题目内容

在用自由落体法“验证机械能守恒”的实验中:
(a)甲同学上交的实验报告中,显示重锤增加的动能略大于重锤减少的重力势能,则出现这一问题的可能原因是(    )
A.重锤的质量测量错误
B.用公式vt=gt计算各点的速度
C.直流电源的电压太小
D.重锤下落时受到的阻力过大
(b)乙同学实验所用重锤的质量m=1.0kg,打点记时器的频率为50Hz,打下的纸带如图所示(图中的数据为从起点O到该点的距离),则在打B点时,重锤的动能EkB=           J,从开始下落到打B点时,重锤的重力势能减小量是          J(g=9.8m/s2,结果取两位有效数字)
(a)B;(b)0.31;0.32;

试题分析:根据可得,重锤的质量与实验的数据无关,所以重锤的质量测量错误 不会影响实验的数据,所以A错误;该同学用计算了瞬时速率,说明已经把该运动当成了自由落体运动,显示重锤增加的动能略大于重锤减少的重力势能,故B正确;打点计时器使用的都是交流电源,所以C错误;重锤下落时受到的阻力过大,会使物体的速度减小,不会使物体的动能变大,故D错误;
点评:纸带问题的处理时力学实验中常见的问题.我们可以纸带法实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度.该实验的误差主要来源于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在.
练习册系列答案
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某校两个课外活动小组分别用以下两种方法来验证机械能守恒定律。请阅读下列两段材料,完成后面问题。
第1小组:利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。图所示所标数据为实际距离,t0时刻刚好对应抛出点,该小组同学通过计算得到不同时刻的速度和速度的平方值如下表,当他们要计算重力势能的改变量时,发现不知道当地重力加速度,请你根据实验数据,按照下列要求计算出重力加速度。
时刻
t1
t2
t3
t4
t5
速度v(m/s)
4.52
4.04
3.56
3.08
2.60
v2(m2/s2)
20.43
16.32
12.67
9.49
6.76

(1)在所给的坐标纸上作出v2—h图象;

(2)分析说明,图象斜率的绝对值表示的物理意义是:_______________________;
(3)由图象求得的重力加速度是______m/s2(结果保留三位有效数字)。
第2小组:DIS实验是利用现代信息技术进行的实验。“用DIS研究机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示,小组同学在实验中利用小铁球从很光洁的曲面上滚下,选择DIS以图象方式显示实验的结果,所显示的图象如图乙所示。图象的横轴表示小球距d点(最低点)的高度h,纵轴表示小铁球的重力势能EP、动能Ek或机械能E。试回答下列问题:

(1)图乙的图象中,表示小球的重力势能EP、动能Ek、机械能E随小球距d点的高度h变化关系的图线分别是___________(按顺序填写相应图线所对应的文字);
(2)根据图乙所示的实验图象,可以得出的结论是:_____________________________。
实验(共18分)
I.(12分)某物理兴趣小组在一次探究活动中,要测量滑块与木板之间的动摩擦因数.实验装置如图所示,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,右端装有定滑轮;木板上有一滑块,其左端与穿过电磁打点计时器的纸带相连,右端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接.打点计时器使用的交流电源频率为50 Hz.开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速直线运动,在纸带上打出一系列点.


(1)上图给出的是实验中获取纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),用刻度尺测量出计数点间的距离如图所示.根据图中数据计算的加速度=          (保留三位有效数字).
(2)请回答下列两个问题:
① 为了测量滑块与木板之间的动摩擦因数,还需测量的物理量是          (填写字母代号)
A.木板的长度
B.木板的质量
C.滑块的质量 
D.托盘和砝码的总质量
E.滑块的运动时间t
② 欲测量①中所选定的物理量,所需要的实验器材是               
(3)实验时,用托盘和砝码的总重力来代替细绳对滑块的拉力,则滑块与木板间的动摩擦因数                    (用Lgat中所需要的字母表示).与真实值相比,测量的动摩擦因数              (填“偏大”或“偏小”).
Ⅱ.(6分)在“互成角度的两个力的合成”实验中,如图所示,用AB两弹簧秤拉橡皮条结点O,使其位于E处,此时+=90°,然后保持A的读数不变,当角由图中所示的值逐渐减小时,要使结点仍在E处,可采取的办法是       

A.增大B的读数,减小
B.减小B的读数,减小
C.减小B的读数,增大
D.增大B的读数,增大

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