(1)在利用重物自由下落“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為f=50Hz,實(shí)驗(yàn)要求打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打第一個(gè)點(diǎn)時(shí)釋放紙帶.甲、乙、丙三個(gè)同學(xué)分別用同一裝置各打出一條紙帶,量出各紙帶上第1、2兩點(diǎn)間的距離分別為0.48cm,0.19cm和0.18cm,肯定其中一個(gè)同學(xué)在操作上有錯(cuò)誤,該同學(xué)是
 
;其錯(cuò)誤的操作是
 

(2)(4分)丁同學(xué)用甲圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到如圖乙所示的紙帶,把第一個(gè)點(diǎn)(初速度為零)記作O點(diǎn),測(cè)出O、A間的距離為68.97cm,點(diǎn)A、C間的距離為15.24cm,點(diǎn)C、E間的距離16.76cm,已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間=9.8m/s2,重錘的質(zhì)量為m=1.0kg,則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打O點(diǎn)到C點(diǎn)的這段時(shí)間內(nèi),重錘動(dòng)能的增加量為
 
J,重力勢(shì)能的減少量為
 
J.(保留三位有效數(shù)字)
精英家教網(wǎng)
(3)利用這個(gè)裝置也可以測(cè)量重錘下落的加速度a=
 
m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
(4)在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),重錘減小的重力勢(shì)能總大于重錘增加的動(dòng)能,其原因主要是
 
,用題目給出的已知量,求出重錘下落過程中受到的平均阻力大小為
 
N.
(5)若利用BD段來驗(yàn)證機(jī)械能守恒,則還要測(cè)量的物理量是
 
,要驗(yàn)證的表達(dá)式是
 
用題中符號(hào)表達(dá))
分析:(1)做自由下落物體在0.02s內(nèi)下落的高度大約2mm,從而確定甲在操作上錯(cuò)誤.1、2兩個(gè)點(diǎn)的距離偏大,可知初速度不為零,操作的錯(cuò)誤在于先釋放重物后接通電源.
(2)根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出C點(diǎn)的瞬時(shí)速度,從而得出C點(diǎn)的動(dòng)能,知道重錘動(dòng)能的增加量.根據(jù)重力做功求出重力勢(shì)能的減小量.
(3)根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量,即△x=aT2求出重錘下落的加速度.
(4)重錘受重力和阻力,根據(jù)牛頓第二定律列式求解.
(5)利用BD段來驗(yàn)證機(jī)械能守恒,則還要測(cè)量的物理量是BD長(zhǎng)度,再根據(jù)重物在這兩段的平均速度來表示其瞬時(shí)速度,從而可知物體減小的重力勢(shì)能與滑塊及物體增加的動(dòng)能關(guān)系,進(jìn)而得以驗(yàn)證.
解答:解:(1)若物體做自由下落,在0.02s內(nèi)的位移大約在2mm左右,可見甲同學(xué)的操作錯(cuò)誤,使得重物的初速度不為零,即先釋放重物后接通電源.
(2)C點(diǎn)的速度等于AE段的平均速度:vC=
(15.24+16.76)×10-2
0.08
m/s=4m/s,
則動(dòng)能的增加量:△Ek=
1
2
mvC2=
1
2
×1×16J=8.00J
重力勢(shì)能的減小量:△Ep=mgh=9.8×(68.97+15.24)×10-2=8.25J.
(3)根據(jù)△x=aT2得:a=
△x
T2
=
(16.76-15.24)×10-2
0.042
m/s2=9.50m/s2
(4)重錘減小的重力勢(shì)能總大于重錘增加的動(dòng)能,其原因主要是因?yàn)樵谥劐N帶著紙帶下落過程中存在著阻力的作用;
根據(jù)牛頓第二定律,有:mg-f=ma
解得:f=m(g-a)=1×(9.8-9.5)=0.3N;
(5)利用BD段來驗(yàn)證機(jī)械能守恒,則還要測(cè)量的物理量是BD長(zhǎng)度,從而可求出從B到D的減小的重力勢(shì)能;
再由某段平均速度等于其中時(shí)刻的瞬時(shí)速度,則有:EK=
1
2
m(
XCE
2
f)
2
-
1
2
m(
XAC
2
f)
2

因此,驗(yàn)證的表達(dá)式是:mgXBD=
1
2
m(
XCE
2
f)
2
-
1
2
m(
XAC
2
f)
2

故答案為:(1)甲,先釋放重錘后接通電源;
(2)8.00;8.25;
(3)9.50;
(4)因?yàn)樵谥劐N帶著紙帶下落過程中存在著阻力的作用;0.30;
(5)BD段的長(zhǎng)度,mgXBD=
1
2
m(
XCE
2
f)
2
-
1
2
m(
XAC
2
f)
2
點(diǎn)評(píng):利用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問題的能力,在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用,提高解決問題能力.要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留.
本題借助于光電門來算瞬時(shí)速度,并將物體與滑塊作為一整體來研究,注意在實(shí)驗(yàn)過程中要盡量減小系統(tǒng)受到的阻力.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

在利用重物自由下落“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,有如下器材:
A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B.低壓交流電源(附導(dǎo)線)
C.天平(附砝碼)D.鐵架臺(tái)(附夾子)
E.重錘(附夾子)F.紙帶
G.秒表H.復(fù)寫紙
(1)其中不必要的器材是
CG
CG
;還缺少的器材是
毫米刻度尺
毫米刻度尺

(2)某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2.實(shí)驗(yàn)小組選出一條紙帶如圖乙所示,其中O點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)(靜止點(diǎn)),A、B、C為三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),在計(jì)數(shù)點(diǎn)A和B、B和C之間還各有一個(gè)點(diǎn),測(cè)得h1=12.01cm,h2=19.15cm,h3=27.85cm.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源為50Hz的交流電.若重錘質(zhì)量為m,根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以求得:當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打到B點(diǎn)時(shí),重錘的重力勢(shì)能比開始下落時(shí)減少了
1.88m
1.88m
J;此時(shí)重錘的動(dòng)能比開始下落時(shí)增加了
1.96m
1.96m
J,根據(jù)計(jì)算結(jié)果可以知道該實(shí)驗(yàn)小組在做實(shí)驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)的問題可能是
做實(shí)驗(yàn)時(shí)先釋放了紙帶然后再合上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電鍵(或“接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是重錘已經(jīng)具有初速度”、“重錘下落初速度不為零”、“釋放紙帶時(shí)手抖動(dòng)了”等等)
做實(shí)驗(yàn)時(shí)先釋放了紙帶然后再合上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電鍵(或“接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是重錘已經(jīng)具有初速度”、“重錘下落初速度不為零”、“釋放紙帶時(shí)手抖動(dòng)了”等等)
(找出一種原因即可);
(3)如果重錘下落高度為h時(shí)對(duì)應(yīng)的速度為v,以
v2
2
為縱軸,以h為橫軸,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出
v2
2
-k
圖線,則圖線斜率的數(shù)值在理論上等于
g(或重力加速度)
g(或重力加速度)

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?泗陽縣一模)(1)在做“測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)加速度”的實(shí)驗(yàn)中,取下一段如圖所示的紙帶研究其運(yùn)動(dòng)情況.設(shè)O點(diǎn)為計(jì)數(shù)的起始點(diǎn),在四個(gè)連續(xù)的計(jì)數(shù)點(diǎn)中,每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s,若物體做理想的勻加速直線運(yùn)動(dòng),則計(jì)數(shù)點(diǎn)“A”與起始點(diǎn)O之間的距離x1為
4.00
4.00
cm,打計(jì)數(shù)點(diǎn)“A”時(shí)物體的瞬時(shí)速度為
0.500
0.500
m/s,物體的加速度為
2.00
2.00
m/s2(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字).
(2)在利用重物自由下落“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中?
①備有如下器材:A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器;B.直流電源;C.交流電源;D.紙帶;E.帶夾子的重物;F.秒有表;G.刻度尺;H.導(dǎo)線;I.鐵架臺(tái).其中該實(shí)驗(yàn)不需要的器材是
BF
BF
(填字母代號(hào)).?
②在實(shí)驗(yàn)中,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50Hz,實(shí)驗(yàn)要求打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打完第一個(gè)點(diǎn)時(shí)釋放紙帶,甲、乙、丙三個(gè)學(xué)生分別用同一裝置各打出一條紙帶,量出各紙帶上第1、2兩點(diǎn)間的距離分別為0.48cm,0.19cm和0.18cm.可見其中肯定有一個(gè)學(xué)生在操作上有錯(cuò)誤,錯(cuò)誤操作的同學(xué)是
,其錯(cuò)誤的操作是
先釋放紙帶后接電源
先釋放紙帶后接電源

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

如圖(甲)所示,在利用重物自由下落驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,某實(shí)驗(yàn)小組打出了三條紙帶,但是由于實(shí)驗(yàn)操作不規(guī)范,三條打點(diǎn)精英家教網(wǎng)紙帶的第1個(gè)點(diǎn)和第2個(gè)點(diǎn)之間的距離都明顯的大于2mm,于是他們選擇了如圖(乙)所示的一條點(diǎn)跡清晰且在
一條直線上的紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理.他們首先在所選擇紙帶的前四個(gè)點(diǎn)的下方標(biāo)上1、2、3、4,在后面適當(dāng)位置又選了五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E;然后,他們又設(shè)計(jì)了四種數(shù)據(jù)處理方案來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.
方案1:選擇第1個(gè)點(diǎn)作為過程的起點(diǎn),分別選擇計(jì)數(shù)點(diǎn)B、C、D作為過程的終點(diǎn),用刻度尺量出計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E到第1個(gè)點(diǎn)的距離h1、h2、h3、h4、h5,再數(shù)出計(jì)數(shù)點(diǎn)B、C、D到第1個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔數(shù)k,利用Vn=gkT算出重物運(yùn)動(dòng)到計(jì)數(shù)點(diǎn)B、C、D時(shí)的速度,比較“mghn
1
2
m
V
2
n
”是否相等來驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒.
方案2:選擇第1個(gè)點(diǎn)作為過程的起點(diǎn),分別選擇計(jì)數(shù)點(diǎn)B、C、D作為過程的終點(diǎn),用刻度尺量出計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E到第1個(gè)點(diǎn)的距離h1、h2、h3、h4、h5,利用Vn=
hn+1-hn-1
2T
算出重物運(yùn)動(dòng)到計(jì)數(shù)點(diǎn)B、C、D時(shí)的速度,比較“mghn
1
2
m
V
2
n
”是否相等來驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒.
方案3:選擇第3個(gè)點(diǎn)作為過程的起點(diǎn),分別選擇計(jì)數(shù)點(diǎn)B、C、D作為過程的終點(diǎn),用刻度尺量出計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E到第3個(gè)點(diǎn)的距離h1、h2、h3、h4、h5,再數(shù)出計(jì)數(shù)點(diǎn)B、C、D到第1個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔數(shù)k,利用Vn=gkT算出重物運(yùn)動(dòng)到計(jì)數(shù)點(diǎn)B、C、D時(shí)的速度,利用V3=2gT求出打第3個(gè)點(diǎn)時(shí)重物的速度,比較“mghn和(
1
2
m
V
2
n
-
1
2
m
V
2
3
)”是否相等來驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒.
方案4:選擇第3個(gè)點(diǎn)作為過程的起點(diǎn),分別選擇計(jì)數(shù)點(diǎn)B、C、D作為過程的終點(diǎn),用刻度尺量出計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E到第3個(gè)點(diǎn)的距離h1、h2、h3、h4、h5,利用Vn=
hn+1-hn-1
2T
算出重物運(yùn)動(dòng)到計(jì)數(shù)點(diǎn)B、C、D時(shí)的速度,再測(cè)出第2個(gè)點(diǎn)到第4個(gè)點(diǎn)之間的距離S,利用V3=
S
2T
求出打第3個(gè)點(diǎn)時(shí)重物的速度,比較“mghn和(
1
2
m
V
2
n
-
1
2
m
V
2
3
)”是否相等來驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒.
(1)你認(rèn)為最合適的方案是
 

(2)說出兩條你認(rèn)為其他方案不合適的理由:
理由1:
 

理由2:
 

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科目:高中物理 來源: 題型:

在利用重物自由下落“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中
(1)備有如下器材:A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器;B.直流電源;C.交流電源;D.紙帶;E.帶夾子的重物;F.秒表;G.刻度尺;H.天平;I.導(dǎo)線;J.鐵架臺(tái);.其中該實(shí)驗(yàn)不需要的器材是
 
(填字母代號(hào))
(2)實(shí)驗(yàn)中,質(zhì)量m=1.00kg的重物拖著紙帶豎直下落,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn),如圖,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.04s,P為紙帶運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn),從打P到打下B過程中物體重力勢(shì)能的△EP=
 
J,在此過程中物體動(dòng)能的增加量△EK=
 
J(已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8m/s2,答案保留三位有效數(shù)字).用v表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度,h表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)到P點(diǎn)的距離,以v2/2為縱軸,以h為橫軸,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的v2/2-h圖線,若斜率等于某個(gè)物理量的數(shù)值時(shí),說明重物下落過程中機(jī)械能守恒,該物理量是
 

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