题目内容
(8分)如图甲所示,跨过定滑轮的细线两端系着质量均为M的物块A、B,A下端与通过打点计时器的纸带相连,B上放置一质量为m的金属片C,固定的金属圆环D处在B的正下方。系统静止时C、D间的高度差为h。先接通电磁打点计时器,再由静止释放B,系统开始运动,当B穿过圆环D时C被D阻挡而停止。
(1)整个运动过程中纸带上计数点的间距如图乙所示,其中每相邻两点之间还有4个点未画出,已知打点计时器的工作频率为50Hz。由此可计算出C被阻挡前B的加速度大小a = m/s2;B刚穿过D时的速度大小v = m/s(结果保留两位有效数字)。
(2)若用该装置验证机械能守恒定律,则需验证等式 是否成立。还可运用图象法加以验证:改变物块B的释放位置,重复上述实验,记录每次C、D间的高度差h,并求出B刚穿过D时的速度v,作出v2 – h图线如图丙所示,根据图线得出重力加速度的表达式g= ,代入数据再与当地的重力加速度大小比较,判断系统机械能是否守恒(均用题中物理量的字母表示)。
(3)在不增加实验器材的情况下,请提出减小实验误差的一个办法。
(1)4.8;2.64 (2);(3)如:适当增大C、D间的高度差;适当增加金属片C的质量;保证打点计时器的限位孔在同一竖直线上…
解析试题分析:(1)根据逐差法,由题意知T=0.01s,代入数据可求:a="4.8" m/s2;由乙图知B穿过D后做匀速运动,速度;(2)从开始释放到B运动到D处时,A、B、C组成的系统机械能守恒,可得:;v2 – h图线的斜率为,解得:;(3)本实验需测量CD间的高度差,所以适当增大该高度差,可较小测量误差;保证打点计时器的限位孔在同一竖直线上,可减小摩擦力带来的误差等…..
考点:本题考查逐差法求加速度、验证机械能守恒
(7分)某实验小组利用如图所示的装置“探究当合外力一定时,物体运动的加速度与其质量之间的关系”。
(1)由上图中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离s=24 cm,由下图中游标卡尺测得遮光条的宽度d=________ cm。该实验小组在做实验时,将滑块从如图所示位置由静止释放,由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间Δt1,遮光条通过光电门2的时间Δt2,则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1=________,滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2=________,则滑块的加速度的表达式a=__________________________。(以上表达式均用字母表示)
(2)在本次实验中,实验小组通过改变滑块质量共做了6次实验,得到如下表所示的实验数据。请在下图的坐标系中描点作出相应的a -图象。
m / g | 250 | 300 | 350 | 400 | 500 | 800 |
/(kg-1) | 4.0 | 3.3 | 2.9 | 2.5 | 2.0 | 1.3 |
a /(m·s-2) | 2.0 | 1.7 | 1.3 | 1.2 | 1.0 | 0.6 |