题目内容

“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的(甲)或(乙)方案来进行。

(1)比较这两种方案,­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­_____    ­­­­­­­­(填“甲”或“乙”)方案好些,主要理由是       
(2)某小组的同学选用图甲的方案实验,进行了如下操作,其中错误的是    
A.将打点计时器竖直固定在铁架台上。
B.将长约0.5m的纸带用小夹子固定在重物上后穿过打点计时器,用手提着纸带,使重物静止在靠近打点计时器的地方。
C.先松开纸带,再接通电源,让重物自由下落,打点计时器就在纸带上打下一系列的点。
D.换几条纸带,重复上面实验。
E.在打出的纸带中挑选第一、第二两点间距接近2mm,且点迹清楚的纸带进行测量,先记下O点(第一个点)的位置,再从后面较清晰的任意点开始依次再取四个计数点A、B、C、D,求出相应位置对应的速度及其下落的高度。
F.将测量数据及计算结果填入自己设计的表格中。
G.根据以上测得数据计算重力势能的减少量和对应的动能的增加量,验证机械能守恒定律。
(3)选出一条纸带如图所示,其中O点为起点,A、B、C为三个计数点,打点计时器打点周期为0.02s,用最小刻度为mm的刻度尺,测得OA=11.13cm,OB=17.69cm,OC=25.9cm。这三个数字中不符合有效数字要求的是         ,重锤的质量为m=0.2kg,根据以上数据,求当打点针打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了            J;这时它的动能增加量是         J。(g取10m/s2,结果保留三位有效数字)

(4)实验中往往出现重锤动能的增加量小于重力势能的减少量的情况,其主要原因是              
(1)甲;甲方案比乙方案阻力影响小 (2)C(3)25.9cm或OC  0.354  0.335~0.350之间
(4) 重锤在下落的过程中克服阻力做功导致机械能减小

试题分析:(1)机械能守恒的前提是只有重力做功,实际操作的方案中应该使摩擦力越小越好.故甲方案好一些,因为这个方案摩擦阻力较小,误差小,操作方便,实验器材少.
(2)应该先接通电源后释放纸带,这样可以得到更多的数据
(3)根据刻度尺的读数要求可知,应估读到0.1mm即0.01cm,所以不符合要求的是25.9cm,应写成25.90cm.
到B点减小的重力势能为
打B点是的速度,所以动能
(4)重锤在下落的过程中克服阻力做功导致机械能减小 可见在忽略误差的情况下,重锤的机械能守恒.
点评:明确每个实验的实验原理,是求解有关实验问题的关键.
练习册系列答案
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(1)“嫦娥一号”和“嫦娥二号”卫星相继完成了对月球的环月飞行,标志着我国探月工程的第一阶段已经完成。设“嫦娥二号”卫星环绕月球的运动为匀速圆周运动,它距月球表面的高度为h,已知月球的质量为M、半径为R,引力常量为G,则卫星绕月球运动的向心加速度a=      ,线速度v=       
(2)某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系。

①下列做法正确的是                ,(填字母代号)
A.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时,将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上
C.实验时,先放开木块再接通打点计时器的电源
D.通过增减木块上的砝码改变质量时,不需要重新调节木板倾斜度
②为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力,应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量                  木块和木块上砝码的总质量。(填“远大于”、“远小于”或“近似等于“)
③甲、乙两同学在同一实验室,各取一套图示的装置放在水平桌面上,木块上均不放砝码,在没有平衡摩擦力的情况下,研究加速度a与拉力F的关系,分别得到图中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木块质量分别为mm,甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μμ,由图可知,m        mμ      μ。(填“大于”、“小于”或“等于”)

(3)要测绘一个标有“3V  0.6W”小灯泡的伏安特性曲线,灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V,并便于操作。已选用的器材有:
电池组(电动势为4.5V,内阻约1Ω);
电流表(量程为0250mA,内阻约5Ω);
电压表(量程为03V,内阻约3kΩ);
电键一个、导线若干。
①实验中所用的滑动变阻器应选下列中的      (填字母代号)。
A.滑动变阻器(最大阻值20Ω,额定电流1A)
B.滑动变阻器(最大阻值1750Ω,额定电流0.3A)
②实验的电路图应选用下列的图            (填字母代号)。

③实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。如果将这个小灯泡接到电动势为1.5V,内阻为5Ω的电源两端,小灯泡消耗的功率是                  W。
某实验室可利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”。如图,他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的轻细线将其通过一个定滑轮与钩码相连,用速度传感器记录小车通过A、B时的速度大小中车中可以放置砝码。

实验主要步骤如下:
①测量小车(包括拉力传感器)的质量M1;把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;正确连接所需电路;
②将小车停在靠右方的C位置,接通电源后释放小车,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力及小车通过A、B时的速度。
③在小车中增加砝码或                   重复②的操作。
(2)下表是他们测得的一组数据,其中M是M1与小车中砝码质量之和,是两个速度传感器记录速度的平方差,可以据此计算出动能变化量△E,F是拉力传感器受到的拉力,W是F在A、B间对小车所作的功。表格中的△E3=             ,W3=             。(结果保留三位有效数字)
(3)分析下表,在误差范围内你可以得到的结论是                                
造成误差的原因                                                             
数据记录表
次数
M/kg
/(m/s)2
△E/J
F/N
W/J
1
0.500
0.760
0.190
0.400
0.200
2
0.500
1.65
0.413
0.840
0.420
3
0.500
2.40
△E1
1.220
W3
4
1.000
2.40
1.20
2.420
1.21
5
1.000
2.84
1.42
2.860
1.43
 

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