(1)(6分)用自由落体法进行“验证机械能守恒定律”的实验①实验完毕后选出一条纸带如图所示,其中O点为电磁打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,打点

(1)(6分)用自由落体法进行“验证机械能守恒定律”的实验①实验完毕后选出一条纸带如图所示,其中O点为电磁打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,打点

题型:不详难度:来源:
(1)(6分)用自由落体法进行“验证机械能守恒定律”的实验
①实验完毕后选出一条纸带如图所示,其中O点为电磁打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,打点计时器通以50Hz的交流电。用刻度尺测得OA=12.41cm,OB=18.60cm,OC=27.21cm,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点,重物的质量为1.00kg,取g=10.0m/s2。甲同学根据以上数据算出:当打点计时器打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了________J;此时重物的动能比开始下落时增加了_______J。(结果均保留三位有效数字)

②乙同学利用他自己实验时打出的纸带,测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,以h为横轴,以为纵轴画出了如图的图线。图线未过原点O的原因是___________________
(2)实验室中准备了下列器材:
待测干电池(电动势约1.5V,内阻约1.0Ω)
电流表G(满偏电流1.5mA,内阻10Ω)
电流表A(量程0~0.60A,内阻约0.10Ω)
滑动变阻器R1(0~20Ω,2A)
滑动变阻器R2(0~100Ω,1A)
定值电阻R3=990Ω、开关S和导线若干
①小明同学选用上述器材(滑动变阻器只选用了一个)测定一节干电池的电动势和内电阻。为了能较为准确地进行测量和操作方便,实验中选用的滑动变阻器,应是     。(填代号)
②请在方框中画出他的实验电路图。
③右下图为小明根据实验数据作出的I1—I2图线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数),由该图线可得:被测干电池的电动势E=          V,内电阻r=          Ω。

答案
(1)①  1.80;1.71 ②先释放重物,再接通计时器电源(“打下第一个点时重物已经有速度”也对) 

(2)①R1滑动变阻器;②如图;③1.46—1.48,0.76—0.78
解析

试题分析:
(1)
① 减少的重力势能大小为 
②先求出B点的速度,B点速度大小等于AC中间时刻速度,则
那么B处的动能为

②先释放重物,再接通计时器电源(“打下第一个点时重物已经有速度”也对)
(2)
①滑动变阻器应选R1,这是由于电路中最大电流约为,而滑动变阻器2最大电流小于此电流,则不安全,所以选用1。
②由于电流计量程电流远小于干路中允许的电流,则不可以直接测电源上流过电流,我们可以使其与定值电阻相连接,使之相当于一电压表,如图所示。
③根据闭合电路欧姆定律可得:
整理得
数据处理:将图像所给图像延长与纵轴及横轴相交如图所示,得斜率大小为k=,纵轴截距为1.47×10-3A,

又由于斜率大小为,纵轴截距为,代入数据得:
E=1.47V,r=0。76Ω
说明:读数存在误差,则E的范围可1.46—1.48,内阻范围为0.76—0.78
举一反三
如图所示是小徐同学做“探究做功与速度变化的关系”的实验装置。他将光电门固定在直轨道上的O点,用同一重物通过细线拉同一小车,每次小车都从不同位置由静止释放,各位置A、B、C、D、E、F、G(图中只标出了O、G)离O点的距离d分别为8cm、16cm、24cm、32cm、40cm、48cm,56cm。

(1)该实验是否需要测量重物的重力       (填“需要”或“不需要”);
(2)该实验是否必须平衡摩擦力?        (填“是”或“否”);
(3)为了探究做功与速度变化的规律,依次得到的实验数据记录如下表所示。请选取其中最合适的两行数据在答题卷的方格纸内描点作图。

(4)从图像得到的直接结论是     ,从而间接得到做功与物体速度变化的规律是        

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对电磁打点计时器和电火花计时器的有关说法中,正确的是
A.电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电
B.两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样
C.电火花计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸
D.电磁打点计时器在纸带上打点是靠电火花和墨粉

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某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验,如图甲所示为实验装置简图。(交流电的频率为50 Hz)

(1)图乙所示为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为________m/s2
(2)保持小盘及盘中砝码的质量不变,改变小车质量m,分别得到小车的加速度a与小车质量m及对应的的数据如下表:
a/(m·s-2)
1.90
1.72
1.49
1.25
1.00
0.75
0.50
0.30
m/kg
0.25
0.29
0.33
0.40
0.50
0.71
1.00
1.67
/kg-1
4.00
3.45
3.03
2.50
2.00
1.41
1.00
0.60
请在如图所示的坐标纸中画出a-的图像,并由图像求出小车的加速度a与质量的倒数之间的关系式是_______。

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(8分)用如图所示装置测重锤下落过程中所受阻力的大小.测出重锤质量为,从高处由静止开始落下,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点.

①纸带上A、B、C、D、E为连续的五个计数点,两相邻计数点间有1个打下的点,但纸带上有一段不太清洁,C点不能准确定位.测出A点距起始点的距离为,点A、B间的距离为,点D、E间的距离为,如题6图2所示.使用交流电的频率为.则根据这些条件计算重锤下落的加速度的表达式为:          .
②若已知当地重力加速度的值为,试用这些物理量和纸带上的测量数据表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小为=           .
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(10分)三个同学根据不同的实验条件,进行“探究平抛运动规律”的实验:

(1)甲同学采用图(1)所示的装置.用小锤打击弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开,自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤打击的力度,即改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明           
(2)乙同学采用图(2)所示的装置.两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球 P、Q,其中N的末端与可看作光滑的水平板相切;两轨道上端分别装有电磁铁C、D;调节电磁铁C、D的高度,使AC=BD,从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等.现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出.实验可观察到的现象应是             .仅仅改变弧形轨道M的高度(保持AC不变),重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明             
(3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到图(3)所示的“小球做平抛运动”的照片.图中每个小方格的边长为1.25cm,由图可求得拍摄时每隔__________s曝光一次,该小球平抛的初速度大小为___________m/s(g取9.8m/s2).
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