用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中:(1)运用公式对实验条件的要求是________,为此,所选择的纸带第1、2两点间的距离应接近________.(2)若
题型:不详难度:来源:
用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中: (1)运用公式对实验条件的要求是________,为此,所选择的纸带第1、2两点间的距离应接近________. (2)若实验中所用重物的质量.打点纸带如图所示,打点时间间隔为0.02 s,则记录B点时,重物速度vB=________,重物动能Ek=________,从开始下落起至B点时重物的重力势能减少量是________,由此可得出的结论是_______________________.(g取9.8 m/s2)
(3)根据纸带算出相关各点的速度v,量出下落距离h,则以为纵轴、以h为横轴画出的图象应是如图中的________.
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答案
(1)打第一个点时重物的初速度为零 2 mm (2)0.59 m/s 0.17 J 0.17 J 机械能守恒 (3)C |
解析
分析:书本上的实验,我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚. 纸带法实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度,从而求出动能.根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值. 解答:解:(1)用公式mv2=mgh时,对纸带上起点的要求是重锤是从初速度为零开始, 打点计时器的打点频率为50 Hz,打点周期为0.02 s,重物开始下落后,在第一个打点周期内重物下落的高度所以所选的纸带最初两点间的距离接近2mm,h=gT2=×9.8×0.022 m≈2 mm. (2)利用匀变速直线运动的推论,vB==0.59m/s,重锤的动能EKB=mvB2=0.174J 从开始下落至B点,重锤的重力势能减少量△Ep=mgh=1×9.8×0.176J=0.173J. 得出的结论是在误差允许范围内,重物下落的机械能守恒. (3)因为v2=gh,所以与h成正比,则以为纵轴、以h为横轴画出的图象应是如图中的C 故答案为:(1)重锤是从初速度为零开始,2mm (2)0.59m/s,0.174J,0.173J.在误差允许范围内,重物下落的机械能守恒.(3)C 点评:运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题. 要注意单位的换算. |
举一反三
了探究功与物体速度变化的关系,现提供如图所示的器材,让 小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行,请思考探究思路并回答下列问 题.(打点计时器交流电频率为50 Hz) (1)为了消除摩擦力的影响应采取什么措施? ____________________________________________________________. (2)当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条……并起来进行第1次、第2次、第3次……实验时,每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致,我们把第1次实验时橡皮筋对小车做的功记为W. (3)由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出,如下图所示是其中四次实验打出的部分纸带.
(4).试根据第(2)、(3)项中的信息,填写下表.
次 数
| 1
| 2
| 3
| 4
| 橡皮筋对小车做功
| W
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| 小车速度v(m/s)
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| v2(m2/s2)
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| 从表中数据可得出结论: |
图甲是用来探究加速度和力之间关系的实验装置示意图,图乙是其俯视图。两个质量相等的小车,放在光滑水平桌面上,前端各系一条细绳,绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘里可放砝码。两个小车通过细线用夹子固定,打开夹子,小盘和砝码牵引小车运动,合上夹了,两小车同时停止。
(1)实验中可以通过在小盘中增减砝码来改变小车所受的拉力。为了探究加速度大小和力大小之间的关系,下列做法中正确的是 ( )A.使小盘和砝码的总质量尽可能与小车质量相等 | B.用刻度尺测量两小车通过的位移,通过比较位移司知加速及大小与力大小之间的关系 | C.在两小盘内及两小车内分别放置相同质量的砝码进行实验 | D.在两小盘内放置不同质量的砝码,在两小车内放置相同质量的砝码进行实验 | (2)上述实验中,有四位同学根据实验数据作出如下四幅图像,其中不能说明“质量一定时加速度与合力成正比”或“合力一定时加速度与质罱成反比”的是 ( ) |
在探究摩擦力的实验中采用了如下的操作,将一个长方体木块放在水平桌面上,然后用一个力传感器对木块施加一个水平拉力F,并用另外一个传感器对木块的运动状态进行监测,表1是其记录的实验数据。木块的重力为10.00N,重力加速度g=9.80m/s2,根据表格中的数据回答下列问题(保留3位有效数字):
(1)木块与桌面间的最大静摩擦力> N; (2)木块与桌面间的动摩擦因数 ; (3)实验次数5中监测到的加速度 m/s2. |
(一).在共点力合成的实验中,根据实验数据画出力的图示,如图。图上标出了F1、F2、F、F′ 四个力,其中______(填上述字母)不是由弹簧秤直接测得的;若F与F′的________基本相等,_______基本相同,说明共点力合成的平行四边行定则得到了验证。 (二).在验证机械能守恒定律的实验中,对于自由下落的重物,下述选择的条件更为有利的是( ) A.只要足够重就可以 B.只要体积足够小就可以 C.既要足够重,又要体积非常小 D.应该密度大些,还应便于夹紧纸带,使纸带随同运动时不致扭曲
(三).某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律,弧 形轨道末端水平,离地面的高度为H,将钢球从轨道的不同高度h处 静止释放,钢球的落点距轨道末端的水平距离为s. 若轨道完全光滑,s2与h的理论关系应满足s2=____(用H、h表示). (四).在做“互成角度的两个共点力的合成”的实验中有以下实验步 骤,其合理顺序是____________________(用相应字母表示) A.通过改变两个拉力的大小和方向,从而改变橡皮条的伸长,再重复做几次; B.只用一个弹簧秤,通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置O.记下弹簧秤的读数 和细绳的方向,按同样比例作出这个力F’的图示; C.在桌面上放一块方木板,在木板上垫一张白纸,把橡皮条一端固定在木板的A点; D.记下两个弹簧秤的读数以及结点的位置,描下两条细绳的方向,在纸上按比例作出力F1和F2的图示,用平行四边形定则求出(作出)合力F; E.比较力F’用平行四边形定则求出的力F,看它们在实验误差范围内是否相等; F.用两条细绳结在橡皮条的另一端(即结点),通过细绳用两个弹簧秤互成角度拉橡 皮条,橡皮条伸长,使结点到达某一位置O; |
用游标卡尺测一工件外径的读数如图(1)所示,读数为___________mm. 用螺旋测微器测一圆形工件的读数如图(2)所示,读数为___________mm. |
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