题目内容

某同学利用重物自由下落来“验证机械能守恒定律”的实验装置如图（甲）所示。

（1）请指出实验装置中存在的明显错误：         。
（2）进行实验时，为保证重锤下落时初速为零，应          （选填A或B）。
A．先接通电源，再释放纸带
B．先释放纸带，再接通电源
（3）根据打出的纸带，选取纸带上连续打出的1、2、3、4四个点如图（乙）示。已测出点1、2、3、4到打出的第一个点O的距离分别为h1、h2、h3、h4，打点计时器的打点周期为T。若代入所测数据能满足表达式gh3 =         ，则可验证重锤下落过程机械能守恒（用题目中已测出的物理量表示）。

（1）打点计时器不能接“直流电源”（或打点计时器应接“交流电源”） （2分）
（2）A （2分）     
（3）    （2分）

解析

练习册系列答案
相关题目
（一）在共点力合成的实验中，根据实验数据画出力的图示，如图1．图上标出了F1、F2、F、F′四个力，其中
F′
F′
（填上述字母）不是由弹簧秤直接测得的；若F与F′的
大小
大小
基本相等，
方向
方向
基本相同，说明共点力合成的平行四边行定则得到了验证．

（二）在验证机械能守恒定律的实验中，对于自由下落的重物，下述选择的条件更为有利的是
CD
CD

A．只要足够重就可以
B．只要体积足够小就可以
C．既要足够重，又要体积非常小
D．应该密度大些，还应便于夹紧纸带，使纸带随同运动时不致扭曲
（三）某同学利用如图2所示的实验装置验证机械能守恒定律，弧形轨道末端水平，离地面的高度为H，将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s．若轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足s2=
4Hh
4Hh
（用H、h表示）．
（四）在做“互成角度的两个共点力的合成”的实验中有以下实验步骤，其合理顺序是
CFDBEA
CFDBEA
（用相应字母表示）
A．通过改变两个拉力的大小和方向，从而改变橡皮条的伸长，再重复做几次；
B．只用一个弹簧秤，通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置O．记下弹簧秤的读数和细绳的方向，按同样比例作出这个力F′的图示；
C．在桌面上放一块方木板，在木板上垫一张白纸，把橡皮条一端固定在木板的A点；
D．记下两个弹簧秤的读数以及结点的位置，描下两条细绳的方向，在纸上按比例作出力F1和F2的图示，用平行四边形定则求出（作出）合力F；
E．比较力F′用平行四边形定则求出的力F，看它们在实验误差范围内是否相等；
F．用两条细绳结在橡皮条的另一端（即结点），通过细绳用两个弹簧秤互成角度拉橡皮条，橡皮条伸长，使结点到达某一位置O．
某同学利用如图所示的装置验证机械能守恒定律，实验步骤如下：
A．把打点计时器固定在铁架台上，并用导线将打点计时器接在交    流电源上．
B．将连有重物的纸带穿过限位孔，用手提着纸带，使重物静止地靠近打点计时器的地方．
C．松开纸带，让重物自由落下，同时接通电源．
D．更换纸带，重复几次，选点迹清晰的纸带进行测量．
E．用天平测量重物的质量m．
（1）在上述实验步骤中错误的是
C
C
，多余的是
E
E
．（填序号）
（2）该同学通过计算发现，重物动能的增加量小于重力势能的减少量，主要原因是
纸带通过打点计时器时存在阻力
纸带通过打点计时器时存在阻力
．
（3）该同学完成实验后，提出了以下几条建议，你认为合理的是
AC
AC
．
A．选用重物时，质量大的比质量小的好
B．选用重物时，体积大的比体积小的好
C．安装打点计时器时，两限位孔必须在同一直线上
D．纸带上选取的计数点应离起始点近一些．
（1）用油膜法估测分子的大小．
实验中将每个油酸分子视为球形模型，并让油酸尽可能地在水面上扩展开，则形成的油膜可视为
 
．若已知滴入水中的酒精油酸溶液中所含的纯油酸的体积为V，油膜的面积为S，由此可估算出油酸分子的直径为
 
．
（2）如图甲，用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之匀速运动．当接通电源待电机稳定转动后，烧断悬挂圆柱棒的细线，圆柱棒自由下落，毛笔可在圆柱棒的纸上画出记号．图乙是按正确操作顺序画出的一条纸带，图中O是画出的第一个痕迹，A、B、C、D、E、F、G是依次画出的痕迹，设毛笔接触棒时不影响棒的运动．测得痕迹之间沿棒方向的距离依次为OA=26.0mm、AB=50.0mm、BC=74.0mm、CD=98.0mm、DE=122.0mm、EF=146.0mm，已知电动机铭牌上标有“1200r/min”字样，由此验证机械能守恒定律．根据以上内容，可得：
①根据乙图所给的数据，可知毛笔画下痕迹B、E两时刻间棒的动能变化量为
 
J，重力势能的变化量为
 
J，由此可得出的结论是
 
．（g取9.80m/s2，结果保留三位有效数字）
②实验中某同学利用获得的实验数据同时测定了当地的重力加速度g的值．假设OF间的距离为h，EG间的距离s．电动机转动频率用f表示．有下面三种方法求重力加速度的值，分别是：
 

A．根据h=
1
2
gt2，其中t=
6
f
，求得：g=
2hf2
62

B．根据vF=gt，其中t=
6
f
，而vF=
s
2T
（其中T=
1
f
），求得：g=
sf2
12

C．根据
v
2
F
=2gh，而vF=
s
2T
，（其中T=
1
f
），求得：g=
s2f2
8h

你认为用哪种方法比较妥当？其它方法可能存在的问题是什么？
答：
 
．
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(一).在共点力合成的实验中，根据实验数据画出力的图示，如图。图上标出了F1、F2、F、F′ 四个力，其中______（填上述字母）不是由弹簧秤直接测得的；若F与F′的________基本相等,_______基本相同，说明共点力合成的平行四边行定则得到了验证。
(二).在验证机械能守恒定律的实验中，对于自由下落的重物，下述选择的条件更为有利的是(       )
A．只要足够重就可以
B．只要体积足够小就可以
C．既要足够重，又要体积非常小
D．应该密度大些，还应便于夹紧纸带，使纸带随同运动时不致扭曲

（三）.某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，弧
形轨道末端水平，离地面的高度为H，将钢球从轨道的不同高度h处
静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s．
若轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足s2=____（用H、h表示）．
（四）.在做“互成角度的两个共点力的合成”的实验中有以下实验步
骤，其合理顺序是____________________（用相应字母表示）
A．通过改变两个拉力的大小和方向，从而改变橡皮条的伸长，再重复做几次；   
B．只用一个弹簧秤，通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置O．记下弹簧秤的读数
和细绳的方向，按同样比例作出这个力F’的图示；
C．在桌面上放一块方木板，在木板上垫一张白纸，把橡皮条一端固定在木板的A点；
D．记下两个弹簧秤的读数以及结点的位置，描下两条细绳的方向，在纸上按比例作出力F1和F2的图示，用平行四边形定则求出（作出）合力F；
E．比较力F’用平行四边形定则求出的力F，看它们在实验误差范围内是否相等；
F.用两条细绳结在橡皮条的另一端（即结点），通过细绳用两个弹簧秤互成角度拉橡
皮条，橡皮条伸长，使结点到达某一位置O；

某同学利用一立方体进行“验证机械能守恒定律”实验，

①．用精度是0.01 mm的螺旋测微器对物体边长进行测量，图中的螺旋测微器读数为5.620 mm，请在刻度线旁边的方框内标出相应的数值以符合给出的读数．固定刻度为   ，下面可动刻度为     ，上面可动刻度为    。

立方体的质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图所示，相邻记数点间的时间间隔为0.02s，长度单位是cm，g取9.8m/s2．求：

②．打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=__________m/s(保留两位有效数字)．?

③．从起点O到打下记数点B的过程中，物体重力势能减小量ΔEP =_____ ______J，动能的增加量ΔEk =_________________J（保留两位有效数字）．?

④．即使在实验操作规范、数据测量及数据处理很准确的前提下，该实验求得的ΔEp也一定略大于ΔEk，这是实验存在系统误差的必然结果，试分析该系统误差产生的主要原因       __________。

 

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