高一物理装置包括打点计时器、光电门、弹簧秤、秒表、天平等。其中,打点计时器可以用于测量运动物体的时间,同时可以计算出运动物体的加速度;光电门可以测量物体通过某点的时间差,从而求出运动速度。
相关例题如下:
1. 一个物体从高为H的平台边缘以初速度v0水平抛出,在抛出点正下方有一足够高的平台,且平台边缘离地高度为h,已知重力加速度为g,求物体在空中的运动时间。
解析:物体在空中的运动分为两个过程,水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。利用自由落体运动的规律求解时间。
解得:t = sqrt(2(H+h)/g)
2. 某同学在做“验证机械能守恒定律”的实验中,用打点计时器打出纸带,交流电源的频率为50Hz,重物拖着纸带从静止开始下落,打出的纸带如下图所示。选取第一个点为起点O,测得A、B、C、D各点到点O的距离分别为x1、x2、x3、x4。已知当地的重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 打点计时器打下B点时,物体的速度大小为x3/t
B. 打点计时器打下B点时,物体的重力势能减少量为x3^2/2g
C. 实验中存在系统误差,其大小约为x3/t
D. 实验中存在系统误差,其大小约为x3/2g
解析:根据匀变速直线运动的规律求解B点的速度大小和重力势能减少量;根据实验数据求出重锤下落的高度差,从而求出重锤的实际重力势能减少量与实验值之差即为系统误差;根据自由落体运动的规律求解误差大小。
解:A.根据匀变速直线运动的规律可知,打点计时器打下B点时,物体的速度大小为$\frac{x_{2}}{t}$,故A错误;
B.根据重力势能减少量等于重力做功量度可知,打点计时器打下B点时,物体的重力势能减少量为$\frac{x_{2}^{2}}{2g}$,故B错误;
CD.根据自由落体运动的规律可知,重锤下落的高度差为$\bigtriangleup h = \frac{1}{2}gt^{2}$,而实际重力势能的减少量为$\bigtriangleup E_{p} = mgh$,所以系统误差的大小约为$\frac{x_{3}}{2g}$,故C错误,D正确。
答案:D。
高一物理中常见的装置包括滑轮组、定滑轮、动滑轮、斜面、打点计时器等。其中,滑轮组可以用于提升重物,改变力的方向,常用于竖直方向和水平方向的施力。定滑轮可以改变施力的大小,但不能改变施力的方向。动滑轮可以改变施力的方向,但不能改变施力的大小。斜面可以用于将重物沿斜面提升,利用斜面可以省力。
以下是一个关于滑轮组的例题:
某同学用滑轮组提升重物,如图所示,在忽略一切摩擦和阻力的情况下,请回答下列问题:
(1)请画出最省力的绳子绕法;
(2)若用此滑轮组提升的重物为G=90N,则拉力F=______N;
(3)若用此滑轮组提升重物为G=180N,则拉力F=______N;
(4)根据上述题目,请总结出使用滑轮组的规律:使用滑轮组时,动滑轮上绳子的段数n与被提升物体G的关系是:n≥______。
解答:(1)最省力的绳子绕法是“奇动偶定”,即绳子的段数n为奇数时,绕在动滑轮上;绳子的段数n为偶数时,绕在定滑轮上。
(2)根据题目中的条件,可以求出拉力F的大小。根据公式F=(G+G')/n,其中G为动滑轮和重物的总重力,n为绳子的段数。当G=90N时,n=3,代入公式可得F=30N。
(3)当G=180N时,n=4,代入公式可得F=45N。
(4)使用滑轮组的规律是:使用滑轮组时,动滑轮上绳子的段数n与被提升物体G的关系是n≥2。这是因为使用滑轮组时,至少需要两根绳子来提升重物,而动滑轮也需要一根绳子来固定。因此,n≥2是使用滑轮组的必要条件。
以上就是高一物理装置和相关例题的介绍。
高一物理是高中物理学习的基础,涉及的装置和相关例题常见问题包括以下几个方面:
一、运动学基本概念
1. 什么是位移、速度、加速度?
2. 如何用位移、速度、加速度描述物体的运动?
3. 物体做匀速直线运动时,位移、速度、加速度之间有何关系?
二、力学基本概念和原理
1. 什么是力?如何用力的概念描述物体的运动状态?
2. 牛顿运动定律如何解释物体的运动?
3. 如何用牛顿运动定律分析物体的受力情况?
三、机械能守恒定律
1. 什么是机械能守恒定律?如何应用?
2. 如何用机械能守恒定律解释生活中的现象?
四、电学基本概念和原理
1. 什么是电流、电压、电阻?
2. 欧姆定律如何解释电路中的现象?
3. 如何用欧姆定律分析电路中的问题?
五、实验操作和数据处理
1. 如何正确使用物理实验器材?
2. 如何进行实验数据的记录和处理?
3. 如何根据实验数据得出正确的结论?
例题:
某物体从静止开始做匀加速直线运动,已知它在第2s内的位移为5m,求:
1. 该物体的加速度大小;
2. 第4s内的位移;
3. 第4s内的平均速度大小。
解答:
1. 根据匀变速直线运动的规律,在第2s内的位移等于前2s内的位移减去前1s内的位移,即:x2 = x(2s) - x(1s) = 1/2at² - v₁t = 5m。解得a = 4m/s²。
2. 第4s内的位移等于前4s内的位移减去前3s内的位移,即:x4 = x(4s) - x(3s) = 1/2a(4s)² - 1/2a(3s)² = 8m。所以第4s内的位移为8m。
3. 第4s内的平均速度大小等于第4s内的位移除以时间,即:v = x4/t = 8m/s。所以第4s内的平均速度大小为8m/s。
