题目内容

某同学利用如图1所示装置验证“机械能守恒定律”．在打好点的纸带中他挑选出一条点迹清晰的纸带，如图2所示．把第一个点记作O，另取连续三个点依次标记为A、B、C．用刻度尺测出OA的距离h1=42.20cm，OB的距离h2=48.00cm，OC的距离h3=54.20cm．已知当地的重力加速度g=9.80m/s2，重锤的质量为0.10kg．根据上面的信息，可计算出打下B点时重锤动能为
 
J．从打O点到打B点的时间内，重锤的重力势能减少量为
 
J．（各空结果均要求保留到小数点后两位数字）
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分析：根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度，再由减小的重力势能△EP=mgh来计算重锤的重力势能减少量．
解答：解：B点的瞬时速度等于AC段的平均速度，所以有：
vB=
.
AC
tAC
=
h3-h1
2t
=
0.5420-0.4220
2×0.02
m/s=3.00m/s
则此处的动能为：Ek=
1
2
m
v
2
B
=
1
2
×0.10×3.002J=0.45J
重锤的重力势能减少量：△EP=mgh2=0.10×9.80×0.4800J=0.47J
故答案为：0.45，0.47．
点评：明确实验原理是解决实验问题的关键，要熟记求纸带上某点瞬时速度的求法．
练习册系列答案
相关题目
某同学利用如图1所示的实验装置做研究匀变速直线运动实验．
（1）请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当：①
打点计时器应接交流电源
打点计时器应接交流电源
；②
重物释放时应紧靠打点计时器
重物释放时应紧靠打点计时器
．
（2）图2是研究匀变速直线运动实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出．量出相邻的计数点之间的距离分别为SAB=4.22cm、SBC=4.65cm、SCD=5.08cm、SDE=5.49cm、SEF=5.91cm、SFG=6.34cm．已知打点计时器的工作频率为50Hz，则打点计时器打C点时小车的速度为 vc=
0.49
0.49
m/s，小车的加速度a=
0.42
0.42
m/s2（结果保留2位有效数字）．
（2009?上海模拟）某同学利用如图1所示的装置测量当地的重力加速度．实验步骤如下：
A．按装置图安装好实验装置；
B．用三角尺测量小球的直径 d；
C．用米尺测量悬线的长度 l；
D．让小球在竖直平面内小角度摆动．当小球经过最低点时开始计时，并计数为0，此后小球每经过最低点一次，依次计数1、2、3…．当数到20时，停止计时，测得时间为 t；
E．多次改变悬线长度，对应每个悬线长度，都重复实验步骤C、D；
F．计算出每个悬线长度对应的 t2；
G．以 t2 为纵坐标、l 为横坐标，作出 t2-l 图象．
（1）该同学根据实验数据，利用计算机作出 t2-l图象如图2所示．根据图象拟合得到方程为：t2=404.0l+3.5（s2）．由此可以得出当地的重力加速度g=
9.76
9.76
m/s2．（取π2=9.86，结果保留3位有效数字）
（2）图象没有过坐标原点的原因可能是
D
D

（A） 不应在小球经过最低点时开始计时，应该在小球运动到最高点开始计时
（B） 开始计时后，不应记录小球经过最低点的次数，而应记录小球全振动的次数
（C） 不应作 t2-l 图象，而应作 t-l 图象
（D） 不应作 t2-l 图象，而应作 t2-（l+
12
d）图象．
某同学利用如图1所示的装置测量当地的重力加速度．实验步骤如下：

A．按装置图安装好实验装置；
B．用游标卡尺测量小球的直径d；
C．用米尺测量悬线的长度l；
D．让小球在竖直平面内小角度摆动．当小球经过最低点时开始计时，并计数为0，此后小球每经过最低点一次，依次计数1、2、3…．当数到20时，停止计时，测得时间为t；
E．多次改变悬线长度，对应每个悬线长度，都重复实验步骤C、D；
F．计算出每个悬线长度对应的t 2；
G．以t 2 为纵坐标、l为横坐标，作出t 2-l图线．
结合上述实验，完成下列任务：
①用游标为10分度（测量值可准确到0.1mm）的卡尺测量小球的直径．某次测量的示数如图2所示，读出小球直径d的值为
1.52
1.52
cm．
②该同学根据实验数据，利用计算机作出t 2-l图线如图3所示．根据图线拟合得到方程t 2=404.0l+3.5．由此可以得出当地的重力加速度g=
9.76
9.76
m/s2．（取π 2=9.86，结果保留3位有效数字）
③从理论上分析图线没有过坐标原点的原因，下列分析正确的是

A．不应在小球经过最低点时开始计时，应该在小球运动到最高点开始计时；
B．开始计时后，不应记录小球经过最低点的次数，而应记录小球做全振动的次数；
C．不应作t 2-l图线，而应作t-l图线；
D．不应作t 2-l图线，而应作t 2-（l+
12
d）图线．
（1）某同学利用如图1所示的实验装置来“验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒”．
①请完善以下实验步骤：
a．用游标卡尺测遮光条的宽度，多次测量取平均值L；
b．实验时，先接通气源，再调节气垫导轨，使导轨处于水平位置；
c．将滑块从图示位置由静止释放，读出遮光条通过光电门的时间△t；
d．计算出滑块通过光电门的速度v=
 
（用上述测量出的物理量表示）．
②实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、
 
和
 
（用文字说明和相应字母表示）．
③本实验通过比较
 
和
 
，在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒．
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（2）某同学想测量某导电溶液的电阻率，先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极（接触电阻不计），两电极相距L=0.700m，其间充满待测的导电溶液．用如下器材进行测量：
电压表（量程l5V，内阻约30kΩ）；     电流表（量程300μA，内约50Ω）；
滑动变阻器（10Ω，1A）；              电池组（电动势E=12V，内阻r=6Ω）；
单刀单掷开关一个、导线若干．
下表是测量通过管中导电液柱的电流及两端电压的实验数据．实验中用20分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径，结果如图3所示．
U/V 0 1.0 3.0 5.0 7.0 9.0 11.0
I/μA 0 22 65 109 155 175 240
根据以上所述请回答下面的问题：
①玻璃管内径d=
 
mm．
②请在图2中补画出未连接的导线．
③根据表数据在图4坐标中已描点，请作出U-I图象，由图象求出电阻R=
 
Ω（结果保留2位有效数字）．
④计算该导电溶液的电阻率表达式是：ρ=
 
 （用R、d、L表示）．
某同学利用如图1所示电路来测量电阻的阻值．将电阻箱接入a、b之间，闭合开关．适当调节滑动变阻器R′后保持其阻值不变．依次改变电阻箱的阻值R，得到相应电压表的示数U，得到如图2所示的U-R图象．
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（1）用待测电阻RX替换电阻箱，读得电压表示数为2.00V．利用U-R图象可得RX=
 
Ω．
（2）电池使用较长时间后，电动势可认为不变，但内阻增大．若仍用本实验装置和U-R图象测定某一电阻，则测定结果将
 
（选填“偏大”或“偏小”）．
现将一已知阻值为10Ω的电阻换接在a、b之间，为了仍可利用本实验装置和U-R图象实现对待测电阻的准确测定，则滑动变阻器的阻值
 
（选填“增大”或“减小”），使电压表的示数为
 
V．

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