题目内容
(9分)用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落,打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点,对纸带上的点痕进行测量,即可验证机械能守恒定律。
(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上;
C.用天平测出重锤的质量;
D.先接通电源,后释放纸带,打出一条纸带;
E.测量纸带上某些点间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。
其中没有必要进行的步骤是 ,操作不当的步骤是 。
(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。根据打出的纸带,选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E,测出各点之间的距离如图所示。使用交流电的频率为,则计算重锤下落的加速度的表达式= 。(用、、、及表示)
(3)在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,其主要原因是重锤和纸带下落过程中存在阻力作用,可以通过该实验装置测阻力的大小。若已知当地重力加速度为g,还需要测量的物理量是 。试用这些物理量和纸带上的数据符号表示重锤和纸带在下落的过程中受到的平均阻力大小=_________________。
(1)C B ; (2) ;
(3)重锤的质量m ,
解析试题分析:(1)关于重锤的质量可测也可不测,因为物体的质量在验证机械能守恒定律的实验中可以约去,所以没有必要的步骤是C.打点计时器应接交流电源,所以操作不当的步骤是B.
(2)根据匀变速直线运动的推论知,,,
而,则加速度.
(3)根据牛顿第二定律得,,则;知还需要测量的物理量是重锤的质量m。
考点:本题考查了验证机械能守恒定律实验、逐差法求加速度、牛顿第二定律.
某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧秤固定在一合适的木板上,桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮,细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线MN、PQ,并测出间距d。开始时将木板置于MN处,现缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动为止,记下弹簧秤的示数,以此表示滑动摩擦力的大小。再将木板放回原处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧秤的示数,然后释放木板,并用秒表记下木板运动到PQ处的 时间t。
①木板的加速度可以用d、t表示为a=_______;
②改变瓶中水的质量重复实验,确定加速度a与弹簧秤示数的关系。下列图象能表示该同学实验结果的是_________;
③用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,它的优点是________。
A.可以改变滑动摩擦力的大小 | B.可以更方便地获取多组实验数据 |
C.可以比较精确地测出摩擦力的大小 | D.可以获得更大的加速度以提高实验精度 |
研究小车匀变速直线运动的实验装置如图(a)所示,其中斜面倾角可调。已知电火花式打点计时器所用交流电的周期为T。纸带上计数点的间距如图(b)所示,其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。
①部分实验步骤如下:
A.调整倾角,使小车能够匀速下滑 |
B.关闭电源,取出纸带。 |
C.接通电源,待打点计时器工作稳定后放开小车。 |
D.把打点计时器固定在平板上,将纸带穿过限位孔。 |
F.选择220V交流电源并接好电路
G.选择6~8V直流电源并接好电路
H.选择6~10V交流电源并接好电路
选择其中必须的实验步骤并按正确的先后顺序排列:___ ____(用字母填写)。
②如果当时电网中交变电流的周期不正常,比已知的T略大,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比 (选填:偏大、偏小或不变).
③小车加速度大小的计算式应为a=_____ ____.