题目内容

（1）“验证机械能守恒定律”．某同学按照正确的操作选得纸带如图．其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点．该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中（单位：cm）．

①这三个数据中不符合读数要求的是______，应记作______cm．
②实验中产生系统误差的主要原因是______，使重锤重力势能的减少量______（填大于或小于）动能的增加量．
③如果以v2/2为纵轴，以h为横轴，则v2/2-h图线是______，该图线的斜率等于______．
（2）某同学设计了一个监测河水电阻率的实验．他在一根内径d=8.00mm的均匀玻璃管两端装上橡胶塞和电极，如图（1），两电极相距L=0.314m，其间充满待测的河水．他先用多用电表“×1K”欧姆挡粗测管内水柱的电阻R，如图（2），R=______Ω．

为提高精度，他又用以下仪器再次测量水柱的电阻：电压表（3V、15V、300kΩ）、电流表（300μA、50Ω）、滑动变阻器（1kΩ）、电源（12V、6Ω）及开关等，导线若干．图（3）所示为包括（0，0）点在内的9个点表示他测得的9组（U，I）值．
回答以下问题：
①在图（3）中画出U-I图线，并通过图线求出水柱的电阻R=______Ω．（保留两位有效数字）
②根据上述数据计算河水的电阻率ρ=______Ω．m．（保留两位有效数字）
③按照实验要求，将图（4）中的仪器连接成完整实验电路．

【答案】分析：毫米刻度尺读数应该估读．
重物带动纸带下落过程中，除了重力还受到较大的阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能．
利用图象问题结合数学知识处理物理数据是实验研究常用的方法．我们更多的研究直线图形，找出其直线的斜率和截距．
学会多用电表测量电阻和通过U-I图线求电阻．
解答：解：（1）①毫米刻度尺读数应该估读．
这三个数据中不符合读数要求的是h3，应记作15.70cm．
②实验中产生系统误差的主要原因是纸带通过打点计时器时的摩擦力，使重锤重力势能的减少量大于动能的增加量．
③利用v2-h图线处理数据，如果mgh=mv2那么v2-h图线是过原点的倾斜直线，斜率就等于重力加速度g．
（2）多用电表得出R=1.1×104Ω．
①通过U-I图线，得出水柱的电阻R=1.0×104Ω
②由R=ρ得：
ρ==1.6Ω．m
③如下图．

故答案为：（1）①h3；15.70 
②纸带通过打点计时器时的摩擦力；大于 
③过原点的倾斜直线，重力加速度．
（2）1.1×104
①如图（3），1.0×104，
②1.6 
③如图（4）
点评：要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒．
直线图象中斜率和截距是我们能够利用的信息．
描点法拟合成一条倾斜的线．
连接实物图时要注意电源的正负极，滑动变阻器的连接等问题．
练习册系列答案
相关题目
气垫导轨可以在导轨和滑块之间形成一薄层空气膜，使滑块和导轨间的摩擦几乎为零，如图1所示，让滑块从气垫导轨是某一高度下滑，滑块上的遮光片的宽度为△s，当遮光片通过电门时与光电门相连的数字毫秒器显示遮光时间为△t，则庶光片通过光电门的平均速度为v=
△s
△t

（1）关于这个平均速度，有如下讨论：
A．这个平均速度不能作为实验中遮光片通过光电门时滑块的瞬时速度
B．理论上，遮光片宽度越窄，遮光片通过光电门的平均越接近瞬时速度
C．实验中所选遮光片并非越窄越好，还应考虑测量时间的精确度，遮光片太窄，时间测量精度就会降低，所测瞬时速度反而不准确
D．实验中，所选遮光片越宽越好，这样时间的测量较准，得到的瞬时速度将比较准确，这些讨论中，正确的是：；
（2）利用这一装置可验证机械能守桓定律，如图2．滑块和遮光片总质量记为M（kg），若测出气垫导轨总长L0、遮光片的宽度△s，气垫导轨两端到桌面的高度差h、滑块从由静止释放到经过光时门时下滑的距离L和遮光时间△t，这一过程中：滑块减少的重力势能的表达式为：，滑块获得的动能表达式为：
1
2
M(
△s
△t
)2
1
2
M(
△s
△t
)2
；
（1）为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选择：铁架台、打点计时器以及复写纸、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、电键，刻度尺，其中不必要的器材是
低压直流电源、天平、秒表
低压直流电源、天平、秒表
，缺少的器材是
低压交流电源、重锤
低压交流电源、重锤
．
（2）验证机械能守恒亦可用如图甲所示装置，用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动，使之替代打点计时器．当烧断悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒面上的纸上画出记号，如图6乙所示，设毛笔接触棒时不影响棒的运动．测得记号之间的距离依次为26.0mm、42.0mm、58.0mm、74.0mm、90.0mm、106.0mm，已知电动机铭牌上标有“1440r/min”字样，由此验证机械能守衡．根据以上内容．回答下列问题：
①毛笔画相邻两条线的时间间隔T=
1
24
1
24
s，图乙中的圆柱棒的
左
左
端是悬挂端（填左或右）．
②根据乙所给的数据，可知毛笔画下记号C时，圆柱棒下落的速度vc=
1.2
1.2
m/s；画下记号D时，圆柱棒下落的速度vD=
1.6
1.6
m/s；记号C、D之间棒的动能的变化量为
0.52
0.52
J，重力势能的变化量
0.57
0.57
J（g=9.8m/s2）．由此可得出的结论是
在误差允许范围内圆柱下落过程中机械能守恒
在误差允许范围内圆柱下落过程中机械能守恒
．（计算结果保留2位有效数字）
（2010?成都二模）（1）在验证“机械能守恒定率”的试验中：
①下面叙述正确的是
AB
AB
（填序号字母）
A．选用的重物的体积应当小一些
B．操作时应先通电再释放纸带
C．应该选用点迹清晰，且第一、二两点间的距离接近2mm的纸带进行分析
D．电磁打点计时器都应接在电压为20V的交流电源上
②实验室有下列器材可供选用：铁架台，电磁打点计时器（包括复写纸），纸带，停表，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
停表，天平
停表，天平
；缺少的器材是
重物
重物
．
（2）某同学想测某个电阻的电阻值Rx（约为130Ω），为此他找来下列器材：
A．电流E：电动势约为1.5V，内阻可忽略不计
B．电流表A1：量程为0～10mA，内电阻r1=10Ω
C．电流表A2：量程为0～20mA电阻r2约为5Ω
D．定值电阻R0：阻值R0=90Ω
E．滑动变阻器R1：最大阻值为20Ω
F．滑动变阻器R2：最大阻值为1000Ω
G．单刀单掷开关S，导线若干
①该同学的设计思路是：先将其中一只电流表改装成电压表，然后利用伏安法测出Rx．为了尽量准确的测出Rx的阻值，请你根据找到的器材和该同学的设计思路，在虚线框内画出实验电路图，并标出器材符号．
②你所选用的滑动变阻器是
R1
R1
（填器材序号字母或器材符号）．
③若某次测量中电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2，则Rx的表达式为：Rx=
I1(R0+r1)
I2-I1
I1(R0+r1)
I2-I1
．
精英家教网气垫导轨可以在导轨和滑块之间形成一薄层空气膜，使滑块和导轨间的摩擦几乎为零，如图所示，让滑块从气垫导轨的某一高度下滑，滑块上的遮光片的宽度为△s，当遮光片通过电门时与光电门相连的数字毫秒器显示遮光时间为△t，则遮光片通过光电门的平均速度为v=
△s△t

（1）关于这个平均速度，有如下讨论：
A．这个平均速度不能作为实验中遮光片通过光电门时滑块的瞬时速度
B．理论上，遮光片宽度越窄，遮光片通过光电门的平均越接近瞬时速度
C．实验中所选遮光片并非越窄越好，还应考虑测量时间的精确度，遮光片太窄，时间测量精度就会降低，所测瞬时速度反而不准确
D．实验中，所选遮光片越宽越好，这样时间的测量较准，得到的瞬时速度将比较准确．
这些讨论中，正确的是：
 
；
（2）利用这一装置可验证机械能守桓定律．滑块和遮光片总质量记为M（kg），若测出气垫导轨总长L0、遮光片的宽度△s，气垫导轨两端到桌面的高度差h、滑块从由静止释放到经过光时门时下滑的距离L和遮光时间△t，这一过程中滑块减少的重力势能的表达式为：
 
，滑块获得的动能表达式为：
 
．

用如图实验装置验证、组成的系统机械能守恒：从高处由静止开始下落，上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守 恒定律．下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示．已知=50g、=150g，打点频率为50Hz.(已知当地的重力加速度g=10.00m/s2，结果保留两位有效数字)，则

(1)在纸带上打下计数点5时的速度____________m/s；

(2)在0—5过程中系统动能的增量△Ek=_____________J，系统势能的减少量△Ep=__________J；由此得出的结论是：_________________________________________.

 

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