题目内容

利用自由落体来验证机械能守恒定律的实验：若已知打点计时器的电源频率为50Hz，
当地的重力加速度g="9.8" m/s2，重物质量为m ，实验中得到一条点迹清晰的纸带如图-4
所示，其中0为第一个点，A、B、C为另外3个连续点，根据图中数据可知，重物由0点
运动到B点，重力势能减少量7.62 m ；动能增加量__________，产生误差
的主要原因____________________。
7.605m， 存在各种阻力
略
练习册系列答案
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（6分）打点计时器是高中物理中重要的实验仪器，下图中的甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的，请回答下面的问题：

（1）图乙是_______（填“电磁”或“电火花”）打点计时器，电源采用的是_______________（填“交流4—6V”或“交流220V”）。
（2）在某次实验中，物体拖动纸带做加速直线运动，打点计时器所使用的交流电源频率为50Hz，实验得到的一条纸带如图所示，纸带上每相邻的两个计数点之间都有4个点未画出。按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点，实验中用直尺量出各计数点到0点的距离如图所示（单位：cm）。则在打计数点1和4所对应的时刻，纸带运动的瞬时速度分别为v1=_________m/s，v4=________m/s，从打计数点1到打计数点4这段时间内，拖动纸带运动的物体的平均加速度a=___________m/s2。（保留两位有效数字）
用打点计时器研究自由下落过程中的机械能守恒的实验中，重物质量为m，量得纸带上从0点(纸带上打下的第一个点，初速为零)，到连续选取(即计数点之间没有点)的计数点1、计数点2、计数点3…之间的距离分别为h1    h2  h3…打点计时器打点的周期为T，那么重物下落到打下第2个计数点时的瞬时速度可以由v2="           " 来计算。重物运动到打下第2个计数点时减小的重力势能的表达式为________。
根据机械能守恒定律，在理论上应有物体动能的增加量          物体重力势能的减少量，而实际上动能的增加量       物体重力势能的减少量。（后两空填等于、大于或者小于）
实验题（19分）：
（1）某同学用螺旋测微器测量某一导线的直径，测量结果如下图甲所示，则该导线的直径为     mm．该同学再用主尺最小分度为1mm，游标上有20个分度的卡尺测量某金属球的直径，测量结果如下图乙所示，则该金属球的直径为     cm．

（2）在探究合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳．实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条．
①实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的         
A．将橡皮条拉伸相同长度即可
B．将橡皮条沿相同方向拉到相同长度
C．将弹簧秤都拉伸到相同刻度
D．将橡皮条和绳的结点拉到相同位置
②同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是           
A．两细绳必须等长
B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行
C．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大
D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些
（3）在“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”实验中，甲、乙两位同学选用不同的橡皮绳代替弹簧，为测量橡皮绳的劲度系数，他们在橡皮绳下端面依次逐个挂下钩码（每个钩码的质量均为m=0.1kg，取g=10m/s2），并记录绳下端的坐标X i加（下标i表示挂在绳下端钩码个数）．然后逐个拿下钩码，同样记录绳下端的坐标Xi减，绳下端面坐标的值Xi＝（Xi加+X i减）/2的数据如下表：
挂在橡皮绳下端的钩码个数
橡皮绳下端的坐标（X/mm）
甲
乙
1
216.5
216.5
2
246.7
232.
3
284.0
246.5
4
335.0
264.2
5
394.5
281.3
6
462.0
301.0
①同一橡皮绳的X加             X减（大于或小于）；
②             同学的数据更符合实验要求（甲或乙）；
③某同学选择一组数据用作出拉力F与该变量(Xn-X1)的图像，则由图像可得该橡皮绳的劲度系数k=____________N/m；

④为了更好的测量劲度系数，在选用钩码时需考虑的因素有哪些（写一种即可）？
某同学采用重物自由下落的方法“验证机械能守恒定律”，如图（甲）所示。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。

（1）下面是他实验时的操作步骤：
A．按照图示的装置安装器件；
B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；
C．用天平测量出重锤的质量；
D．先释放纸带，然后再接通电源；
E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；
F．计算重锤下落过程中减少的重力势能和增加的动能；
G．改换纸带，重做几次。
其中没有必要或操作不恰当的步骤是        ；
（2）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（乙）所示，那么：

①纸带的_____（左、右）端与重物相连
②从打下计数点A到打下计数点C的过程中重力势能的减少量ΔEp=______  （保留两位有效数字）；
③猜测：动能的增加量ΔEk最有可能____   势能的减少量ΔEp（填“>、=、<）。
（3）重锤在下落的过程中，如果所受阻力均忽略不计，h代表下落的距离， Ek代表动能，
EP代表势能，E代表机械能，以水平桌面为参考面，下列图像不正确的是         。
（9分）（1）某校研究性学习小组的同学们很想知道每根长50m、横截圆面积为400cm2的钢索能承受的最大拉力。由于直接测量很困难，同学们取来了同种材料制成的样品进行实验探究。由胡克定律可知，在弹性限度内，弹簧的弹力F与形变量x成正比，其比例系数与弹簧的长度、横截面积及材料有关。因而同学们猜想，悬索可能也遵循类似的规律。
经过同学们充分的讨论，不断完善实验方案，最后实验取得数据如下：
样品
 
长度
 
200N
400N
600N
800N
样品A
1m
0.50cm2
0.02cm
0.04cm
0.06cm
0.08cm
样品B
2m
0.50cm2
0.08cm
0.16cm
0.24cm
0.32cm
样品C
1m
1.00cm2
0.01cm
0.02cm
0.03cm
0.04cm
样品D
3m
0.50cm2
0.18cm
0.36cm
0.54cm
0.72cm
样品E
1m
0.25cm2
0.04cm
0.08cm
0.12cm
0.32cm
分析样品C的数据可知，其所受拉力F（单位N）与伸长量x(单位m)遵循的函数关系式是              。对比各样品的实验数据可知，悬索受到的拉力与悬索的伸长量成正比，其比例系数与悬索长度            成正比、与悬索的                成正比。
（2）常用螺旋测微器的精度是0.01 mm。右图中的螺旋测微器读数为5.620 mm，请在刻度线旁边的方框内标出相应的数值以符合给出的读数。
（1）在利用自由落体运动《验证机械能守恒定律》的实验中，除铁架台、夹子、学生电源、纸带和重物外，还需要下列器材中的                    (填序号）
A．秒表           B．刻度尺         C．天平          D．打点计时器
（2）在《验证机械能守恒定律》的实验中，得到一条点迹清楚的纸带如图所示，把第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量，C点到O的距离为S．并计算得到打C点时重物的速度为v，当地的重力加速度g，根据以上物理量，可知质量为m的重物由O点运动到C点的过程中，重物的重力势能减少量等于                ，动能的增加量等于                    ．比较计算结果发现，这一过程中动能的增加量总是略小于重力势能的减少量，其原因主要是                                。
某中学研究性学习小组利用甲图实验装置，探究小车在一串链条作用下的运动规律，开始释放链条时其下端离地面有一定高度，实验操作准确规范，对清晰纸带进行数据处理后，在坐标纸上作出链v-t图象(图乙)．

(1)观察乙图，请描述小车的运动情况及链条对应的状态       并求出BC段对应的平均速度为     m/s.
(2)若链条质量为0．20kg，则小车质量为       kg  (结果均保留两位有效数字)
如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平.回答下列问题
（1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有______.(填入正确选项前的字母)
A．米尺B．秒表C．0～12V的直流电源D．0～12V的交流电源
（2）利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度和下落高度。某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案。

a. 用刻度尺测出物体下落的高度，并测出下落时间,通过
计算出瞬时速度.
b. 用刻度尺测出物体下落的高度，并通过计算出瞬时
速度.
c. 根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后
相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过计算出高度.
d. 用刻度尺测出物体下落的高度，根据做匀速直线运动时纸带
上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度。
以上方案中只有一种正确，正确的是   。（填入相应的字母）

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