题目内容
在利用重物自由下落“验证机械能守恒定律”的实验中,有如下器材:
A.打点计时器 B.低压交流电源(附导线)
C.天平(附砝码) D.铁架台(附夹子)
E.重锤(附夹子) F.纸带
G.秒表 H.复写纸
(1)其中不必要的器材是_______________;还缺少的器材是_______________;
(2)某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。已知当地的重力加速度g=9.80m/s2。实验小组选出一条纸带如图乙所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点(静止点),A、B、C为三个计数点,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点,测得h1=12.01cm,h2=19.15cm,h3=27.85cm。打点计时器电源为50Hz的交流电。若重锤质量为m,根据以上数据可以求得:当打点计时器打到B点时,重锤的重力势能比开始下落时减少了________J;此时重锤的动能比开始下落时增加了_______J,根据计算结果可以知道该实验小组在做实验时出现的问题可能是______________________(找出一种原因即可);
(3)如果重锤下落高度为h时对应的速度为v,以为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出图线,则图线斜率的数值在理论上等于___________。
(1)CG,毫米刻度尺;
(2)1.88m,1.96m,做实验时先释放了纸带然后再合上打点计时器的电键(或“接通打点计时器是重锤已经具有初速度”、“重锤下落初速度不为零”、“释放纸带时手抖动了”等等);
(3)g(或重力加速度)。
解析试题分析:(1)其中不必要的器材是:秒表,通过打点计时器打出的点可以计算时间;天平,因为我们是比较mgh、mv2的大小关系,故m可约去比较,不需要用天平.缺少的是毫米刻度尺,我们需要用毫米刻度尺测量计数点间的距离.
(2)根据重力势能的定义式得出:当打点计时器打在B点时,重锤的重力势能的减少量为ΔEp=mgh2=1.88m,
利用匀变速直线运动的推论vB===m/s=1.98m/s,ΔEk=EkB-0=mvB2=1.96m.
以上发现:ΔEk>ΔEp,说明打出的第一个点已经具有了一定的速度.该实验小组在做实验时出现的问题可能原因是实验时先释放纸带,然后再接通打点计时器的电源.
(3)利用v2-h图线处理数据,由于mgh=mv2,那么图线应该是过原点的直线,其斜率为重力加速度g.
考点:验证机械能守恒定律
某学习小组的同学想要验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套如图装置,另外还有交流电源、导线、复写纸、细沙以及天平都没画出来.当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态.如果要完成该项实验,则:
(1)还需要的实验器材是( )
A.秒表 | B.刻度尺 | C.弹簧秤 | D.重锤 |
(3)在(2)的基础上,某同学用天平称出滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙,并称出此时沙和沙桶的总质量m.为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量m应满足的实验条件是_______.实验时释放滑块让沙桶带着滑块加速运动,用打点计时器(打相邻两个点的时间间隔为T)记录其运动情况如纸带所示,纸带上开始的一些点较模糊未画出,其他的每两点间还有4个点也未画出,现测得O到E点间的长为L,D到F点间的长为S,则E点速度大小为_________.若取O点的速度为v1、E点速度为v2那么本实验最终要验证的数学表达式为___________________________.
在“用单摆测定重力加速度”的实验中,测得单摆摆角小于5°,完成n次全振动的时间为t,用毫米刻度尺测得摆线长为L,用螺旋测微器测得摆球直径为d。
(1) 从上图可知,摆球直径d的读数为________mm.
(2) 实验中有个同学发现他测得重力加速度的值偏大,其原因可能是( )
A.悬点未固定紧,振动中出现松动,使摆线增长了 |
B.单摆所用摆球质量太大 |
C.把n次全振动时间误当成(n+1)次全振动时间 |
D.以摆线长作为摆长来计算 |
发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是( )
A.开普勒、卡文迪许 | B.牛顿、库仑 | C.牛顿、卡文迪许 | D.开普勒、库仑 |