题目内容

如图所示，为验证机械能守恒定律的实验中打出的纸带，在纸带上选取连续的五个打印点A、B、C、D、E，测出A距起始点O的距离为x0，点A、C间的距离为x1，点C、E间的距离为为x2，使用交流电的频率为f．

在实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加，其主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用，可以通过该实验装置测量阻力的大小．
若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g，还需要测量的物理量是
重锤的质量m
重锤的质量m
．
试用这些物理量和纸带上的数据符号表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小为F=
mg-
m(x2-x1)f2
4
mg-
m(x2-x1)f2
4
．
分析：通过纸带处理求出重锤的加速度，根据牛顿第二定律求出阻力的大小．
解答：解：根据牛顿第二定律得，mg-F=ma
由x2-x1=aT2，T=
2
f
．
联立解得：F=mg-
m(x2-x1)f2
4
．通过表达式可知，要测量阻力的大小，需测量重锤的质量m．
故答案为：重锤的质量m，mg-
m(x2-x1)f2
4
．
点评：解决本题的关键掌握牛顿第二定律，以及知道匀变速直线运动中，在连续相等时间内的位移之差是一恒量．
练习册系列答案
相关题目
（1）一同学用20分度游标卡尺测得一摆球的直径如图所示，则该摆球的直径为
1.325
1.325
cm

（2）以下是一些有关高中物理力学实验的描述，其中正确的是
BCE
BCE
．（填写正确的序号）
A．在“研究匀变速直线运动”实验中，应该先释放小车，让其运动稳定后，再接通电源，让打点计时器在纸带上打下一系列的点．
B．在“验证力的平行四边形定则”实验中拉橡皮筋的细绳要稍长，并且实验时要使弹簧与木板平面平行．
C．在“用单摆测定重力加速度”实验中，如果摆长测量无误，但测得的g值偏小，其原因可能是将全振动的次数n误计为n-1．
D．在“验证机械守恒定律”的实验中，需要用天平测物体（重锤）的质量．
E．在“验证动量守恒定律”的实验中，入射小球的质量应该大于被碰小球的质量．
F．在“研究平抛物体的运动”的实验中，每次应使小球从斜槽的不同位置自由滚下．

如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图。现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带，带铁夹的重锤。回答下列问题：

①为完成此实验，除了所给的器材外，还需要的器材有________(填正确选项前的字母)

A．毫米刻度尺              B．机械秒表

C．4～6V的直流电源        D．4～6V的交流电源

②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材

B．将打点计时器接到电源的“交流输出”上

C．放开纸带后，接通电源，使计时器在纸带上打出点迹

D．测量纸带上所选计数点间的距离

E．根据测量的结果验证重锤下降过程中机械能是否守恒

以上操作一定有误的一个步骤是___________(填正确选项前的字母)

③根据打出的纸带，可以间接测出计时器打下某点时所对应的纸带速度大小，选取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E，测出各点之间的距离如图所示。所使用交流电的频率为f，则计算打下点C 时纸带的速度v＝_____________(用x1、x2、x3、x4及f表示)

（13分）（1）在物理实验中体现了很多的物理研究方法，如理想实验法、控制变量法、极限思维法、图像法、类比法、科学假说法、微小量放大法与等效替代法等。请把合适的方法或正确的答案填在相应的空格内。

①在“利用打点计时器测速度”的实验中，运用      法，可以利用打点计时器打出的纸带测算出某点的瞬时速度：在“探究互成角度的两个力的合成”的实验中，分别用一个力F或两个互成角度的F1、F2，把一个一端固定的橡皮筋拉伸到同一位置，则F就是F1和F2的合力，实验原理采用的是        法。在“探究平抛运动的规律”的实验中，如图所示，用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向抛出，同时B球松开，自由下落，A、B两球同时开始运动，观察到两球同时落地。运用      法，可以判定平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动。

②图象法是物理实验中一种重要的研究方法。在研究加速度与外力（质量m一定）的关系、验证机械能守恒定律、探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系三个实验中，某同学正确作出了三个实验的相关图象，如图中A、B、C所示。根据坐标轴代表的物理量判断，A实验的图象“斜率”表示          ；B实验图象的“斜率”表示           ；C实验图象的“斜率”表示            。

（2）某一小型电风扇额定电压为4.0V，额定功率为2.4W。某实验小组想通过实验描绘出小电风扇的伏安特性曲线。实验中除导线和开关外，还有以下器材可供选择：

A．电源E（电动势为4.5V）                             

B．电压表V（量程为0～5V，内阻约为4k）

C．电流表A1（量程为0～0.6A，内阻约为0.2）

D．电流表A2(量程3A，内阻约0.05);

E．滑动变阻器R1（最大阻值10,额定电流1A）

F．滑动变阻器R2（最大阻值2k,额定电流100mA）

①为了便于调节，减小读数误差和系统误差，实验中所用电流表应选用   ，滑动变阻器应选用     。（填所选仪器前的字母序号）。

②请你为该小组设计实验电路，并把电路图画在虚线内（小电风扇的电路符号如图所示）。

③操作过程中发现，小电风扇通电后受阻力作用，电压表读数小于0.5V时电风扇没启动。该小组测绘出的小电风扇的伏安特性曲线如图所示，由此可以判定，小电风扇的电阻为     ，正常工作时的发热功率为    ，机械功率为    。

 
(1)用游标卡尺测量一机械零件的宽度，所用游标卡尺的游标上有20个等分刻度，从图中可读出这金属棒的长度是__________cm.

(2)在做验证牛顿第二定律的实验中，得到的纸带如下图所示.已知相邻计数点间的时间间隔为0.1 s，由此可以算出小车的加速度=________m/s2.打下计数点3时，小车的速度v3=__________

m/s.(结果保留两位有效数字)

（1）一同学用20分度游标卡尺测得一摆球的直径如图所示，则该摆球的直径为______cm

（2）以下是一些有关高中物理力学实验的描述，其中正确的是______．（填写正确的序号）
A．在“研究匀变速直线运动”实验中，应该先释放小车，让其运动稳定后，再接通电源，让打点计时器在纸带上打下一系列的点．
B．在“验证力的平行四边形定则”实验中拉橡皮筋的细绳要稍长，并且实验时要使弹簧与木板平面平行．
C．在“用单摆测定重力加速度”实验中，如果摆长测量无误，但测得的g值偏小，其原因可能是将全振动的次数n误计为n-1．
D．在“验证机械守恒定律”的实验中，需要用天平测物体（重锤）的质量．
E．在“验证动量守恒定律”的实验中，入射小球的质量应该大于被碰小球的质量．
F．在“研究平抛物体的运动”的实验中，每次应使小球从斜槽的不同位置自由滚下．

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