(10分)某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律,实验的简易示意图如图甲所示,当有不透光物体从光电门间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。光
题型:不详难度:来源:
(10分)某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律,实验的简易示意图如图甲所示,当有不透光物体从光电门间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。光电门传感器可测的最短时间为0.01ms。将挡光效果较好的黑色磁带(宽度为d)贴在透明直尺上,从一定高度由静止释放,并使其竖直通过光电门。某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间△ti与图中所示的高度差△hi,并将部分数据进行了处理,结果如下表所示。(取g=9.8 m/s2,注:表格中M为直尺质量)
次数
| ti(10-3s)
| (m·s-1)
|
| hi(m)
| Mghi
| 1
| 1.56
| 2.85
|
|
|
| 2
| 1.46
| 3.05
| 0.59M
| 0.06
| 0.59M
| 3
| 1.37
| 3.25
| 1.22M
| 0.13
| 1.23M
| 4
| 1.30
| 3.42
| 1.79M
| 0.18
| 1.80 M
| 5
| 1.25
| 3.55
| 2.25M
| 0.23
| 2.26M
| (1)从表格中数据可知,直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用求出的,请你简要分析该同学这样做的理由是: 。 (2)该同学用20等分的游标卡尺测量出黑色磁带的宽度,其示数如图乙所示,则d =_______mm。 (3)根据该实验表格数据,请在答题纸上绘出图像,由图像可得出结论: |
答案
(1)瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度 (2分)(2) 4.45mm (2分) (3)在误差允许范围内,直尺在下落过程中机械能守恒(2分) |
解析
试题分析:(1)宽度为d的黑色磁带位移极短,速度变化量小,平均速度接近于瞬时速度(2)游标卡尺的读数分两部分,一部分是游标尺零刻度线左侧读出主尺上毫米的整数部分即,另一部分是游标尺与主尺对齐的第条刻度线乘以精确度即,最终读数为(3)根据实验数据绘制图如下。根据图像可见增加的动能等于减少的重力势能,所以机械能守恒。
|
举一反三
在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,同学们利用电磁(或电火花)式打点计时器在纸带上打下一系列的点迹,由此研究小车的运动情况。(以下有关计算保留两位有效数字) (1)打点计时器使用的电源是 (选填“交流电”或者“直流电”)。 (2)下图是在实验中的一条纸带示意图, 图中O、A、B、C、D、E为相邻的计数点(相邻两点之间还有四个计时点未画出),则相邻两计数点间的时间间隔T= s。
(3)根据测量数据,计算B点瞬时速度vB=______ m/s。 (4)由此你能判断小车的运动的情况是 小车的加速度a=_______m/s2。 |
如图为“探究求合力的方法”的实验装置.PO为橡皮条,两测力计通过绳子拉橡皮条一端,使橡皮条水平。拉力的大小可从测力计中读取。对本实验:
(1)下列说法中正确的是 A.在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中,橡皮条结点O的位置不能变化 B.弹簧测力计拉细线时,拉力方向必须竖直向下 C.F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程 D.为减小测量误差,F1、F2方向间夹角应为90° (2)在此实验中,假如F1的大小及方向固定不变,那么为了使橡皮条仍然伸长到O点,对F2来说,下面几种说法中正确的是_______ A.F2可以有多个不同的方向 B.F2的方向和大小可以有多个值 C.F2的方向和大小是唯一确定的 D.F2的方向是唯一的,但大小可以有多个值 |
如图,用小锤轻击弹簧金属片,A球向水平方向飞出,同时B球被松开,竖直向下运动。
①用不同的力打击弹簧金属片,可以观察到_______。 A.A球的运动线路不同,B球的运动线路相同 B.A、B两球运动线路相同 C.A、B 两球同时落地 D.力越大,A,B两球落地时间间隔越大 ②用频闪照相的方法研究A、B两球的运动,如图是它们运动过程的频闪照片。仅从照 片上看,相邻竖直线之间的距离相等,相邻水平线之间的距离不相等,据此,可以认为______
A.小球在水平方向做匀速运动 B.小球在水平方向做匀加速运动 C.小球在竖直方向做匀速运动 D.小球在竖直方向做匀加速运动 |
在“验证机械能守恒定律”的实验中: ①下列操作正确且必要的有______。 A. 用秒表测出重物下落的时间 B. 用天平称出重物的质量 C. 装配好器材,接通电源,松开纸带,让重物自由下落 D. 在点迹清晰的纸带上,沿重物下落的方向,依次取若干个连续的点并标记,作为 测量点 ②某小组的同学,用6V、50Hz的打点计时器打出的一 条纸带,如图所示,0为重锤下落的起点,选取的测量点为A、 B、C、D、E, F,各测量点到O点的距离h已标在测量点下面。打点计时器打C点时,重物下落的速度V0=______m/s(结果保留三位有效数字);分别求出打其他各点时的速度v;作 v2—h关系图像如图所示,图线是一条直线,则该实验______(选填“能”或“不能”)验证机械能守恒定律。
③该小组的同学利用在②中得到的V2-h关系图像求本地的重力加速度。则g=______m/s2。(结果保留三位有效数字) |
(1) 一小组的同学用如图甲所示装置做“探究物体质量一定时,加速度与力的关系” 实验。
①下列说法正确的有_______。 A.平衡摩擦力时,用细线一端挂空砝码盘,另一端与小车相连,将木板适当倾斜, 使小车在木板上近似做匀速直线运动 B.每次改变砝码及砝码盘总质量之后,应重新平衡摩擦力 C.应让砝码及砝码盘总质量远大于小车及里面钩码的总质量 D.可以近似认为小车受到的拉力等于砝码及砝码盘的重力 ②乙图为实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分。从比较清晰的点迹起,在纸带 上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E,相邻两计数点之间都有4个点迹没有标出, 用刻度尺分别测量出A点到B、C、D、E的距离如图所示,己知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上,则此次实验中小车运动加速度的测量值a=______m/s2。(结果保留两位有效数字) ③某同学平衡摩擦力后,改变砝码盘中砝码的质量,分别测量出小车的加速度a。以 砝码的重力F为横坐标,以小车的加速度a为纵坐标,得如图丙所示的a-F图像,则图线不通过坐标原点的主要原因是__________________ |
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