题目内容

在用重锤下落来验证机械能守恒时，某同学按照正确的操作选得纸带如下图所示．其中O是起始点，A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点，打点频率为50Hz该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离，并记录在图中(单位：cm)?

（1）这五个数据中不符合有效数字读数要求的是   点读数。?(填A、B、C、D或E)
（2）实验时，在释放重锤   （选填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点。
（3）该实验中，为了求两点之间重锤的重力势能变化，需要知道重力加速度g的值，这个g值应该是：      
A．取当地的实际g值；?  B．根据打出的纸带，用Δs＝gT2求出；
C．近似取10m/s2即可；    D．以上说法都不对。
（4）如O点到某计时点的距离用h表示，重力加速度为g，该点对应重锤的瞬时速度为v，则实验中要验证的等式为      。
（5）若重锤质量m=2.00×kg，重力加速度g=9.80m/，由图中给出的数据，可得出从O到打下D点，重锤重力势能的减少量为     J，而动能的增加量为       J(均保留3位有效数字)。
（1）B  （2）之前 （3）A （4） （5）0.380 J， 0.376 J

试题分析：（1）所有的数都保留小数点后两位，只有耿一位，因此B读数不对；
（2）实验过程中都是先接通电源，再放手重锤，
（3）重力势能中的g应取当地重力加速度g的值
（4）根据机械能守恒：两边消去m可得：
（5）重力势能的减小量，打D点的速度为CE段的平均速度，即：，
因此动能的增量D点的动能为
练习册系列答案
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（11分）如图甲所示，在“验证机械能守恒定律”实验中，某同学用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物；将蘸有颜料的毛笔固定在电动机的飞轮上并随之匀速转动，以替代打点计时器。烧断悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒面的纸上画出记号。设毛笔接触棒时不影响棒的运动，测得记号之间的距离如图乙所示；电动机铭牌上标有“1200 r/min”字样。

根据以上内容回答下列问题：
（1）毛笔画相邻两条线的时间间隔T＝________s；
（2）根据图乙中的数据可知：毛笔画下记号“3”时，圆柱棒下落的速度v3＝______m/s；画下记号“6”时，圆柱棒下落的速度v6＝______m/s；
（3）在毛笔画下记号“3”到画下记号“6”的这段时间内，棒的动能的增加量为______J，重力势能的减少量为_________J。由此可得出的结论是_________________。（g＝9.8m/s2，结果保留三位有效数字）
（4分）在用打点计时器测匀变速直线运动的加速度实验中，下列说法中对于减小误差来说有益的是：               。
A．选取计数点时，常使两计数点之间还有四个记录点为好
B．先释放纸带，再接通电源
C．选计数点时，舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点迹间距适当的一部分进行测量和计算
D．最好用v－t图像来求加速度
如图甲所示是用主尺最小分度为1mm，游标上有20个小的等分刻度的游标卡尺测量一工件的内径的实物图，图乙是游标部分放大后的示意图。则该工件的内径为             cm。
用螺旋测微器测一金属杆的直径，结果如图丙所示，则杆的直径是      mm。
某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中测量了一些数据，其中的一组数据如下所示。
（1）用游标卡尺测量摆球直径，卡尺游标位置如图A所示，可知摆球直径是_________cm。
（2）为了提高实验精度，在试验中可改变几次摆长l，测出相应的周期T，从而得出一组对应的l与T的数值，再以l为横坐标 为纵坐标，将所得数据连成直线如图B所示，利用图像可求出重力加速度g=_______。（结果保留三位有效数字）
某同学想研究弹簧的弹性势能Ep和弹簧形变量x间的函数关系。设想用水平力缓慢地将弹簧从原长拉伸x,该过程拉力做的功W等于弹性势能的增加,即Ep。根据本实验所得,弹力F和弹簧伸长x的关系为F=kx。拉力的平均值为kx,所以W=kx2。他猜想弹性势能的表达式应该就是Ep=kx2。他找到一根弹簧、一个木板、一个重G=5.0N的长方体形金属块，设计了一个实验，利用一把毫米刻度尺来验证这个结论。步骤是：

（1）将金属块悬挂在该弹簧下方，静止时测得弹簧的伸长量为1.00cm,由此得出该弹簧在受到单位作用力时的伸长量，即F=kx式中的比例系数k为________N/m；
（2）将金属块放在长木板上，调节长木板的倾角，当金属块刚好能匀速下滑时测出斜面的高度为10.00cm,底边长为40.00cm,由此测得金属块和长木板间的动摩擦因数μ=______。
（3）如图将木板固定在地面上，金属块放置于木板上。弹簧一端固定在竖直墙上，另一端与金属块接触，用手向左压金属块使弹簧压缩一定长度后由静止释放，滑块脱离弹簧后，又沿长木板滑行一段距离而停下。测出每次弹簧的压缩量x和金属块脱离弹簧后在长木板上滑行的距离s，将对应的数据填写在下面的表格中。

为验证结果是否符合猜想Ep=kx2，则应该根据以上数据作出得图像为（     ）
A：图像             B：图像
C：图像        D：图像
在下图的坐标系中作出你所选择的的图像，请注明横纵坐标所代表的物理量及单位，并注明你所选的标度，由图可得到Ep和x2间的关系式为                   则该同学的猜想是         （填“正确”或者“错误”）的。
在验证牛顿运动定律的实验中有如图（a）所示的装置，小车放在斜面上，车前端拴有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与打点计时器的纸带相连.开始时，小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离.启动计时器，释放重物，小车在重物牵引下，由静止开始沿斜面向上运动，重物落地后，小车会继续向上运动一段距离.打点计时器使用的交流电频率为50Hz. 图（b）中a、b、c是小车运动纸带上的三段，纸带运动方向如图箭头所示.

(1)根据所提供的纸带和数据，计算打c段纸带时小车的加速度大小为      m/s2（计算结果保留两位有效数字）.
(2) 打a段纸带时，小车的加速度是2.5m/s2，请根据加速度的情况，判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的        两点之间.
(3) 若重力加速度取，由纸带数据可推算出重物m与小车的质量M比为m:M=    .
近一种新出厂的游标卡尺，与普通游标卡尺不同，它游标尺的刻线看起就很“稀疏”，使得读数时清晰明了，方便了使用者正确读取数据。

（1）如果此游标尺的刻线是将“39mm等分成20份”那么它的准确度是         mm
（2）用游标卡尺测量某一物体的厚度，如图所示，那么它的正确读数是          mm
（9分）现要用如图所示的装置探究“加速度与物体受力的关系”。小车所受拉力和及其速度可分别由拉力传感器和速度传感器记录下来。速度传感器安装在距离L= 48.0cm的长木板的A、B两点。

（1）实验主要步骤如下：
①将拉力传感器固定在小车上；
②平衡摩擦力，让小车在没有拉力作用时能做   ___________  运动；
③把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；
④接通电源后自C点释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB；
⑤改变所挂钩码的数量，重复④的操作。
（2）下表中记录了实验测得的几组数据，是两个速度传感器记录速率的平方差，则加速度的表达式a =   ____  。表中的第3次实验数据应该为a=   ____  m/s2（结果保留三位有效数字）。
次数
F（N）
（m2/s2）
a（m/s2）
1
0.60
0.77
0.80
2
1.04
1.61
1.68
3
1.42
2.34
 
4
2.62
4.65
4.84
5
3.00
5.49
5.72
（3）如图所示的坐标纸上已经绘出了理论上的a-F图象。请根据表中数据，在坐标纸上作出由实验测得的a-F图线。

（4）对比实验结果与理论计算得到的两个关系图线，分析造成上述偏差的主要原因是              。

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