题目内容

某同学研究小球摆动过程中机械能守恒，他用的DIS的装置如图（a）所示，在实验中，选择以图像方式显示实验的结果，所显示的DIS图像如图（b）所示。图像的横轴表示小球距D点的高度h，纵轴表示摆球的重力势能Ep、动能Ek或机械能E。
（1）图（b）的图像中，表示小球的动能Ek随小球距D点的高度h变化关系的图线是（   ）。
（2）根据图（b）所示的实验图像，可以得出的结论__________     __________________。
（1）丙（3分）
（2）只有重力做功时，物体机械能守恒（3分
（1）在小球远离D点上升的过程中要克服重力做功，动能转化为重力势能，动能减小，故选丙
（2）我们从图中的数据可以得出，无论小球在哪个高度，动能与势能之和都等于丙图的数值，并且在整个过程中只有重力做功，所以我们可以得出只有重力做功时，物体机械能守恒
练习册系列答案
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如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度与质量关系”的实验装置。

（1）在图示装置中，①是固定在小车上位移传感器的发射器部分，②是接收部分。在该实验中采用控制变量法，保持小车所受拉力不变，用钩码所受的重力作为小车所受拉力，为了减小实验误差，应使钩码质量尽量__________些。（填“大”或“小”）
（2）改变小车的质量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-1/M关系图线，

①如果摩擦力不能忽略，则画出的a-1/M图线为图示中的____________。（填“甲”或“乙”或“丙”）
②（单选题）该实验中某同学画出的图线中AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是（ ）
A．小车与轨道之间存在摩擦
B．导轨保持了水平状态
C．所挂钩码的总质量太大
D．所用小车的质量太大
利用如右下图所示的装置可以探索滑动摩擦力与正压力
之间的关系，请回答下列问题：

①适当添加钩码，使其能够带动小车向右运动，多次在木块上添加砝码以改变压力。尽可能多测几组数据。
②实验中应该测量和记录的数据是       。
③如果用图像法处理实验数据，以摩擦力为横轴，正压力为纵轴，如实验步骤正确，得到的应是一条       （选填“直线”或“曲线”），这条线的斜率表示的物理意义是                            。
④正确的实验结论是                                                
某同学设计了一个用打点计时器做“探究碰撞中的不变量”的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动．他设计的具体装置如下图所示，在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50 Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力。

（1）若实验已得到的打点纸带如下图所示，并测得各计数点间距（标在图上），则应该选         段来计算A的碰撞前速度；应选          来计算A和B碰后的共同速度（填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”）。

（2）已测得小车A的质量mA="0.40" kg，小车B的质量mB="0.20" kg。由以上测量结果可得：碰前：mAv0=          kg·m／s；碰后：(mA+mB)v共=        kg·m／s。
由此得出结论是                                             。（本题计算结果均保留三位有效数字）。
做“验证力的平行四边形定则”实验时，所用到的实验器材有方木板、白纸、橡皮条、细绳套两根、图钉几个、弹簧测力计(两个)、 三角板、刻度尺 。

(1)实验中用两个弹簧测力计把橡皮条拉到一定长度并记下结点位置O，此时还需记下__________________和_________________；再改用一个弹簧测力计时，也要把橡皮条结点拉到同一位置，以保证前后两次力的作用效果相同。
(2)若F1和F2表示两个互成角度的力，F表示由平行四边形定则作出的F1与F2的合力；表示用一个弹簧测力计拉橡皮筋时的力，则可以判断              （填“甲”或“乙”）图中的实验结果符合事实。
如图所示，游标卡尺的读数为__________cm，螺旋测微器的读数为__________mm。
某同学用图甲所示装置探究机械能守恒定律。水平桌面边缘带有最小分度为厘米的刻度，一辆小车通过不可伸长的细线跨过小滑轮与钩码相连。起初小车静止桌面右端，车的左端刚好与桌面上10.0cm处刻度对齐，钩码到地面的距离大于小车到滑轮的距离。启动频闪摄影系统后，释放钩码，小车在钩码的牵引下，由静止开始沿水平桌面运动，图乙是实验中得到的频闪照片的一部分。已知小车质量M =200g，钩码质量m=50g，闪光频率f=10.0Hz，重力加速度g=9.80m/s2。


乙
⑴用x表示小车从静止起运动到A点过程中通过的位移，vA表示小车运动至A点时的速度，若在误差允许的范围内，有公式                           成立(用题中所给字母表示)，就可说明在此过程中由小车和钩码组成的系统机械能守恒。
⑵由频闪照片上的数据，可得小车到达A位置时系统的动能EK　=     J，小车从静止开始运动到A位置的过程中，钩码减少的重力势能Ep=      J。(结果均保留三位有效数字）
⑶实验操作及测量均正确，经反复实验，数据几无变化。说明在此运动过程中系统机械能
　 　（填“守恒”或“不守恒”），得此实验结果的主要原因应是                   。
(9分)某同学在研究性学习中充分利用打点计时器针对自由落体运动进行了如下三个问题的深入研究：
(1)当地的重力加速度是多少？
(2)如何测定物体下落过程中某一位置的速度？
(3)下落过程中机械能是否守恒？
此同学依据这些问题设计了如下实验方案：
如图9甲所示，将打点计时器(频率为f)固定在铁架台上，先打开电源而后释放重物，重物带动纸带从静止开始下落，打出几条纸带并在其中选出一条比较理想的纸带如图乙所示．在纸带上取出若干计数点，其中每两个计数点之间有四个点未画出．

图9
①（2分）所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需________(填字母代号)中的器材．
A．交流电源、天平及毫米刻度尺B．交流电源、毫米刻度尺
C．交流电源、毫米刻度尺及砝码D．交流电源、天平及砝码
②（2分）计算当地重力加速度g＝________.(用f、x2、x5表示)
③（3分）为了提高实验的准确程度，该同学用图象法剔除偶然误差较大的数据，为使图线的斜率等于重力加速度，除做v－t图象外，还可作________图象，其纵轴表示的是________，横轴表示的是________．
④（2分）如图乙所示，打计数点5时重物的速度v5＝________.(用f、x3、x4、x5表示)
某同学在做“利用单摆测定重力加速度”的实验中，用游标尺为50分度的卡尺测量小球的直径，结果如图所示，由图可知小球的直径为       mm。把用此小球做好的单摆固定好，使摆球自由下垂，测得摆线长为97.28cm，则该摆摆长L为        cm。若该同学测得该单摆做n次全振动的时间为t，则该单摆的振动周期T=      ，测得的当地的重力加速度的值为g=          （用题中所给字母表示）

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