在驗證機(jī)械能守恒的實驗中(實驗裝置如圖),有下列A至F六個步驟:

A.將打點計時器豎直固定在鐵架臺上

B.接通電源,再松開紙帶,讓重錘自由下落

C.取下紙帶,更換紙帶(或?qū)⒓垘Х瓊面),重新做實驗

D.將重錘固定在紙帶的一端,讓紙帶穿過打點計時器,用手提紙帶

E.選擇一條紙帶,用刻度尺測出重錘下落的高度h1、h2、h3、…… hn ,計算出對應(yīng)的即時速度vn

F.分別算出,比較在實驗誤差范圍內(nèi)是否相等.

(1)以上實驗步驟按合理的操作步驟排列應(yīng)該是                                    

某個實驗小組的甲乙兩位同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如圖示.其中O是起始點,A、B、C是打點計時器連續(xù)打下的3個點.用毫米刻度尺測得O到A、B、C各點的距離分別為hA =9.51cm、hB=12.42cm、hC=15.70cm,現(xiàn)利用OB段所對應(yīng)的運(yùn)動來驗證機(jī)械能守恒,已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2,打點計時器所用電源頻率為f=50Hz,設(shè)重錘質(zhì)量為0.1kg.

(2)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以求得重錘在OB段所對應(yīng)的運(yùn)動過程中減小的重力勢能為__________J(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字,下同),而動能的增加量為________J.實驗發(fā)現(xiàn)二者并不完全相等,請指出一個可能的原因__________________________________­­­­­­­.

(3)處理數(shù)據(jù)過程中,甲乙兩位同學(xué)分別發(fā)現(xiàn)了一種計算B點對應(yīng)時刻物體速度vB的新思路:

甲同學(xué)發(fā)現(xiàn),圖中的B是除起始點外打點計時器打下的第n個點.因此可以用從O點到B點的時間nT(T是打點計時器的打點周期)計算,即vB =gnT,再依此計算動能的增量.

乙同學(xué)認(rèn)為,可以利用從O點到B點的距離hB計算,即,再依此計算動能的增量.

你認(rèn)為,他們新思路中(  )

A.只有甲同學(xué)的思路符合實驗要求    B.只有乙同學(xué)的思路符合實驗要求

C.兩位同學(xué)的思路都符合實驗要求    D.兩位同學(xué)的思路都不符合實驗要求

(4)在上圖紙帶基礎(chǔ)上,某同學(xué)又選取了多個計數(shù)點,并測出了各計數(shù)點到第一個點O的距離h,算出了各計數(shù)點對應(yīng)的速度v,以h為橫軸,以為縱軸畫出的圖線應(yīng)是如下圖中的           .圖線的斜率表示           

 

 

 

【答案】

(1)A D B C E F       (2)  0.122   0.120      受到空氣阻力和紙帶與限位孔之間的摩擦力

(3) D(4) C  g

【解析】

試題分析:(1)該實驗步驟:①儀器的安裝②打紙帶③選紙帶,所以合理的操作步驟是A D B C E F。

(2)重錘在OB段所對應(yīng)的運(yùn)動過程中重力勢能的減少量為,打點計時器打下B點時,重錘的速度為,動能的增加量;受到空氣阻力和紙帶與限位孔之間的摩擦力,減少的重力勢能一部分轉(zhuǎn)化為增加的動能,另一部分克服摩擦力做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

(3)重錘在下落過程中由于受到空氣阻力及紙帶和限位孔之間的摩擦力,所以不是自由落體運(yùn)動,因此,甲乙兩個同學(xué)計算B點對應(yīng)的瞬時速度的思路均不正確,所以正確選項為D。

(4)在實驗誤差范圍內(nèi),重力勢能的減小量和動能的增加量相等,因此,有,即,對應(yīng)的圖線是一條過原點的傾斜直線,直線的斜率表示加速度g。

考點:本題考查了驗證機(jī)械能守恒定律實驗的實驗原理、實驗步驟及誤差分析。

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

I.在驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中,使質(zhì)量為m=200g的重物自由下落,打點計時器在紙帶上打出一系列的點,選取一條符合實驗要求的紙帶如圖所示.O為紙帶下落的起始點,A、B、C為紙帶上選取的三個連續(xù)點.已知打點計時器每隔T=0.02s打一個點,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間=9.8m/s2,那么
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(1)計算B點瞬時速度時,甲同學(xué)用
v
2
B
=2gSOB
,乙同學(xué)用vB=
SAC
2T
.其中所選擇方法正確的是
 
(填“甲”或“乙”)同學(xué).
(2)同學(xué)丙想根據(jù)紙帶上的測量數(shù)據(jù)進(jìn)一步計算重物和紙帶下落過程中所受的阻力,為此他計算出紙帶下落的加速度為
 
m/s2,從而計算出阻力f=
 
N.
(3)若同學(xué)丁不慎將上述紙帶從OA之間扯斷,他僅利用A點之后的紙帶能否實現(xiàn)驗證機(jī)械能守恒定律的目的?
 
.(填“能”或“不能”)
II.物理興趣小組的同學(xué)們從實驗室中找到一只小燈泡,其標(biāo)稱功率值為0.75W,額定電壓值已模糊不清.他們想測定其額定電壓值,于是先用歐姆表直接測出該燈泡的電阻約為2Ω,然后根據(jù)公式計算出該燈泡的額定電壓U=
PR
=
2×0.75
V=1.22V
.他們懷疑所得電壓值不準(zhǔn)確,于是,再利用下面可供選擇的實驗器材設(shè)計一個電路,測量通過燈泡的電流和它兩端的電壓.根據(jù)測量數(shù)據(jù)已繪出燈泡的U-I圖線,如圖所示.
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A.電壓表V(量程3V,內(nèi)阻約3kΩ)
B.電流表A1(量程150mA,內(nèi)阻約2Ω) 
C.電流表A2(量程500mA,內(nèi)阻約0.6Ω)
D.滑動變阻器R1(0~20Ω)
E.滑動變阻器R2(0~100Ω)
F.電源E(電動勢4.0V,內(nèi)阻不計)
G.開關(guān)S和導(dǎo)線若干
H.待測燈泡L(額定功率0.75W,額定電壓未知)
(1)在下面所給定的實線框中畫出他們進(jìn)行實驗的電路原理圖,指出上述器材中,電流表選擇
 
(填“A1”或“A2”);滑動變阻器選擇
 
(填“R1”或“R2”).
(2)從圖線上分析該燈泡的額定電壓應(yīng)為
 
V;這一結(jié)果大于開始時的計算結(jié)果,原因是
 

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(1)在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中
①下面列舉了該實驗的幾個操作步驟:
A.按照圖1所示的裝置安裝器件;
B.將打點計時器接到電源的“直流”上;
C.先釋放紙帶,再接通電源打出一條紙帶;
D.測量紙帶上某些點間的距離;
E.根據(jù)測量的結(jié)果,分別計算重錘下落過程中減少的重力勢能和增加的動能.
其中操作不當(dāng)?shù)牟襟E是:
 
(填選項對應(yīng)的字母).
②正確操作后打出的紙帶如圖2所示,根據(jù)打出的紙帶,選取紙帶上連續(xù)的五個點A、B、C、D、E,測出AC的距離為s1,CE的距離為s2,打點的頻率為f,則打C點時重錘下落的速率vc=
 

③實驗中發(fā)現(xiàn),重錘減小的重力勢能大于重錘動能的增量,其主要原因是在重錘下落的過程中存在阻力作用(設(shè)阻力恒定),可以通過該實驗裝置測阻力的大小.若已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,重錘的質(zhì)量為m.試用這些物理量和上圖紙帶上的數(shù)據(jù)符號表示出重錘在下落過程中受到的阻力大小F=
 

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(2)某同學(xué)為了測定一只電阻的阻值,采用了如下方法:
①用多用電表粗測:多用電表電阻擋有4個倍率:分別為×1k、×100、×10、×1,該同學(xué)選擇×100倍率,用正確的操作步驟測量時,發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太大(指針位置如圖3中虛線所示).
為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量,請你補(bǔ)充完整下列依次應(yīng)該進(jìn)行的主要操作步驟:
a.
 

b.兩表筆短接,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指在0Ω處.
c.重新測量并讀數(shù),若這時刻度盤上的指針位置如圖中實線所示,測量結(jié)果是
 

②該同學(xué)用伏安法繼續(xù)測定這只電阻的阻值,除被測電阻外,還有如下實驗儀器
A.直流電源(電壓3V,內(nèi)阻不計)
B.電壓表V1(量程0-5V,內(nèi)阻約為5kΩ)
C.電壓表V2(量程0-15V,內(nèi)阻約這25kΩ)
D.電流表A1(量程0-25mA,內(nèi)阻約為1Ω)
E.電流表A2(量程0-250mA,內(nèi)阻約為0.1Ω)
F.滑動變阻器一只,阻值0-20Ω
G.電鍵一只,導(dǎo)線若干在上述儀器中,電壓表應(yīng)選擇
 
(填“V1”或“V2”),電流表應(yīng)選擇
 
(填“A1”或“A2”).請在圖4所示的方框內(nèi)畫出電路原理圖.
③根據(jù)所設(shè)計的實驗原理圖,將圖5中實物連接成測量電路.

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科目:高中物理 來源: 題型:

在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中,已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz,查得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.80 m/s2,測得所用的重物的質(zhì)量為1.00 kg.實驗中得到一條點跡清晰的紙帶(如圖實-4-9所示),把第一個點記作O,另選連續(xù)的四個點A、B、C、D作為測量的點.經(jīng)測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為62.99 cm,70.18 cm,77.76 cm,85.73 cm.根據(jù)以上數(shù)據(jù),可知重物由O點運(yùn)動到C點,重力勢能的減少量等于________J,動能的增加量等于________J(取三位有效數(shù)字).

 

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科目:高中物理 來源: 題型:

如實圖6-2所示,兩個質(zhì)量分別為m1m2的物塊AB,分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端(m1>m2),1、2是兩個光電門.用此裝置驗證機(jī)械能守恒定律.

 (1)實驗中除了記錄物塊B通過兩光電門時的速度v1、v2外,還需要測量的物理量是________.

(2)用已知量和測量量寫出驗證機(jī)械能守恒的表達(dá)式_____________.

實圖6-2

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科目:高中物理 來源:2011-2012學(xué)年山東省高一下學(xué)期第一次月考物理試題(解析版) 題型:實驗題

在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中,已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz,查得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.80 m/s2,測得所用的重物的質(zhì)量為1.00 kg.實驗中得到一條點跡清晰的紙帶(如圖實-4-9所示),把第一個點記作O,另選連續(xù)的四個點A、B、C、D作為測量的點.經(jīng)測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為62.99 cm,70.18 cm,77.76 cm,85.73 cm.根據(jù)以上數(shù)據(jù),可知重物由O點運(yùn)動到C點,重力勢能的減少量等于________ J,動能的增加量等于________J(取三位有效數(shù)字).

 

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