题目内容

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）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“直流输出”上；
C．用天平测出重锤的质量；
D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；
E. 测量纸带上某些点间的距离；
F. 根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。
其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是（填字母）                           。
（2）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=20.20cm，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，（重锤质量为m kg，答案中的数据均要求保留3位有效数字）
BCD；1.98m；1.96m。

试题分析：（1）打点计时器需要使用交流电源，所以B错误，在验证机械能守恒时减少的重力势能为mgh，增加动能为，因此不必测量质量，C错误；一般应先开电源，是打点计时器工作，后释放纸带，所以D错误。
（2）下落到B处，减少重力势能为mgh=1.98m，而b处的速度为，对应动能为
点评：此类题型常见，问题设问也是常见，也是打点计时器常见的求瞬时速度的问题。
练习册系列答案
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(6分)(1) 为进行“验证机械能守恒定律”的实验，下列不需要的器材是________(填字母)．
A. 电磁打点计时器　　 　B. 秒表　　　 C. 重锤　　 　D. 毫米刻度尺
在实验数据处理时，得到重锤动能的增量总小于重锤势能的减少量，其原因可能是______________________________________．
(2) 在用打点计时器“探究匀变速直线运动”的实验中，某同学打出了一条纸带．已知电源的频率为50 Hz，他按打点的先后顺序，从比较清晰的点起，每5个点取作一个计数点，分别标明O、A、B、C、D等几个计数点，如图所示，则相邻两计数点间的时间间隔为__________s，打C点时的瞬时速度大小为__________m/s，纸带对应的加速度大小为__________m/s2.
“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图所示．


（1）此实验中，研究对象是            ，它受到的牵引力在满足条件           时，可认为等于悬挂物的重力大小。
(2)关于平衡摩擦力的说法正确的是（   ）
A．平衡摩擦力的实质是小车（及车上砝码）的重力沿木板方向的分力与木板与小车间、纸带与计时器间、绳与滑轮间、滑轮与轴间等摩擦力平衡
B．平衡摩擦力的实质是小车（及车上砝码）的重力沿木板方向的分力与小车和纸带所受的摩擦力平衡
C．平衡摩擦力要达到的标准时：在小桶的牵引下，小车带动纸带从长木板的一端向有定滑轮的另一端匀速滑下
D．平衡摩擦力办法是反复调节小桶中重物的多少和木板下所垫木块的厚度、位置
E．去掉小桶和细绳，若小车拖着纸带沿长木板滑下时，打点计时器在纸带上打的点痕的距离是均匀的，就是算完成了“平衡摩擦力”
(3)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图所示．计时器打点的时间间隔为0.02 s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度a＝______m/s2.(结果保留两位有效数字)
(4)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：
砝码盘中砝
码总重力F(N)
0.196
0.392
0.588
0.784
0.980
加速度a(m·s－2)
0.69
1.18
1.66
2.18
2.70
请根据实验数据在图所示的坐标系中作出a－F的关系图象．

(5)根据提供的实验数据作出的a－F图线不通过原点．请说明主要原因．
（8分）如图甲所示，打点计时器固定在斜面的某处，让一滑块拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下。图乙是某同学实验时打出的某条纸带的一段。


（1）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，利用该纸带中测出的数据可得滑块下滑的加速度大小a =" _____" m/s2。
（2）打点计时器打B点时，滑块的速度大小vB =" _________" m/s。 （保留三位有效数字）
（3）为了测出滑块与斜面间的摩擦力，该同学已经测出斜面的长度及高度h，他还需要测量的物理量是 ________ ，利用测得的量及加速度a表示摩擦力的大小Ff =        。
（6分）在验证牛顿第二定律的实验中，某同学用控制变量法分别研究小车的加速度a与小车所受的合外力F的关系，及小车的加速度a与小车质量m的关系，并作出a—F图线和a—图线分别如图甲、乙所示，由图可得出的结论是：加速度a跟合外力F成___________比，跟质量m成____________比。
在“探究木块间的动摩擦因数μ”的实验中，甲、乙两同学分别设计了如图所示的实验方案。（忽略弹簧测力计的重力）
甲方案：木块B左端有一弹簧测力计a固定在竖直墙壁上，用细线将弹簧测力计a与木块B相连，现用水平力Fb拉弹簧测力计b，使木块A向右运动，使木块B处于静止状态，且木块B较长，实验过程中木块B不从木块A上掉下来。
乙方案：用水平力Fc拉弹簧测力计c，，使木块A向右运动，木块B左端细线固定在竖直墙壁，使木块B处于静止状态，且木块A不从木块B上掉下来。

（1）若木块A和木块B的重力分别为100N和150N，某次实验，当甲图中A被拉动时，弹簧测力计a示数为60N，b示数为110N；当乙图中A被拉动时，弹簧测力计c示数为50N，则：
甲图中算出的A、B间的动摩擦因数μ甲为     ；
乙图中算出的A、B间的动摩擦因数μ乙为     
（2）你认为    （“甲”、“乙”）方案，所求得的动摩擦因数更接近真实值。
简述理由                         。
如图所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”的 实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一 条纸带，纸带上相邻计数点间的时间间隔为0.1 s，其中x1＝7.05 cm、x2＝7.68 cm、x3＝8.33 cm、x4＝8.95 cm、x5＝9.61 cm、x6＝10.26 cm，则A点的瞬时速度的大小为________ m/s，小车运动的加速度的大小为________m/s2。
（结果保留两位有效数字） 
在做“验证力的平行四边形定则”实验时：除已有的器材（方木板、白纸、弹簧秤、细绳套和铅笔）外， 还必须有________________和________________.要使每次合力与分力产生相同的效果，必须______________
A．每次将橡皮条拉到同样的位置B．每次把橡皮条拉直
C．每次准确读出弹簧秤的示数D．每次记准细绳的方向
某同学在测定匀变速直线运动的加速度时，得到了几条较为理想的纸带，已在每条纸带上每5个计时点取好了一个计数点，依打点先后编为0、1、2、3、4、5.由于不小心，纸带被撕断了，如图所示．请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答： 
(1)从纸带A上撕下的那段应该是B、C、D三段纸带中的_   _．(填字母)
(2)打A纸带时，物体的加速度大小是_     m/s2.

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