利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时,需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h,某班同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案。

利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时,需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h,某班同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案。

题型:不详难度:来源:
利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时,需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h,某班同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案。

A.用刻度尺测出物体下落高度h,并测出下落时间t,通过计算出瞬时速度
B.用刻度尺测出物体下落的高度,并通过计算出瞬时速度。
C.根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度,并通过计算出高度
D.用刻度尺测出物体下落的高度,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度
小题1:以上方案中只有一种最合理,最合理的是         。(填入上述相应的字母)
小题2:要使该实验误差尽量小,下述注意点正确的是     (填入下述相应的字母)
a.使重锤的质量越大越好,但悬挂时不能拉断纸带
b.选用电火花计时器比电磁打点计时器更好,可减小阻力影响
c.测长度时保持纸带悬挂状态,刻度尺的读数更准确
d.纸带上留下的点越大越好
e.纸带长一点更好
答案

小题1:D
小题2:a,b
解析

分析:解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项。该实验是验证机械能守恒定律的实验。因为我们知道自由落体运动只受重力,机械能就守恒。如果把重物看成自由落体运动,再运用自由落体的规律求解速度,那么就不需要验证了。同时要清楚该实验的误差来源;了解打点计时器的原理和具体使用,尤其是在具体实验中的操作细节要明确。
解答:小题1:该实验是验证机械能守恒定律的实验。因为我们知道自由落体运动只受重力,机械能就守恒。如果把重物看成自由落体运动,再运用自由落体的规律求解速度,那么就不需要验证了。其中ABC三项都是运用了自由落体的运动规律求解的,故ABC错误,D正确。
小题2:a、实验供选择的重物应该相对质量较大、体积较小的物体,这样能减少摩擦阻力的影响,故a正确;
b、电磁的对纸带的阻力较大,会影响其运动的情况,而且打点的效果也不好,会出现拖尾的点。而电火花的打点时间极短,且阻力小,会出现比较理想的点,故b正确。
C、测长度时纸带应水平放置,视线与刻度竖直对齐,故c错误。
d、纸带上留下的点越大测量时误差越大,纸带上留下的点尽量小点,故d错误。
e、纸带长度适当即可,过长会影响其运动的情况,增大阻力,误差增大,故e错误。
因此选ab。
举一反三
冬奥会期间,某探究小组为了测量运动员的滑雪板在水平雪面上正常滑行时,板面与雪面间的动摩擦因数,利用数码相机的连拍功能,得到了一张运动员的组合照片,如图所示,已知滑雪板在水平面上的投影长度是160cm,相机连拍周期是1.0s,g取10m/s2,则:

(1)运动员滑行的加速度大小是              
(2)所求的动摩擦因数是              
(3)引起该实验误差的原因有         (填以下序号).
A.运动员的体重B.雪面的平整程度
C.拍摄动景照片时的虚边效应D.确定距离时的读数误差

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如图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带.已知打点计时器电源频率为50 Hz, ABCD是纸带上四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出.从图中读出A、B两点间距,可求得B点对应的速度是________m/s,加速度是             m/s2 (计算结果保留二位有效数字)
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在“研究匀变速直线运动”的实验中,如图为实验得到的一条纸带,纸带上每相邻的两计数点间的时间间隔均为0.1s,测得A到B和B到C的距离分别为5.60cm和7.82cm,则物体的加速度大小为         m/s2,B点的速度大小为         m/s。
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图甲为20分度游标卡尺的部分示意图,其读数为  ▲   mm;
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如右图所示装置可用来验证机械能守恒定律。摆锤A拴在长L的轻绳一端,另一端固定在O点,在A上放—个小铁片,现将摆锤拉起,使绳偏离竖直方向成θ角时由静止开始释放摆锤,当其到达最低位置时,受到竖直挡板P阻挡而停止运动,之后铁片将飞离摆锤而做平抛运动。

小题1:为了验证摆锤在运动中机械能守恒,必须求出摆锤在最低点的速度。为了求出这一速度,实验中还测量了遇到挡板之后铁片的水平位移S和竖直下落高度h。根据测得的物理量表示摆锤在最低点的速度v=                                  
小题2:根据巳知的和测得的物理量,写出摆锤在运动中机械能守恒的关系式为         。
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