是:_____________________ ,请说明你的判断依据:__________________________________
4.理想实验是以可靠的事实为基础,经过抽象思维,抓住主要因素,忽略次要因素,从而深刻地揭示自然规律的科学研究方法。伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法,有力地促进了人类科学认识的发展,伽利略理想实验步骤如下:
①两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面AB滚下,小球将滚上另一个斜面BC。
②如果没有摩擦,小球将上升到原来释放时的高度。
③减小第二个斜面的倾角,小球仍然要达到原来的高度。
④继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球要沿水平面做持续的匀速直线运动。
上述四个步骤中,属于理想化推论的是( )
5.在伽利略和笛卡尔等科学家工作的基础上,牛顿提出了牛顿第一定律,揭示了运动和力的关系。关于运动和力的关系,下列说法正确的是( )
物理学是一门实验科学,观察和实验是物理学研究的基础。物理学也是一门方法论科学,人们在认识世界、探究自然奥秘的过程中总结出许多思想方法。
1.在探究“弹弹力与形变量的关系”实验中,某同学以弹簧弹力F为纵轴、弹簧长度l为横轴建立坐标系,依据实验数据作出F-l图像如图所示,则该弹簧的劲度系数为( )
A.30N/m | B.30N/cm | C.0.15N/cm | D.0.15N/m |
(1)平板B置于水平面上,压力传感器固定在平板B上,将木块C置于压力传感器正上方,木块C紧靠平板A,如图甲所示,记录此时传感器的示数F1,此时平板A对木块C的弹力为
(2)以直角架连接边为转轴,抬高平板B的另一端,使平板B绕转轴逆时针旋转,平板B转过的角度为60°时,记录传感器的示数F2,如图乙所示;
(3)在误差允许的范围内,比较F1和F2的大小,若F1与F2之比为
(4)重复步骤(2),多次调整平板B转动的角度,比较F1和F2的大小,多次验证;
(5)在步骤(2)中,板B绕转轴逆时针旋转到角度为60°的过程中,若不考虑平板B与木块C间的摩擦,通过平行四边形定则可以推出平板A对木块C的弹力
3.如图(a)所示,是“用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置。
(1)小车上安装的是位移传感器的
(2)实验中,多次改变
(3)另外4位同学均得到一条几乎通过坐标原点的直线。现将这4位同学的a-F图像画在同一个坐标系内,得到如图(c)所示的4条图线,这4位同学记录的小车总质量分别为:m1=0.50kg、m2=0.75kg、m3=1.00kg、m4=1.20kg。由图(c)及4位同学记录的小车总质量,推断出小车加速度与小车总质量的定性关系是:
4.理想实验是以可靠的事实为基础,经过抽象思维,抓住主要因素,忽略次要因素,从而深刻地揭示自然规律的科学研究方法。伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法,有力地促进了人类科学认识的发展,伽利略理想实验步骤如下:
①两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面AB滚下,小球将滚上另一个斜面BC。
②如果没有摩擦,小球将上升到原来释放时的高度。
③减小第二个斜面的倾角,小球仍然要达到原来的高度。
④继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球要沿水平面做持续的匀速直线运动。
上述四个步骤中,属于理想化推论的是( )
A.② | B.②③ | C.②③④ | D.①②③④ |
A.物体受到的合力为零时,一定处于静止状态 |
B.物体的运动方向与所受合力的方向一定相同 |
C.物体做匀变速直线运动,运动状态不发生改变 |
D.物体受到的合力不为零时,运动状态一定发生改变 |
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