题目内容

某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验中，提出了如图所示的甲、乙两种方案：甲方案为用自由落体运动进行实验，乙方案为用小车在斜面上下滑进行实验。

(1)组内同学对两种方案进行了深入的讨论分析，最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案你认为该小组选择的方案是___，理由是______________________________________。

(2)若该小组采用图甲的装置打出了一条纸带如图所示，相邻两点之间的时间间隔为0.02 s，请根据纸带计算出B点的速度大小为________m/s。(结果保留三位有效数字)

(3)该小组内同学根据纸带算出了相应点的速度，作出v2－h图线如图所示，请根据图线计算出当地的重力加速度g＝________m/s2。(结果保留两位有效数字)

 

 

【答案】

（1）甲   小车在斜面下滑有摩擦力做负功，机械能不守恒（2）1.37  （3）9.75±0.10 

【解析】

试题分析：（1）机械能守恒的条件是只有重力或系统内的弹簧弹力做功，所以实验设计就要排除除重力外的其他力做功乙方案中的摩擦力做负功会导致实验失败。（2）图甲为自由落体运动，是匀变速运动，中间时刻的速度等于平均速度。所以B点的瞬时速度等于AC的平均速度，。（3）根据机械能守恒定律，整理就是，，所以重力加速度就等于图像斜率的一半

考点：机械能守恒  匀变速运动瞬时速度的计算

 

练习册系列答案
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（2011?南京一模）某实验小组在做“验证机械能守恒定律“实验中，提出了如图所示的甲、乙两种方案：甲方案为用自由落体运动进行实验，乙方案为用小车在斜面上下滑进行实验．
（1）组内同学对两种方案进行了深入的讨论分析，最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案，你认为该小组选择的方案是
甲图
甲图
，理由是：
采用乙图实验时，由于小车与斜面间存在摩擦力的作用．且不能忽略，所以小车在下滑的过程中机械能不守恒，故乙图不能用于验证机械能守恒
采用乙图实验时，由于小车与斜面间存在摩擦力的作用．且不能忽略，所以小车在下滑的过程中机械能不守恒，故乙图不能用于验证机械能守恒
．
（2）若该小组采用图甲的装置打出r一条纸带如图丙所示，相邻两点之间的时间问隔为0.02s，请根据纸带计算出B点的速度大小
1.37
1.37
 m/s（结果保留三位有效数字）
（3）该小组内同学们根据纸带算出了相应点的速度，作出v2-h图线如图丁所示，请根据图线计算出当地的重力加速度g=
9.7～9.8
9.7～9.8
m/s2（结果保留两位有效数字）．
（1）图1为某实验小组在做验证楞次定律的实验时得到的波形图，某横坐标为时间t轴，纵坐标为电流I轴．根据图线分析：若将条形磁针的S极插人感应线圈时得到②所示图线，写出获得①所示图线时条形磁铁的运动方式是：
将条形磁针的N极插入感应线圈，将条形磁针的S极拔出感应线圈
将条形磁针的N极插入感应线圈，将条形磁针的S极拔出感应线圈
．
（2）若将条形磁铁的S极迅速插人感应线圈时得到上题中②所示图线，现有一磁棒自远处匀速沿一圆形线圈的轴线运动，并穿过线圈向远处而去，如图2所示，则图3四图中，较正确反映线圈中电流i与时间t关系的是
B
B
．
（2011?重庆一模）（1）某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验时，有如下操作步骤：
A．在铁架台上水平固定好打点计时器，将连有重物的纸带竖直穿过限位孔用手提住，让手尽量靠近打点计时器；
B．松开纸带，赶紧接通电源，开始打点，随后从重物上取下纸带；
C．挑选点迹清晰的纸带，在纸带上选取相隔较远的两个点a、b作为验证的两个状态，测出这两个点之间的距离就是这两个状态之间重物下落的高度h；
D．以a作为连续三个测量点的中间点，测算出该三点中首尾两点之间的平均速度就是a点的瞬时速度va，用同样的方法，测出b点的瞬时速度vb；
E．计算上述两个状态之间重物动能的增加量
1
2
mvb2-
1
2
mva2，计算重物重力势能的减少量mgh，比较它们的大小是否相等．
该实验小组在上述实验步骤中有两个错误的操作，其错误的步骤和错误是：
①
步骤A错误．手应该尽量远离打点计时器
步骤A错误．手应该尽量远离打点计时器
；②
步骤B错误．应该先接通电源，再松开纸带
步骤B错误．应该先接通电源，再松开纸带
．
（2）下面是该小组按正确操作时的情况记录：已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，重力加速度近似取g=10.00m/s2，从实验获得的纸带中选取一条点迹清楚且符合要求的纸带（如图），若把第一点记作O，另选择连续的三个点B、C、D作为测量的点，经测量B、C、D点到O点的距离分别为70.18cm，77.00cm，85.18cm．若重物质量为1kg，由此可知重物在纸带打击O点到打击C点的运动过程中，重力势能的减小量为
7.70
7.70
J；动能的增加量是
7.03
7.03
J．除了考虑g的取值带来的影响以外，你认为导致实验误差的主要原因是
重物和纸带克服阻力做功消耗了机械能
重物和纸带克服阻力做功消耗了机械能
．

（3）某同学在做《自来水电阻率的测定》课题时，在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极，其间充满待测的自来水，然后用如图甲所示电路进行测量．
该同学选用器材如下：
电压表（量程15V，内阻约90kΩ）、电流表（量程300μA，内阻约50Ω）、滑动变阻器（100Ω，1A）、电池组（电动势E=12V，内阻r=6Ω）、开关一个、导线若干．
实验中测量情况如下：
安装前他用图乙（a）的游标卡尺测玻璃管的内径，结果如图乙（b）所示．测得两电极相距L=0.314m．实验中测得包括0在内的9组电流I、电压U的值，在坐标纸上描点如图丙．
根据以上材料回答下面的问题：
①测量玻璃管内径时，应将图乙（a）游标卡尺中的A、B、C三部分中的
A
A
与玻璃管内壁接触；玻璃管的内径d=
30.75
30.75
mm．
②根据实验数据可知该同学测得水柱的电阻R=
1.0×105Ω
1.0×105Ω
Ω（保留两位有效数字）；请用水柱电阻R、玻璃管内径d、水柱长度L表示自来水的电阻率ρ=
πRd2
4L
πRd2
4L
．
③根据测得水柱电阻值可知实验中电路设计的不妥之处是
电流表不应该采用外接（或电流表应该采用内接）
电流表不应该采用外接（或电流表应该采用内接）
，请在答卷的虚线框中画出改进后的电路图．（电路图中用Rx表示自来水的电阻）
（2013?宝鸡三模）某实验小组在做“验证力的平行四边形定则”实验时，设计的实验步骤如下：
A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；
B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着两个绳套；
C．用两个弹簧测力计分别勾住绳套．互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O，记录O点的位置，记下两绳的方向，读出两个弹簧测力计的示数；
D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺做出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；
E．只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下绳的方向，按同一标度做出这个力F′的图示；
F．比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论．
（1）上述实验步骤中存在重要遗漏或错误，其遗漏或错误是
步骤E中未说明把橡皮条的结点拉到位置O
步骤E中未说明把橡皮条的结点拉到位置O
．
（2）该实验小组在老师的帮助下修补了遗漏或错误．并在某次实验中，用P、Q两个弹簧测力计分别勾住绳套，互成角度地将橡皮条拉到O点，如图所示．在夹角α不变的情况下逐渐增大P弹簧测力计的渎数时，要使橡皮条结点位置仍然在O点，可采取的措施是
A．在逐渐增大β角的同时逐渐增大Q测力计的读数
B．在逐渐增大β角的同时，先逐渐减小Q测力计的读数后逐渐增大Q测力计的读数
C．在逐渐减小β角的同时逐渐增大Q测力计的读数
D．在逐渐减小β角的同时，先逐渐增大Q测力计的读数后逐渐减小Q测力计的读数．
精英家教网某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验中，用自由落体运动进行实验，该小组打出了一条纸带如图所示，相邻两点之间的时间间隔为0.02s，请根据纸带计算出B点的速度大小为
 
m/s．（结果保留三位有效数字）

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