题目内容

(18分)进行“验证机械能守恒定律”的实验:

(1)现有以下器材:带铁夹的铁架台,打点计时器以及复写纸、纸带,导线,还需要的器材是______________________、______________________、______________________;

(2)下列选项中,属于系统误差的是(         );属于偶然误差的是(         );

A.打点计时器对纸带的阻力

B.测量纸带上的点距时存在的误差

C.测量点距时,将6个点误计为7个点

D.用秒表测量下落时间,由公式算出重物下落的高度

E.重物和纸带下落过程中受到空气阻力

(3)选出一条纸带如图所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,打点计时器通以50Hz的交流电。用刻度尺测得OA=12.41cm,OB=19.10cm,OC=27.29cm, 在计数点A和B、B和C之间还各有一个点,重物的质量为1.00kg,取g=9.80m/s2  。 甲同学根据以上数据算出:当打点计时器打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了__________J;此时重物的动能比开始下落时增加了__________J。(结果均保留三位有效数字)。 实验结论是_____________________________________。

(4)乙同学利用他自己实验时打出的纸带,测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,以h为横轴,以为纵轴画出了如上图的图线。图线的斜率数值上近似等于(填代号)__________

A.3.60           B.9.80           C.4.90

图线未过原点O的原因是________________________________________________ 。

 

【答案】

(1)刻度尺(1分);带铁夹的重物(1分);低压交流电源(1分);

(2)AE(2分);B(2分)

(3)1.87 (2分);1.73 (2分);在误差允许范围内,重物的机械能守恒(2分)  

(4)B(2分);操作中先释放重物,再接通(打点计时器)电源(3分)

【解析】

试题分析:(1)要使打点计时器工作,需要交流电源;要是纸带下落还需要带夹子的重锤;要测量计数点的距离还需要刻度尺。(2)系统误差是实验器材或者系统带来的无法避免的误差,即A、E选项;偶然误差是认为造成的误差,即选项B,而C、D选项属于测量上的错误。(3)OB距离为19.10cm,减少的重力势能为:,B点的速度为:,从O点到B点增加的动能为:,即在实验误差允许的范围内,机械能守恒。(4)由于有:,即,则图像斜率为重力加速度,所以选择B选项;当h=0时速度不为0,即打点计时器工作之前就纸带就已经具有速度,则可能先释放纸袋在启动打点计时器。

考点:本题考查机械能守恒定律的验证。

 

练习册系列答案
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精英家教网(1)在“验证机械能守恒定律”的实验中,利用重锤拖着纸带自由下落通过打点计时器并打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.
①在实验过程中,下列的说法正确的是:
 
.
A.必须使用的测量仪器有:打点计时器、天平和刻度尺
B.纸带与打点计时器的两个限位孔要在同一竖直线上
C.实验中其他条件不变时,选用重锤质量的大小不影响实验的误差
D.选纸带上任意两点的数据都可以验证机械能守恒定律
②按图a所示安装好实验装置,正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图b所示.图中O点为为打点起始点(速度为零).选取纸带上打出的连续点A、B、C、…,测出其中E、F、G点距打点起始点O的距离分别为h1、h2、h3,已知重锤质量为m,当地重力加速度为g,打点计时器打点周期为T.为验证此实验过程中机械能是否守恒,需要计算出从打下O点到打下F点的过程中,重锤重力势能的减少量△Ep=
 
,动能的增加量△Ek=
 
( 用题中所给字母表示 ).
(2)用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,所用电流表和电压表的内电阻分别约为0.1Ω和1kΩ,如图所示为所需的器材.
①在方框内画出实验电路图精英家教网
②把器材连成实验电路,注意两个电表要选用适当量程,并要求变阻器的滑动片在左端时其电阻值最大.
③一位同学记录的6组数据见下表,试根据这些数据在图中画出U-I图线.精英家教网
④根据图线求出电池的电动势E=
 
V,内阻r=
 
Ω.
I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57
U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.19 1.05
⑤这位同学对以上实验进行了误差分析.其中正确的是
 
.
A、实验产生的系统误差,主要是由于电压表的分流作用
B、实验产生的系统误差,主要是由于电流表的分压作用
C、实验测出的电动势小于真实值
D、实验测出的内阻大于真实值.

 (18分)(1)①在“验证力的平行四边形定则”实验中需要将橡皮条的一端固定在水平木板上另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套(如图甲所示)实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条,以下几项中必须注意的是

A.两根细绳必须等长

B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上

C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行

②某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时,将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂,然后在其下部施加外力F,测出弹簧的总长度X,改变外力F的大小,测出几组数据,作出外力F与弹簧总长度X的关系图线如图乙所示.(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的)由图可知该该弹簧的劲度系数为___N/m

(2)在做验证牛顿第二定律的实验时,回答下列问题:(如有计算,结果保留二位有效数字)

①打点计时器应接____(填交流或直流)电源。

②试验中,(如甲图)为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一滑轮的高度,使细线与长木板平行,接下来将长木板的一端垫起适当的高度,让小车一头连着纸带一头连着沙桶,给打点计时器通电,轻推一下小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。请指出此步骤的错漏_____;

③如图乙所示为某次实验得到的纸带,纸带中相邻计数点间的距离已标出,相邻计数点间还有四个点没有画出。由此可求得小车的加速度大小___m/S2。

④在验证当小车的质量一定其加速度与合外力F的关系时,根据实验数据作出了如图丙所示的a  F图象,则小车和砧码的总质量M为_________,其图像不过原点的原因是______。

 

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