题目内容

（10分）某实验小组利用如图10所示的实验装置来验证机械能守恒定律。已知重锤质量m=1.00kg，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11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可能是____________________________________________。（计算结果保留三位有效数字）

② 在图11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图12中的 _________，图线的斜率表示 _________________。

 

【答案】

①1.88（2分），1.96（2分），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（2分）

②D（2分），重力加速度g的实验测量值（2分，写重力加速度g的也给这2分）

【解析】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mgh2=1.00×9.80×0.1915J=1.88J；T=0.02s，此时重锤的速度为v==1.98m/s，动能比开始下落时增加了mv2=×1.00×1.982J=1.96J，根据计算结果，增加的动能大于减小的重力势能，可以知道该实验小组在做实验时出现的问题可能是：做实验时先释放了纸带，然后再合上打点计时器的电键。

 

练习册系列答案
相关题目
某实验小组利用如图1所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．

（1）如图2所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=
0.52
0.52
 cm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t=1.35×10-2s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为
0.385
0.385
m/s．在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、滑块的质量M和
滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s
滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s
（文字说明并用相应的字母表示）．
（2）在这个过程中系统减少的重力势能为
mgs
mgs
，系统增加的动能为
1
2
（M+m）（
d
△t
）2
1
2
（M+m）（
d
△t
）2
，只要两者在误差允许范围内相等，即可验证机械能守恒（用测量的物理量字母表示）．
（1）有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度．用它测量一小球的直径，如图甲所示的读数是
 
mm．用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图乙所示的读数是
 
mm．
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（2）某实验小组利用如图1所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．
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①实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，利用现有器材如何判断导轨是否水平？
 
．
②测得遮光条的宽度d=0.50cm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t=2.0×10-2s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为
 
m/s．在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、
 
和
 
（文字说明并用相应的字母表示）．
③本实验通过比较
 
和
 
在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒．
某实验小组利用如图1所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验．

（1）在实验中必须平衡摩擦力，以小车所受重力的下滑力平衡摩擦力，当小车做
匀速
匀速
运动时，摩擦力恰好被平衡
（2）为了减小误差，在平衡摩擦力后，每次实验必须通过改变钩码的个数来改变小车所受合外力，获取多组数据．若小车质量为400g，实验中每次所用的钩码总质量范围应选
A
A
组会比较合理．（填选项前的字母）
A．10g～40g      B．200g～400g       C．1000g～2000g
（3）实验中打点计时器所使用的是
交流
交流
 （交流、直流）电源 频率为50Hz，图2中给出的是实验中获取的纸带的一部分：1、2、3、4、5是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点未标出每两个计数点间的时间间隔是
0.1
0.1
s，由该纸带可求得小车的加速度a=
1.07
1.07
m/s2．（前两空各1分，最后一空2分）
某实验小组利用如图1所示的实验装置来探究当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系．由图中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离x=24cm，由图中游标卡尺测得遮光条的宽度d=
 
cm．该实验小组在做实验时，将滑块从图所示位置由静止释放，由数字计时器（如图2）可以读出遮光条通过光电门1的时间△t1，遮光条通过光电门2的时间△t2，则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1=
 
，滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2=
 
，则滑块的加速度的表达式a=
 
．（以上表达式均用字母表示）
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某实验小组利用如图1所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验．
（1）在实验中必须将长木板右端垫高，目的是
 
，当不挂钩码时小车能匀速运动时，表明已调好．
（2）为了减小误差，每次实验必须通过改变钩码的个数来改变小车所受合外力，获取多组数据．若小车质量为400g，实验中每次所用的钩码总质量范围应选
 
组会比较合理．（填选项前的字母）
A．10g～40g      B．200g～400g            C．1000g～2000g
（3）图2中给出的是实验中获取的纸带的一部分：1、2、3、4、5是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点未标出，每两个计数点间的时间间隔是
 
，由该纸带可求得小车的加速度a=
 
．（计算结果保留三位有效数字）
（4）改变钩码的个数重复实验，得到加速度a与合外力F的关系如图3所示，分析线段OA，可得出实验的结论是
 
．
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