某同学设计了一个测油漆喷枪喷射速度的实验。装置如图甲所示，该油漆喷枪能够向外喷射四种速度大小不同的油漆雾滴，一个直径为的纸带环安放在水平转台上，纸带环上刻有一条狭缝A，在狭缝A的正对面画一条标志线。转台稳定转动时，向侧面同样开有狭缝B的纸盒中沿水平方向喷射油漆雾滴，当狭缝A、B正对平行时，雾滴通过狭缝A在纸带的内侧面留下油漆痕迹。改变喷射速度v0（）重复实验，在纸带上留下四个油漆痕迹a、b、c、d，将纸带展开平放在刻度尺旁边，如图乙所示。

1. 某同学设计了一个测油漆喷枪喷射速度的实验。装置如图甲所示，该油漆喷枪能够向外喷射四种速度大小不同的油漆雾滴，一个直径为 $\text{[math]}$ 的纸带环安放在水平转台上，纸带环上刻有一条狭缝A，在狭缝A的正对面画一条标志线。转台稳定转动时，向侧面同样开有狭缝B的纸盒中沿水平方向喷射油漆雾滴，当狭缝A、B正对平行时，雾滴通过狭缝A在纸带的内侧面留下油漆痕迹。改变喷射速度v₀（ $\text{[math]}$ ）重复实验，在纸带上留下四个油漆痕迹a、b、c、d，将纸带展开平放在刻度尺旁边，如图乙所示。

(1) 图乙中，速度最大的雾滴所留的痕迹是点；

(2) 已知转台转动的角速度 $\text{[math]}$ ，如果不计雾滴所受空气阻力，则喷枪喷出雾滴速度的最大值为m/s（保留三位有效数字）。

【考点】

实验基础知识与实验误差; 线速度、角速度和周期、转速;

【答案】

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实验探究题普通

1. 用下列器材测量小车质量 $\text{[math]}$ 。小车，一端带有定滑轮的平直轨道，垫块，细线，打点计时器，纸带，频率为 $\text{[math]}$ 的交流电源，刻度尺，6个槽码，每个槽码的质量均为 $\text{[math]}$ 。

（1）完成下列实验步骤中的填空：

i.按图甲安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着6个槽码。改变轨道的倾角，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列等间距的点，表明小车沿倾斜轨道匀速下滑；

ii.保持轨道倾角不变，取下1个槽码（即细线下端悬挂5个槽码），让小车拖着纸带沿轨道下滑，根据纸带上打的点迹测出加速度 $\text{[math]}$ ；

iii.依次减少细线下端悬挂的槽码数量，重复步骤ii；

iv.以取下槽码的总个数 $\text{[math]}$ 的倒数 $\text{[math]}$ 为横坐标， $\text{[math]}$ 为纵坐标，在坐标纸上作 $\text{[math]}$ 关系图线。

（2）已知重力加速度大小 $\text{[math]}$ ，计算结果均保留三位有效数字，请完成下列填空：

①下列说法正确的是；

A. 接通电源后，再将小车从靠近打点计时器处释放

B. 小车下滑时，位于定滑轮和小车之间的细线应始终跟倾斜轨道保持平行

C. 实验中必须保证细线下端悬挂槽码的质量远小于小车的质量

D. 若细线下端悬挂着2个槽码，则小车在下滑过程中受到的合外力大小为 $\text{[math]}$

②某次实验获得如图乙所示的纸带，相邻计数点间均有4个点未画出，则在打“5”点时小车的速度大小 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，加速度大小 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；

③测得 $\text{[math]}$ 关系图线的斜率为 $\text{[math]}$ ，则小车质量 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

实验探究题困难

2. 课外活动小组利用下列器材测量小车的质量 $\text{[math]}$ ，小车、上端带有定滑轮的平直轨道、垫块、细线、打点计时器、纸带、频率为 $\text{[math]}$ 的交流电源、直尺、质量均为 $\text{[math]}$ 的7个槽码。当地的重力加速度 $\text{[math]}$ 。

Ⅰ.按图甲安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着7个槽码。改变轨道的倾角，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列等间距的点，表明小车沿倾斜轨道匀速下滑；

Ⅱ.保持轨道倾角不变，取下1个槽码（即细线下端悬挂6个槽码），让小车拖着纸带沿轨道下滑，根据纸带上打的点迹测出加速度 $\text{[math]}$ ；

Ⅲ.依次减少细线下端悬挂的码数量，重复步骤Ⅱ；

Ⅳ.以取下槽码的总个数 $\text{[math]}$ 的倒数 $\text{[math]}$ 为纵坐标， $\text{[math]}$ 为横坐标，作出 $\text{[math]}$ 图像，

(1) $\text{[math]}$ 图像的纵截距为（用 $\text{[math]}$ 表示）：

(2) 若某次实验获得如图乙所示的纸带，已知相邻计数点间均有4个点米画出，则加速度大小 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；在打“7”点时小车的速度大小 $\text{[math]}$ m/s。（结果均保留三位有效数字）

(3) 测得 $\text{[math]}$ 关系图线的斜率为 $\text{[math]}$ ，则小车的质量 $\text{[math]}$ kg。

(4) 若细线下端悬挂着2个槽码，则小车在下滑过程中受到的合外力大小（填“大于”“小于”或“等于”） $\text{[math]}$ 。

实验探究题普通

3. “筋膜枪”是利用内部电机带动“枪头”高频冲击肌肉，缓解肌肉酸痛的装备。某同学为了测量“枪头”的冲击频率，设计了图（a）所示的实验。实验时将带限位孔的塑料底板固定在竖直墙面上，“枪头”放在限位孔上方，靠近并正对纸带。启动筋膜枪，松开纸带，让纸带在重锤带动下穿过限位孔，“枪头”在纸带上打下系列点迹。更换纸带，重复操作，得到多条纸带，选取点迹清晰的纸带并舍去点迹密集的部分。完成下列实验内容：

(1) 该同学发现点迹有拖尾现象，他以拖尾点迹左侧边沿为测量点，测量得到各点间距如图（b）所示，可知纸带的（选填“左”或“右”）端连接重锺。

(2) 重力加速度取 $\text{[math]}$ ，可算得“枪头”的冲击频率 $\text{[math]}$ Hz。（计算结果保留两位有效数字）

(3) 该次实验产生误差

原因有下列三种情况，其中最主要的原因是____。 A. 纸带与限位孔有摩擦力 B. 测量各点间的距离不精确 C. “枪头”打点瞬间阻碍纸带

实验探究题普通