(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图1,由图1可知其长度为______mm;用螺旋测微器测量其直径如图,由图1可知其直径为______mm;(2)在“验证

(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图1,由图1可知其长度为______mm;用螺旋测微器测量其直径如图,由图1可知其直径为______mm;(2)在“验证

题型:不详难度:来源:
(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图1,由图1可知其长度为______mm;用螺旋测微器测量其直径如图,由图1可知其直径为______mm;

(2)在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器所用电源频率为50HZ,当地重力加速度的值为9.80m/s2,测得所用重物的质量为1.00kg.甲、乙、丙三学生分别用同一装置打出三条纸带,量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.12cm,0.19cm和0.25cm,可见操作上有错误的是学生______,错误操作______.
若按实验要求正确地选出纸带进行测量,量得连续三点A,B,C到第一个点的距离如图2所示(相邻计数点时间间隔为0.02s),从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是△EP=______,此过程中物体动能的增加量是△EK______(取g=9.8m/s2);
(3)如图3所示气垫是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在轨道上,滑块在轨道上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C和D的气垫轨道以及滑块A和B来验证动量守恒定律,实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:
a.调整气垫轨道,使导轨处于水平;
b.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上;
c.按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计数器开始工作,当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下滑块A、B分别到达挡板C、D的运动时间t1和t2
d.用刻度尺测出滑块A的左端至C挡板的距离L1、滑块B的右端到D挡板的距离L2
①试验中还应测量的物理量是______;
②利用上述过程测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是______;
③利用上述实验数据导出的被压缩弹簧的弹性势能的表达式是______.
答案
(1)游标卡尺的读数:游标卡尺主尺读数为50mm,游标读数为3×0.05mm=0.15mm 所以最终读数为:50mm+0.15mm=50.15mm,
螺旋测微器固定刻度读数为4.5mm,可动刻度读数为20.0×0.01=0.200mm,最终读数为:4.5mm+0.200mm=4.700mm.
故答案为:50.15,4.700.
(2)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h=
1
2
gT2≈2mm
,所以所选的纸带最初两点间的距离接近2 mm,量出各纸带上第一、二两点间的距离分别为0.18cm,0.19cm和0.25cm,可以看出丙同学在操作上误差较大,具体原因就是先释放纸带后接电源,打点一个点时已经有了速度,导致开始两点之间的距离大于2mm.
O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是:△EP=mghOB=0.49J;
B点的速度为:vB=
xAC
2T
=
(7.06-3.14)cm
2×0.02s
=0.98m/s

因此动能的增量为:EK=
1
2
m
v2B
=0.48J

故答案为:丙,错误操作是先放开纸带后接通电源,0.49,0.48.
(3)①因系统水平方向动量守恒即mAvA-mBVB=0,由于系统不受摩擦,故滑块在水平方向做匀速直线运动故有vA=
L1
t1
,VB=
L2
t2
,即mA
L1
t1
-mB
L2
t1
=0,所以还要测量的物理量是:滑块A、B的质量mA、mB
②根据动量守恒可知需要验证的表达式为:mA
L1
t1
=mB
L2
t2

③根据功能关系可知弹性势能全部转化为动能,因此有:EP=
1
2
mA(
L1
t1
)2+
1
2
mB(
L2
t2
)2

故答案为:①滑块A、B的质量mA、mB;②mA
L1
t1
=mB
L2
t2
;③
1
2
mA(
L1
t1
)2+
1
2
mB(
L2
t2
)2
举一反三
现要通过实验验证机械能守恒定律.实验装置如图所示:水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到导轨低端C点的距离,h表示A与C的高度差,b表示遮光片的宽度,s表示A,B两点的距离,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度.用g表示重力加速度.若将滑块自A点由静止释放,则在滑块从A运动至B的过程中,滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为______.动能的增加量可表示为______.若在运动过程中机械能守恒,
1
t2
与s的关系式为
1
t2
=______.
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(1)某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受合力F及质量m关系的实验,图34-1为实验装置简图.
①他想用钩码的重力表示小车受到的合外力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为下列哪二项说法是正确的:______
A.要平衡摩擦力B.实验时不需要平衡摩擦力
C.钩码的重力要远小于小车的总重力D.小车的总重力要远小于钩码的重力
②若要用图1装置验证合外力的功与动能变化之间的关系,在①的基础上,某同学用天平称量小车的总质量M.用弹簧秤称出钩码的总重力G.让钩码带动小车加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1<v2).则本实验最终要验证的数学表达式为______.(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量).
(2)①某同学用如题图2所示的装置来探究机械能守恒定律:实验中,得到了甲、乙、丙三条实验纸带,如图3所示,则应选______纸带好.

在实验中若所用重物的质量为1.00kg,当地的重力加速度为g=9.80m/s2,在某次实验中得到一条点迹清晰的纸带,如图4所示,把第一个点记作O,另选取连续的4个点A、B、C、D作为测量的点,经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm,70.18cm,77.76cm、85.73cm.
②根据以上数据,可知重物由O点运动到C点,重力势能的减少量等于______J,动能的增加量等于______J(取三位有效数字).
③由以上的计算结果可看出,重物由O点运动到C点,重力势能的减少量______于动能的增加量,试简单阐述造成这一结果的两个理由______、______.
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某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械守恒定律,实验装置如图甲所示,在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B,滑块P上固定一遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连.滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器A、B时,通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象.
(1)实验前,接通气源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的△t1______△t2.(填“>”“=”或“<”)时,说明气垫导轨已经水平.
(2)遮光条宽度为d,滑块P用细线跨过定滑轮与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图象如图乙所示,若△t1、△t2、d和鈎码质量m已知,要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒,还应测出的物理量是______和______(写出物理量的名称及符号).
(3)若上述物理量间满足关系式______,则表明在上述过程中滑块和砝码组成的系统机械能守恒.
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某同学利用如图甲的实验装置测量重力加速度.

(1)该同学开始实验时情形如图甲所示,接通电源释放纸带.请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方:①______;②______.
(2)该同学经修改错误并正确操作后得到如图乙所示的纸带,取连续六个点A、B、C、D、E、F为计数点,测得A点到B、C、D、E、F的距离分别为h1,h2,h3,h4,h5.若打点的频率为f,则打E点时重物的速度表达式vE=______;若分别计算出各计数点的速度值,并画出速度的二次方(v2)与对应重物下落的距离(h)的关系如图丙所示,则重力加速度g=______m/s2
(3)若当地的重力加速度值g=9.8m/s2,你认为该同学测量值存在偏差的主要原因是______.
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某同学用如图(1)所示装置测重力加速度g,所用交流电频率为50Hz.在所选纸带上取某点为0计数点,以后每隔2个点取一个计数点,用毫米刻度尺测量的数据(单位:mm)如图(2)所示.若相邻两计数点时间间隔
为T,计算结果取三位有效数字.则:
①计数点“5”的速度为______m/s.
②该同学用Xn-Xn-3=3aT2求出的重力加速度g=______m/s2
③测出的重力加速度g比实际数值偏小的原因是______.
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