某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验中,提出了如图所示的甲、乙两种方案:甲方案为用自由落体运动进行实验,乙方案为用小车在斜面上下滑进行实验。(1)组内同学对
题型:专项题难度:来源:
某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验中,提出了如图所示的甲、乙两种方案:甲方案为用自由落体运动进行实验,乙方案为用小车在斜面上下滑进行实验。 (1)组内同学对两种方案进行了深入的讨论分析,最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案,你认为该小组选择的方案是___________,理由是______________________。 |
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(2)若该小组采用图甲的装置打出了一条纸带如图丙所示,相邻两点之间的时间间隔为0.02 s,请根据纸带计算出B点的速度大小___________ m/s(结果保留三位有效数字)。 (3)该小组内同学们根据纸带算出了相应点的速度,作出v2-h图线如图丁所示,请根据图线计算出当地的重力加速度g=___________m/s2(结果保留两位有效数字)。 |
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答案
(1)甲图;采用乙图实验时,由于小车与斜面间存在摩擦力的作用,且不能忽略,所以小车在下滑的过程中机械能不守恒,故乙图不能用于验证机械能守恒 (2)1.37 (3)9.7~9.8 |
举一反三
在用自由落体运动验证机械能守恒定律时,某同学按照正确的操作选得纸带如图。其中O点是起始点,A、B、C是打点计时器连续打下的三个点,该同学用毫米刻度尺测量O点到A、B、C各点的距离,并记录在图中(单位cm).已知打点计时器电源频率为50Hz,重锤质量为m=2kg,当地重力加速度g=9.80m/s2。 |
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(1)用公式mv2/2=mgh时,对纸带上起始点的要求是_________,为此目的,所选择的纸带一、二两点间距应接近_________mm; (2)根据上图所得数据,取O点到B点的运动过程来验证机械能守恒定律,该段过程重锤重力势能的减小量为_________J,物体从O点到B点过程动能的增加量为_________J(均保留三位有效数字)。这样他发现重力势能的减小量_________(填“大于”或“小于”)动能的增加量,造成这一误差的原因是_________; (3)根据纸带算出相关各点的速度v,量出下落距离h,则以v2为纵轴,以h为横轴画出的图线应是如下图中的_________。 |
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在“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用的交流电的频率为50Hz,查得当地的重力加速度g=9.80m/s2,测得所用的重物的质量为1.00kg,实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示。把第一个点记做O,另选连续的四个点A、B、C、D作为测量的点。经测量知道A、B、C、D四个点到O点的距离分别为62.99cm、70.14cm、77. 67cm、85.58cm。 |
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(1)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;动能的增加量为_____ ___J(取三位有效数字)。 (2)根据以上数据可以计算出重物下落的加速度为___________m/s2(取三位有效数字),明显小于所查得当地的重力加速度,其主要原因是________________________________。 |
在用落体法验证机械能守恒定律时,某同学按照正确的操作选得纸带如下图。其中O是起始点,A、B、C是打点计时器连续打下的3个点。该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离为9.51、12.42、15.7(单位cm)。 |
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(1)这三个数据中不符合有效数字读数要求的是___________,应记作___________cm。 (2)该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,已知当地的重力加速度g=9.80m/s2,他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的即时速度,则该段重锤重力势能的减少量为___________J,而动能的增加量为___________J(均保留3位有效数字,重锤质量1kg)。这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量___________动能的增加量(填>、<或=)。 |
利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。将纸带固定在重物上,让纸带穿过电火花计时器。先用手提着纸带,使重物静止在靠近计时器的地方。然后接通电源,松开纸带,让重物自由下落,计时器就在纸带上打下一系列小点。对纸带上的点痕进行测量研究,即可验证机械能守恒定律。下面列举了该实验中的几个步骤,其中没有必要进行或操作不恰当的是 |
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A.用天平测量出重锤的质量 B.把打点计时器固定在置于桌边的铁架台上,将电火花计时器与电源连接好。将纸带穿过计时器的限位孔,并把纸带的一端固定在重锤上,使重锤停靠在打点计时器附近 C.先松手让重锤带着纸带自由下落,后接通电源 D.重复几次,得到3~5条纸带 |
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