题目内容
(1)“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图1甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳套.图1乙是在白纸上根据实验结果画出的图.
①图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是 .
②在本实验中,两次拉橡皮条时,都需要将橡皮条拉到 ,这样做的目的是 .
(2)某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律.已知当地的重力加速度g=9.80m/s2
①实验小组选出一条纸带如图乙所示,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,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点,测得h1=12.01cm,h2=19.15cm,h3=27.86cm.打点计时器通以50Hz的交流电.根据以上数据算出:当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了 J;此时重锤的动能比开始下落时增加了 J,根据计算结果可以知道该实验小组在做实验时出现的问题是 .(重锤质量m已知)
②在图乙所示的纸带基础上,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图3中的 .图线的斜率表示 .

①图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是
②在本实验中,两次拉橡皮条时,都需要将橡皮条拉到
(2)某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律.已知当地的重力加速度g=9.80m/s2
①实验小组选出一条纸带如图乙所示,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,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点,测得h1=12.01cm,h2=19.15cm,h3=27.86cm.打点计时器通以50Hz的交流电.根据以上数据算出:当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了
②在图乙所示的纸带基础上,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
| v2 | 2 |
分析:(1)在“验证力的平行四边形定则”实验中:需要注意的问题是:①弹簧秤与木板平面平行;②确定力的方向时取点越远越好,即绳越细越长越好;③确定方向时不能碰到线;④夹角既不能太大也不能太小;⑤画力的图示时使用同一的标度;⑥将节点拉到相同的位置保证效果相同,了解这些注意事项即可正确解答本题.
(2)解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项.
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,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.
利用图象问题结合数学知识处理物理数据是实验研究常用的方法.我们更多的研究直线图形,找出其直线的斜率和截距.
(2)解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项.
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,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.
利用图象问题结合数学知识处理物理数据是实验研究常用的方法.我们更多的研究直线图形,找出其直线的斜率和截距.
解答:解:(1)①F1与F2合力的实验值是指通过实验得到值,即用一个弹簧拉绳套时测得的力的大小和方向,而理论值(实际值)是指通过平行四边形得出的值,故F′是力F1与F2合力的实验值,其方向一定沿AO方向.
②为了使弹簧两次拉橡皮条的效果相同,要求在同一次实验中,O点位置不动;为了体现合力和分力的效果相同,同时便于作图比较合力的理论值和实验值,要求分力与合力在同一平面内,
(2):①根据重力势能的定义式得出:
当打点计时器打在B点时,重锤的重力势能的减少量为△EP=mgh2=1.88m,
利用匀变速直线运动的推论
vB=
=
=
m/s=1.98m/s
△EK=EkB-0=
mvB2=1.96m.
以上发现:△EK>△EP,说明打出的第一个点已经具有了一定的速度.
该实验小组在做实验时出现的问题可能原因是实验时先释放纸带,然后再接通打点计时器的电源.
②利用
v2-h图线处理数据,物体自由下落过程中机械能守恒,mgh=
mv2,即
v2=gh
由于打出的第一个点已经具有了一定的速度,所以h为0时,v已经不为0呢.
所以以
v2为纵轴,以h为横轴画出的图线应是图乙中D.
那么
v2-h图线的斜率就等于重力加速度g.
故答案为:(1)①F′
②相同位置,保证前后两次拉橡皮条时的效果相同
(2)①1.88m,1.96m,该实验小组做实验时先释放了纸带,然后再合上打点计时器的电键 或者 释放纸带时手抖动了
②D,重力加速度g
②为了使弹簧两次拉橡皮条的效果相同,要求在同一次实验中,O点位置不动;为了体现合力和分力的效果相同,同时便于作图比较合力的理论值和实验值,要求分力与合力在同一平面内,
(2):①根据重力势能的定义式得出:
当打点计时器打在B点时,重锤的重力势能的减少量为△EP=mgh2=1.88m,
利用匀变速直线运动的推论
vB=
| xAC |
| tAC |
| h3-h1 |
| 4T |
| 0.2786-0.1201 |
| 4×0.02 |
△EK=EkB-0=
| 1 |
| 2 |
以上发现:△EK>△EP,说明打出的第一个点已经具有了一定的速度.
该实验小组在做实验时出现的问题可能原因是实验时先释放纸带,然后再接通打点计时器的电源.
②利用
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
由于打出的第一个点已经具有了一定的速度,所以h为0时,v已经不为0呢.
所以以
| 1 |
| 2 |
那么
| 1 |
| 2 |
故答案为:(1)①F′
②相同位置,保证前后两次拉橡皮条时的效果相同
(2)①1.88m,1.96m,该实验小组做实验时先释放了纸带,然后再合上打点计时器的电键 或者 释放纸带时手抖动了
②D,重力加速度g
点评:该题比较全面的考察了验证平行四边形定则中的基础知识,对于这些基础知识和要求即要通过实验进行切身体会,同时也要通过练习加深理解.
对于物理量线性关系图象的应用我们要从两方面:1、从物理角度找出两变量之间的关系式2、从数学角度找出图象的截距和斜率,两方面结合解决问题.
要能够找出斜率和截距的物理意义,我们必须要从物理角度找出两个物理变量的关系表达式.
对于物理量线性关系图象的应用我们要从两方面:1、从物理角度找出两变量之间的关系式2、从数学角度找出图象的截距和斜率,两方面结合解决问题.
要能够找出斜率和截距的物理意义,我们必须要从物理角度找出两个物理变量的关系表达式.
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