某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的频率为50Hz交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的

某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的频率为50Hz交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的

题型:不详难度:来源:
某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的频率为50Hz交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。则:(1)该同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析。如图所示.其中O点为起始点,A、B、C、D、E、F为六个计数点。根据以上数据,当打B点时重锤的速度_________m/s,计算出该对应的V2/2="_______" m2/s2,gh=_______m2/s2,可认为在误差范围内存在关系式_________                _,即可验证机械能守恒定律。(g="9.8" m/s2


(2)该同学继续根据纸带算出各点的速度V,量出下落距离h,并以V2/2为纵轴、以h为横轴画出的图象,应是图中的_______。

(3)他进一步分析,发现本实验存在较大误差。为此设计出用如图所示的 实验装置来验证机械能守恒定律。通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落,下落过程中经过光电门B时,通过与之相连的毫秒计时器(图中未画出)记录挡光时间t,用毫米刻度尺测出AB之间的距离h,用游标卡尺测得小铁球的直径d。重力加速度为g。实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束。小铁球通过光电门时的瞬时速度  V=           。如果d、t、h、g存在关系式                             ,也可验证机械能守恒定律。
(4)比较两个方案,改进后的方案相比原方案的最主要的优点是:                    。

答案
1)1.84、1.69、1.74、 ; (2)C;  (3)   
(4) 没有纸带与打点计时器间的摩擦影响,提高了测量的精确程度,实验误差减小了。
解析

试题分析: (1)匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,由此可以求出B点的速度大小为:vB==1.84m/s,对应的v2="1.69" m2/s2,gh=1.74m2/s2,可认为在误差范围内存在关系式即可验证机械能守恒定律.
(2)继续根据纸带算出各点的速度v,量出下落距离h,并以纵轴、以h为横轴画出的图象,
根据,所以应是图中的C.
(3)光电门测速度的原理是用平均速度代替瞬时速度,因此有:v=由于,所以
(4)比较两个方案,改进后的方案相比原方案的最主要的优点是:没有纸带与打点计时器间的摩擦影响,提高了测量的精确程度,实验误差减小了.
举一反三
研究平抛运动时,我们用到如图(1)的装置,将两个完全相同的斜槽固定在同一竖直面内,它们的最下端水平。把两个质量相等的小钢球,从斜面的顶点由静止同时释放,斜槽2的水平轨道末端与光滑水平面吻合。可以观察到现象:            ,这说明:           。同时我们还用到如图(2)的装置(装置离地面足够高),小球2与斜槽末端在同一水平线上。将小球1从任意高度释放,当它到达斜槽末端时释放小球2;再水平移动小球2,重复上述过程。可以观察到现象:            ,这说明:               。本实验的关键是如何确保小球1水平抛出时小球2能同时释放,这就需要一个控制装置。我们可以设置一个发射器( 即一个光源) ,让接收器接收它发出的光时去控制电磁铁吸住小球2。当小球1从斜槽末端经过时将发射器发出的光挡住,接收器未收到光信号就控制电磁停止工作,小球2落下。

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(4分)在“验证力的平行四边形定则”的实验中,其中的两个实验步骤是:
(1)在水平放置的木板上固定一张白纸,把橡皮条的一端固定在木板上,另一端拴两根细线,通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条,使它与细线的结点到达某一位置O点,在白纸上记下O点的位置和两弹簧秤的读数F1、F2和_________。
(2)只用一只弹簧秤通过细绳拉橡皮条,使它的结点到达_________,记下此时弹簧秤的读数F′和细绳的方向。
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(10分)为了探究“加速度与力、质量的关系”,现提供如图所示实验装置。请思考探究思路并回答下列问题:

(1)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是_________。
A.将木板带滑轮的那一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B.将木板带滑轮的那一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动
C.将木板固定打点计时器的那一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
D.将木板固定打点计时器的那一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动
(2)如图所示是某一次打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带。取计数点A、B、C、D、E、F、G。纸带上两相邻计数点的时间间隔为T = 0.10s,用刻度尺测量出各相邻计数点间的距离分别为AB=1.50cm,BC="3.88" cm,CD="6.26" cm,DE="8.67" cm,EF="11.08" cm,FG=13.49cm,则小车运动的加速度大小a =_________m/s2,打纸带上C点时小车的瞬时速度大小vC=_________m/s。(结果保留二位有效数字)。

(3)某组同学实验得出数据,画出a~F图像如图所示,那么该组同学实验中出现的问题可能是_________。

(4)消除小车与水平木板之间摩擦力的影响后,要用钩码总重力代替小车所受的拉力,此时钩码质量m与小车总质量M之间应满足的关系为_________。
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(6分) 用螺旋测微器测圆柱体的直径时,示数如图甲所示,此示数为_____________mm,用分度为0.05mm的游标卡尺测量某物体的厚度时,示数如图乙所示,此示数为_____________cm.

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(9分)(1)如左下图所示为某同学所安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置,在图示状态下,开始做实验,该同学有装置和操作中的主要错误是:(至少三项)

1.____________________________________
2.____________________________________
3.___________________________________
(2)根据牛顿第二定律实验做出的a-F图线应如右上图中图线1所示,有同学根据实验作出图线如右上图中的图线2所示,其实验过程中不符合实验要求的操作是      _________________,有同学根据实验作出的图线如右上图中的图线3所示,其实验过程中不符合实验要求的操作是____________和____________.
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