题目内容

(1)在“验证机械能守恒定律”的实验中:某同学用图所示装置进行实验,直接得到如图所示的纸带.测出点A、C间的距离为14.77cm,点C、E间的距离为16.33cm,已知当地重力加速度为9.80m/s2.以C点的数据进行数据处理时,他发现有一个重要数据没有测量,这一重要数据是:
C点到起点0的距离
C点到起点0的距离
,在C点时重锺的速度为
3.89
3.89
 m/s.若重锤的质量为m=1.00kg,则重锤在下落过程中受到的平均阻力大小F?=
0.05
0.05
 N. 
(2)某同学上交的实验报告显示重锤的动能略大于重锤的势能,则出现这一问题的原因不可能是
AD
AD
(填序号)
A.重锤的质量记录错误              B.该同学用v=gt计算了瞬时速率
C.先释放重物,再打开计时器电源    D.重锤下落时受到的阻力过大.
分析:纸带法实验中,若纸带匀变速直线运动测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度.从而求出动能.根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值.
该实验的误差主要来源于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在.
解答:解:(1)在“验证机械能守恒定律”的实验中,我们要计算出0点到A点的动能变化和重力势能变化,并进行比较.
所以一个重要数据没有测量,这一重要数据是:C点到起点0的距离.
根据匀变速直线运动推论得:
在C点时重锺的速度vc=
xAE
tAE
=3.89  m/s
根据匀变速直线运动推论得:
物体下落的加速度a=
△x
T2
=9.75m/s2,
根据牛顿第二定律可以得到mg-f=ma,
所以f=mg-ma=m(g-a)=1×(9.8-9.75)N=0.05N,
(2)实验报告显示重锤增加的动能略大于重锤减少的重力势能,说明测量的物体的速度偏大或者是物体的重力势能偏小,
A、由mgh=
1
2
mv2可知,重锤的质量与实验的数据无关,所以重锤的质量测量错误 不会影响实验的数据,所以A正确;
B、该同学用v=gt计算了瞬时速率,说明已经把该运动当成了自由落体运动,故B错误.
C、先释放重物,再打开计时器电源,那么0点的速度已经不为零,已有动能,故C错误.
D、重锤下落时受到的阻力过大,会使物体的速度减小,不会使物体的动能变大,故A正确.
故选AD.
故答案为:(1)C点到起点0的距离        3.89          0.05        
(2)AD
点评:纸带问题的处理时力学实验中常见的问题.我们可以纸带法实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度.
练习册系列答案
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Ⅰ.(1)在验证机械能守恒定律的实验中,实验装置如图所示.实验要验证的是重物重力势能的减少量是否等于它动能的增加量.以下步骤仅是实验操作中的一部分,请将必要的步骤挑选出来,并且按正确的顺序排列:
ACGEF
ACGEF
(填代号).
A.把电火花打点计时器固定在铁架台上,并用导线把它和交流电源连接起来
B.用天平称出重锤的质量
C.把纸带的一端固定在重锤上,另一端穿过电火花打点计时器的限位孔,把重锤提升到一定的高度
D.用秒表测出重锤下落的时间
E.释放纸带
F.重复几次,得到3~5条符合要求的纸带
G.接通电源
(2)根据纸带算出相关各点的速度v,量出由静止开始下落的距离h,以
v2
2
为纵轴,以h为横轴画出的图线应是下图中的
B
B
,就证明机械能是守恒的,图象的斜率代表的物理量是
g
g
.
Ⅱ.如图是测量小灯泡U-I关系的实验电路,表格中记录的是某次实验的测量数据.
实验
序号
1 2 3 4 5 6 7 8
U(V) 0.0 0.2 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
I(A) 0.000 0.050 0.100 0.150 0.180 0.195 0.205 0.215
(1)下列电源和滑动变阻器可供选择的是
D
D
.
A.电动势为3V,内阻为1Ω的电池组和总阻值为100Ω的滑动变阻器
B.电动势为4.5V,内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为100Ω的滑动变阻器
C.电动势为3V,内阻为1Ω的电池组和总阻值为10Ω的滑动变阻器
D.电动势为4.5V,内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为10Ω的滑动变阻器
E.电动势为4.5V,内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为150Ω的滑动变阻器
(2)在按照实验序号的先后得到以上数据的过程中,滑动变阻器的滑片移动的方向是
a→b
a→b
(选填“a→b”或“b→a”).
(3)在方格纸内画出小灯泡的U-I曲线.分析曲线可知小灯泡的电阻随I变大而
增大
增大
(填“变大”、“变小”或“不变”).
(4)将上述小灯泡接入到如图乙所示的电路中,定值电阻R=24Ω,电源电动势E=3V、内阻r=1Ω,则在这个电路中,小灯泡的电阻大小为
5
5
Ω.
(1)在“验证机械能守恒定律”的实验中(g取9.8 m/s2):
①所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需
BD
BD
(填字母代号)中的器材.
A.直流电源  B.交流电源  C.游标卡尺  D.毫米刻度尺  E.天平及砝码  F.秒表
②正确使用打点计时器,打出的某一条纸带如图1,O是纸带静止时打的点,1、2、3、4、5、6是依次打的6个点,已知电源频率是50Hz.利用图1中给出的数据可求出打第4点时的速度v4=
0.765
0.765
 m/s.
(2)用如图2所示的电路测量电源的电动势E和内电阻r.
提供的器材有:保护电阻R0(准确阻值是50Ω)、电阻箱R1(0~100Ω)、电阻箱R2(0~200Ω)、电源(电动势约6V,内阻约1Ω)、单刀单掷开关S1和单刀双掷开关S2、导线若干.
供选择的器材有:电流表A1(量程6mA)、电流表A2(量程60mA)、电流表A3(量程0.6A).①电流表应该选
A2
A2
.
②实验操作步骤是:闭合开关S1,电阻箱R1选取合适的阻值,
闭合开关S2至接线柱1
闭合开关S2至接线柱1
,读取并记录
电阻箱R1阻值和电流表的电流强度I1
电阻箱R1阻值和电流表的电流强度I1
;电阻箱R2选取合适的阻值,保持开关S1闭合,
闭合开关S2至接线柱2
闭合开关S2至接线柱2
,读取并记录
电阻箱R2阻值和电流表的电流强度I2
电阻箱R2阻值和电流表的电流强度I2
.(明确写出读取并记录的物理量的名称和符号)
③电动势表达式E=
E=
I1I2(R1-R2)
I2-I1
E=
I1I2(R1-R2)
I2-I1
,内电阻表达式r=
r=
I1R1-I2R2
I2-I1
-R0
.
r=
I1R1-I2R2
I2-I1
-R0
.
.(用已知和②中读取并记录的物理量的符号表示)

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