题目内容

某同学使用如图所示的装置来验证“机械能守恒定律”。

(1)下面是操作步骤:
a.按图安装器材;
b.松开铁夹,使重物带动纸带下落;
c.接通打点计时器电源,使计时器开始工作;
d.进行数据处理;
e.根据需要,在纸带上测量数据。
把上述必要的操作步骤按正确的顺序排列                          
(2)打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上,下图为实验中打出的一条纸带,从起始点O开始,将此后连续打出的7个点依次标为A、B、C、D……G, 

打点计时器打F点时,重锤下落的速度为         m/s(保留到小数点后两位)。
(3)如果已知重锤的质量为0.50 kg,当地的重力加速度为9.80m/s2。从打O点到打F点的过程中,重锤重力势能的减少量为        J,重锤动能的增加量为        J(结果均保留到小数点后两位)。
(1)a、c、b、e、d (2)1.15(1.14~1.16)
(3)0.35(0.34~0.36)、0.33(0.32~0.34)
(1)a、c、b、e、d(2)F点瞬时速度等于EG的平均速度(3)重力势能减小量为mgOF
练习册系列答案
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(1)(6分)甲乙两个同学共同做“验证牛顿第二定律”的实验,装置如图所示。

①两位同学用砝码盘(连同砝码)的重力作为小车受到的合力,需要平衡桌面的摩擦力对小车运动的影响,将长木板的一端适当垫高,在不挂砝码盘的情况下,轻推小车,能使小车做_______________运动。另外,还应满足砝码盘(连同砝码)的质量m             小车的质量M。(填“远小于”、“远大于”或“近似等于”)接下来,甲同学在保持小车质量不变的条件下,研究加速度与合力的关系;乙同学在保持合力不变的条件下,研究小车的加速度与质量的关系。
②甲同学通过对小车所牵引纸带的测量,就能得出小车的加速度a。图2是某次实验所打出的一条纸带,在纸带上标出了5个计数点,在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出,图中数据的单位是cm。

实验中使用的电源是频率f=50Hz的交变电流。根据以上数据,可以算出小车的加速度a=           m/s2。(结果保留三位有效数字)
(2)(12分)小明利用实验室提供的器材测量某种电阻丝材料的电阻率,所用电阻丝的电阻约为20Ω。他首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上,在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点P的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度。可供选择的器材还有:
电池组E(电动势为3.0V,内阻约1Ω);
电流表A1(量程0~100mA,内阻约5W);
电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.2Ω);
电阻箱R(0~999.9W);
开关、导线若干。
小明的实验操作步骤如下:
A.用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径d;
B.根据所提供的实验器材,设计并连接好如图甲所示的实验电路;
C.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大,闭合开关;
D.将金属夹夹在电阻丝上某位置,调整电阻箱接入电路中的电阻值,使电流表满偏,记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L;
E.改变金属夹与电阻丝接触点的位置,调整电阻箱接入电路中的阻值,使电流表再次满偏。重复多次,记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L。
F.断开开关。
①小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示,则这次测量中该电阻丝直径的测量值d="____________" mm;
②实验中电流表应选择_____________(选填“A1”或“A2”);
③小明用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据,绘出了如图丙所示的R-L关系图线,图线在R轴的截距为R0,在L轴的截距为L0,再结合测出的电阻丝直径d,可求出这种电阻丝材料的电阻率r=____________(用给定的物理量符号和已知常数表示)。
④若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误,那么由于电流表内阻的存在,对电阻率的测量结果是否会产生影响?若有影响,请说明测量结果将偏大还是偏小。(不要求分析的过程,只回答出分析结果即可)
答:                     
在“验证机械能守恒定律”的实验中:
(1)下面列举了该实验的某几个操作步骤:
A按照图(甲)所示的装置安装器材;
B 将电磁式打点计时器接到电源的直流输出端上;
C 释放悬挂纸带的夹子,然后接通电源开关打出一条纸带;
D测量打出的纸带上某些点到第一个点之间的距离;
E根据测量的结果计算重锤下落的过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。
其中,有两个步骤明显错误或不恰当,请将其选项对应的字母填在下面的空行内
                          

(2)用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。如图乙所示,根据打出的纸带,选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E,测出A点距起点O的距离为s0 点A、C间的距离为s1 ,点C、E间的距离为s2 ,交流电的周期为T,则根据这些条件计算重锤下落的加速度速度的表达式为a=               .

(3)“验证机械能守恒定律”的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能,其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在着阻力的作用,我们可以通过测量物理量(写出名称和符号)         ,试用这个物理量和(2)中已经测出的加速度a(可直接用a)表示出重锤在下落过程中受到的平均阻力的大小F=                  。(当地重力加速度为g)

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