题目内容

如下图所示,在伽利略实验中,如果空气阻力和摩擦阻力不能忽略,人们要寻找的守恒量还存在吗?

答案:
解析:

  导思:结合所学过的知识和生活中的经验,引入能量的概念即可在物理学发展中追寻守恒量.

  探究:这是一个改变探究条件而引发出的一个具有探索性、开放性的问题.我们通过实验不难发现,在伽利略实验中有空气阻力的情况下,小球滚上B斜面的高度减小了,因此与物体上升的高度对应的重力势能减少了,能量看起来不再守恒.但是联系所学过的知识和生活中的经验知道,球在运动过程中有摩擦便会产生热,与物体的高度、速率对应的机械运动有一部分转化为大量分子组成的系统的热运动.通过设计精确的实验,收集测量这部分能量,可以验证守恒量仍然是存在的.


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精英家教网Ⅰ.在伽利略羊皮纸手稿中发现的斜面实验数据如右表所示,人们推测第二、三行数据可能分别表示时间和长度.伽利略时代的1个长度单位相当于现在的29/30mm,假设1个时间单位相当于现在的0.5s.由此可以推测实验时光滑斜面的长度至少为
 
m,斜面的倾角约为
 
度.(g取10m/s2,角度很小时其弧度值约等于其正弦值)
伽利略手稿中的数据
1 4 9 16 25 36 49 64
1 2 3 4 5 6 7 8
32 130 298 526 824 1192 1600 2104
Ⅱ.如下图甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置,半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上,在电动机的带动下匀速转动.在圆形卡纸旁边垂直安装一个改装了的电火花计时器.
(1)请将下列实验步骤按先后顺序排序:
 

①使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触
②接通电火花计时器的电源,使它工作起来
③启动电动机,使圆形卡纸转动起来
④关闭电动机,拆除电火花计时器,研究卡纸上留下的一段痕迹(如图乙所示),写出角速度ω的表达式,代入数据,得出ω的测量值
(2)要得到角速度ω的测量值,还缺少一种必要的测量工具,它是
 

A.秒表   B.毫米刻度尺   C.圆规   D.量角器
(3)写出ω的表达式,并指出表达式中各个物理的意义:
 

(4)为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠,在电火花计时器与盘面保持良好接触的同时,可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动.则卡纸上打下的点分布曲线将不是一个圆,而是类似一种螺旋线(如图丙所示).这样做测量结果将
 
(填“偏大”、“偏小”或“不变”)

伽利略在研究运动的过程中,创造了一套科学方法,如下图所示,其中4是

A.提出猜想     B.数学推理     C.实验检验     D.合理外推

 

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