题目内容

在验证机械能守恒的实验中（实验装置如图），有下列A至F六个步骤：
A．将打点计时器竖直固定在铁架台上
B．接通电源，再松开纸带，让重锤自由下落
C．取下纸带，更换纸带（或将纸带翻个面），重新做实验
D．将重锤固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提纸带
E．选择一条纸带，用刻度尺测出重锤下落的高度h1、h2、h3、…… hn ，计算出对应的即时速度vn
F．分别算出，比较在实验误差范围内是否相等．

（1）以上实验步骤按合理的操作步骤排列应该是                                    
某个实验小组的甲乙两位同学按照正确的操作选得纸带如图示．其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点．用毫米刻度尺测得O到A、B、C各点的距离分别为hA =9.51cm、hB=12.42cm、hC=15.70cm，现利用OB段所对应的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g=9.80m/s2，打点计时器所用电源频率为f=50Hz，设重锤质量为0.1kg.

（2）根据以上数据可以求得重锤在OB段所对应的运动过程中减小的重力势能为__________J（计算结果保留三位有效数字，下同），而动能的增加量为________J．实验发现二者并不完全相等，请指出一个可能的原因__________________________________­­­­­­­．
（3）处理数据过程中，甲乙两位同学分别发现了一种计算B点对应时刻物体速度vB的新思路：
甲同学发现，图中的B是除起始点外打点计时器打下的第n个点．因此可以用从O点到B点的时间nT（T是打点计时器的打点周期）计算，即vB =gnT，再依此计算动能的增量．
乙同学认为，可以利用从O点到B点的距离hB计算，即，再依此计算动能的增量．
你认为，他们新思路中(　　)
A．只有甲同学的思路符合实验要求   B．只有乙同学的思路符合实验要求
C．两位同学的思路都符合实验要求    D．两位同学的思路都不符合实验要求
（4）在上图纸带基础上，某同学又选取了多个计数点，并测出了各计数点到第一个点O的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出的图线应是如下图中的          ．图线的斜率表示           ．
（1）A D B C E F      （2）  0.122   0.120     受到空气阻力和纸带与限位孔之间的摩擦力
（3） D（4） C  g

试题分析：（1）该实验步骤：①仪器的安装②打纸带③选纸带，所以合理的操作步骤是A D B C E F。
(2)重锤在OB段所对应的运动过程中重力势能的减少量为，打点计时器打下B点时，重锤的速度为，动能的增加量；受到空气阻力和纸带与限位孔之间的摩擦力，减少的重力势能一部分转化为增加的动能，另一部分克服摩擦力做功转化为内能。
（3）重锤在下落过程中由于受到空气阻力及纸带和限位孔之间的摩擦力，所以不是自由落体运动，因此，甲乙两个同学计算B点对应的瞬时速度的思路均不正确，所以正确选项为D。
（4）在实验误差范围内，重力势能的减小量和动能的增加量相等，因此，有，即，对应的图线是一条过原点的倾斜直线，直线的斜率表示加速度g。
练习册系列答案
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（7分）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5的6个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出，纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺，零点跟“0”计数点对齐，由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离填入下列表格中.


计算小车通过计数点“2”的瞬时速度为v2 ="_____" m/s，小车的加速度是a ="____" m/s2。
将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5Ｎ、最小刻度为0.1Ｎ的弹簧测力计。沿着两个不同的方向拉弹簧测力计。当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直,如图所示.这时弹簧测力计的读数可从图中读出。

①由图可读得弹簧测力计ａ的读数为____Ｎ。
②在本题的虚线方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。
（1）要测量下图中螺母的深度，应该用图甲游标卡尺的A、B、C中的      部分，读数如图乙所示，其深度为       cm。

（2）某同学用螺旋测微器测金属丝的直径d，其示数如图丙所示，则金属丝直径d=    mm。
（每空2分，共8分）探究小车加速度与外力、质量关系的实验装置如图9甲所示。把带有滑轮的长木板左端垫高，在没有牵引的情况下让小车拖着纸带以一定的初速度沿木板运动，打点计时器在纸带打出一行计时点，如果计时点间距相等，就说明摩擦力和小车重力沿木板向下的分力平衡。甲、乙两同学用同一装置做探究实验，画出了各自如图所示的a－F的图线，

从图可知两个同学做实验时的________取值不同，其中    同学的取值较大．实验中要求小车的质量M远大于砝码的质量m。图乙是使用交变电流作电源，在以上实验中打出的一条纸带上选择5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间还有4个点没有画出，他测量了点到点、和点到C点的距离，如图乙所示。则纸带上E点的速度vE=            ，重物的加速度为___   _ 。（结果保留三位有效数字）
(6分)“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”实验中，某小组同学实验时先正确平衡摩擦力，并利用钩码和小车之间连接的力传感器测出细线上的拉力，改变钩码的个数，确定加速度与细线上拉力F的关系。

(1)下列图象中能表示该同学实验结果的是_____

(2)某次实验中打出如图乙所示的纸带（打点计时器电源的频率为50Hz），则这个加速度值a =___________m/s2．
（10分）图１是探究加速度与力、质量关系的实验示意图。

（1）如图为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出．从纸带上测出s1＝3.20 cm，s2＝4.52 cm，s5＝8.42 cm，s6＝9.70 cm.

则①木块加速度大小a＝___  m/s2，② 打下3点时的速度为    。(保留三位有效数字)．
（2）根据某次实验记录的数据，作出a—F图线如图２所示，图线不经过原点的原因是    ；a-F图线不是一条直线主要的原因，是         。
（3）几位同学分析所得到的a-F图线不是一条直线的原因后，重新设计了一个实验如图3所示，滑块M放在气垫导轨上，并在滑块上固定一个速度传感器，力传感器固定在另一水平台子上，分别与两台电脑相连，气垫导轨连上气泵并调成水平。多次改变钩码m的质量，由速度和力传感器可以得到多组不同的加速度a、力F的值。则下列说法中正确的是 ：(    )    
A．由于空气阻力及绳子与滑轮间的摩擦很小，可以得出a∝F的结论，图线是倾斜的直线
B．力传感器测得的力F=mg/2，在实验时应确保钩码的质量m远小于滑块的质量M
C．除空气阻力及绳子与滑轮间的摩擦力之外，动滑轮C的质量是实验最大的误差来源
D．实验中测出加速度a的值不可能大于重力加速度g。
(本题每空3分，共18分)
（1）某同学用图示的装置做验证动量守恒定律的实验。选用小球a为入射小球，b为被碰小球。设小球a、b的质量分别为ma、mb；则它们的质量关系应为ma_________mb，半径关系为ra         rb（填“大于”、“等于”或“小于”）放上被碰小球b后，两小球a、b碰后的落点如图所示，系统碰撞过程中动量守恒则应满足的表达式是_______________                ，(用题中物理量和图中字母表示)
在《验证力的平行四边形定则》实验中，某同学首先将白纸固定在方木板上、将橡皮筋的一端固定在A点,另一端拴上两根细绳,每根细绳分别连着一个量程为5 N、最小刻度为0.1 N的弹簧测力计.然后沿着两个不同的方向拉弹簧测力计,如图所示，夹角约为900，这时必须在白纸上记下两拉力的大小和方向，还必须记下                ，其中右图中B弹簧测力计的读数为          N。接着，用其中一个弹簧测力计去拉该橡皮筋时，该实验能否顺利进行下去 吗？请说明理由                            。

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