题目内容

（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图1，由图1可知其长度为______mm；用螺旋测微器测量其直径如图，由图1可知其直径为______mm；

（2）在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50HZ，当地重力加速度的值为9.80m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg．甲、乙、丙三学生分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.12cm，0.19cm和0.25cm，可见操作上有错误的是学生______，错误操作______．
若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A，B，C到第一个点的距离如图2所示（相邻计数点时间间隔为0.02s），从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是△EP=______，此过程中物体动能的增加量是△EK______（取g=9.8m/s2）；
（3）如图3所示气垫是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在轨道上，滑块在轨道上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C和D的气垫轨道以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：
a．调整气垫轨道，使导轨处于水平；
b．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上；
c．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计数器开始工作，当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下滑块A、B分别到达挡板C、D的运动时间t1和t2；
d．用刻度尺测出滑块A的左端至C挡板的距离L1、滑块B的右端到D挡板的距离L2．
①试验中还应测量的物理量是______；
②利用上述过程测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是______；
③利用上述实验数据导出的被压缩弹簧的弹性势能的表达式是______．
（1）游标卡尺的读数：游标卡尺主尺读数为50mm，游标读数为3×0.05mm=0.15mm 所以最终读数为：50mm+0.15mm=50.15mm，
螺旋测微器固定刻度读数为4.5mm，可动刻度读数为20.0×0.01=0.200mm，最终读数为：4.5mm+0.200mm=4.700mm．
故答案为：50.15，4.700．
（2）打点计时器的打点频率为50 Hz，打点周期为0.02 s，重物开始下落后，在第一个打点周期内重物下落的高度h=
1
2
gT2≈2mm，所以所选的纸带最初两点间的距离接近2 mm，量出各纸带上第一、二两点间的距离分别为0.18cm，0.19cm和0.25cm，可以看出丙同学在操作上误差较大，具体原因就是先释放纸带后接电源，打点一个点时已经有了速度，导致开始两点之间的距离大于2mm．
O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是：△EP=mghOB=0.49J；
B点的速度为：vB=
xAC
2T
=
(7.06-3.14)cm
2×0.02s
=0.98m/s
因此动能的增量为：△EK=
1
2
m
v2B
=0.48J
故答案为：丙，错误操作是先放开纸带后接通电源，0.49，0.48．
（3）①因系统水平方向动量守恒即mAvA-mBVB=0，由于系统不受摩擦，故滑块在水平方向做匀速直线运动故有vA=
L1
t1
，VB=
L2
t2
，即mA
L1
t1
-mB
L2
t1
=0，所以还要测量的物理量是：滑块A、B的质量mA、mB．
②根据动量守恒可知需要验证的表达式为：mA
L1
t1
=mB
L2
t2

③根据功能关系可知弹性势能全部转化为动能，因此有：EP=
1
2
mA(
L1
t1
)2+
1
2
mB(
L2
t2
)2
故答案为：①滑块A、B的质量mA、mB；②mA
L1
t1
=mB
L2
t2
；③
1
2
mA(
L1
t1
)2+
1
2
mB(
L2
t2
)2．
练习册系列答案
相关题目
如图所示，质量为m的小球，从桌面边缘A处以初速度V离开高为H的桌面，经B点到达地面C处．B点距地面高为h，不计空气阻力，下列判断正确的是（　　）
A．若取A处为参考面，小球在B点具有的机械能是
mV2
2
B．若取B处为参考面，小球在A点具有的机械能是
mV2
2+mgh
C．若取地面为参考面，小球在C点的动能等于A处的机械能
D．小球从A运动到B、再从B运动到C，机械能的改变量一定相等
利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中
（1）下面叙述正确的是______
A．应该用天平称出物体的质量
B．应该选用点迹清晰，特别是第一点没有拉成长条的纸带
C．操作时应在接通电源的同时放开纸带
D．打点计时器应接在电压为4～6V的直流电源上
（2）实验桌上有下列器材可供选用：铁架台、电磁打点计时器、复写纸、纸带、秒表、低压交流电源（带开关）、导线、天平、刻度尺．其中不必要的器材有______，缺少的器材有______．
如图1所示，是用落体法验证机械能守恒定律的实验，
（1）某同学列举了该实验的几个步骤，其中不正确或没有必要的是______（填序号即可）
A．正确安装好实验仪器
B．将打点计时器接到学生电源的直流输出端上
C．用天平测出下落重物的质量，且精确到0.01kg
D．实验中，需保持提纸带的手不上下移动，且保证纸带竖直
E．为了使打出来的第一个点清晰，应该先释放纸带再接通打点计时器电源开关
F．在纸带上离起始点较远的地方选择几个连续的点，测出它们距起始点的距离
（2）在实验中，得到一条纸带如图2所示，把第一点记作O（此时纸带速度为零），打点记时器打点的周期为T，有关长度在图中已标明．则打点记时器打出N点时，重锤的重力势能减少量为______和动能的增加量为______．（图中量为已知量，重锤质量用m表示）
某同学用如图（1）所示装置测重力加速度g，所用交流电频率为50Hz．在所选纸带上取某点为0计数点，以后每隔2个点取一个计数点，用毫米刻度尺测量的数据（单位：mm）如图（2）所示．若相邻两计数点时间间隔
为T，计算结果取三位有效数字．则：
①计数点“5”的速度为______m/s．
②该同学用Xn-Xn-3=3aT2求出的重力加速度g=______m/s2．
③测出的重力加速度g比实际数值偏小的原因是______．
小李同学用如图1所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”的实验．已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地重力加速度g=9.80m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg．小李同学选用实验中得到的一条点迹清晰的纸带，把运动的起始点记作O，另选连续3个点A、B、C作为测量点，且A、B、C各点到O点的距离如图2所示．根据以上数据，可知重物由O点运动到B点过程中，重力势能的减少量等于______J，动能的增加量等于______J（结果保留3位有效数字）．
下面两个实验中都使用了打点计时器：
（1）在利用打点计时器验证自由下落物体的机械能守恒的实验中，设在打O点时释放物体，打点计时器打A点时物体速度为v，OA之间的距离为h，一同学在实验报告中称，他测得v=2.38m/s，h=28.76cm，据此可得：
1
2
v2=2.832m2/s2，gh=2.818m2/s2，在误差允许的范围内两者相等．但老师认为数据失实，其理由是______．
（2）某兴趣小组为测定一遥控电动小车的额定功率，进行如下实验：
①用天平测出电动小车的质量为1.0Kg；
②将电动小车、纸带和打点计时器按如下图所示安装；

③接通打点计时器（其打点周期为0.02s）；
④使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止时再关闭打点计时器（设在整个过程中小车所受的阻力恒定）．
在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的部分点迹如下图乙所示．请你分析纸带数据，回答下面两个问题：
（1）电动小车的最大速度为______m/s，（2）该电动小车的额定功率为______W．
某同学利用如图所示的实验装置探究测量重力加速度大小．
（1）该同学开始实验时情形如图甲所示，接通电源释放纸带．请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方：
①______；②______．
（2）该同学经修改错误并正确操作后得到如图乙所示的纸带，取连续六个点A、B、C、D、E、F为计数点，测得A点到B、C、D、E、F的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5．若打点的频率为f，则打E点时重物的速度表达式vE=______；该同学先分别计算出各计数点的速度值，并试画出速度的二次方（v2）与对应重物下落的距离（h）的关系如图丙所示，则重力加速度g=______m/s2．
地球表面附近某区域存在大小为150N/C、方向竖直向下的电场。一质量为1.00×10-4kg、带电量为-1.00×10-7C的小球从静止释放，在电场区域内下落10.0m。对此过程，该小球的电势能和动能的改变量分别为（重力加速度大小取9.80m/s2，忽略空气阻力）（   ）
A．-1.50×10-4J和 9.95×10-3J                  B．1.50×10-4J和9.95×10-3J
C．-1.50×10-4J和 9.65×10-3J                  D．1.50×10-4J和9.65×10-3J

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