题目内容

某同学在做“验证机械能守恒定律”的试验时，不慎经一条选好的纸带的前面部分损坏了，剩下的一端纸带上各点间的距离，他测出并标在纸带上，如图所示．已知打点计时器的周期为0.02s，重力加速度为g=9.8m/s2）
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（1）利用纸带说明重锤（质量为m kg）通过对应于2、5两点过程中机械能守恒．
 

（2）为什么得到的结果是重锤重力势能的减少△Ep，稍大于重锤动能的增加量△Ek？
 
．
分析：根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出2、5两点的瞬时速度，从而得出动能的增加量，根据下降的高度求出重力势能的减小量，通过比较判断机械能是否守恒．根据能量守恒判断重力势能减小量大于动能增加量的原因．
解答：解：（1）点2的瞬时速度v2=
x13
2T
=
(2.80+3.18)×10-2
0.04
m/s≈1.495m/s，
点5的瞬时速度v5=
x46
2T
=
(3.94+4.30)×10-2
0.04
m/s=2.06m/s．
则动能的增加量△Ek=
1
2
mv52-
1
2
mv22=
1
2
m(2.062-1.4952)≈1.004mJ．
重力势能的减小量△Ep=mgx25=m×9.8×(3.18+3.56+3.94)×10-2J≈1.047mJ．
在误差允许的范围内，△Ek=△Ep，机械能守恒．
（2）由于存在阻力作用，损失了部分机械能，所以重力势能的减小量稍大于动能的增加量．
故答案为：（1）计算过程如上所述．
（2）阻力的作用，损失了部分机械能．
点评：解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度，以及知道实验误差的来源．
练习册系列答案
相关题目
（1）某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验，主要步骤如下：
A．在桌面上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；
B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；
C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置D．记下D点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；
D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则作出合力F'；
E．只用一个弹簧测力计，通过绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F的图示；
F．比较力F'和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论．
上述步骤中：
①有两处遗漏了重要内容，这两个步骤的代号是：
C、E
C、E
；
②遗漏的内容分别是
C中应描下两力的方向
C中应描下两力的方向
和
应将结点拉至D点
应将结点拉至D点
．
（2）某实验小组采用如图（a）所示的电路测量规格为“6V，0.5A”的小型直流电动机中线圈的电阻（阻值约为几欧姆），R0是阻值为3.0Ω的定值电阻．

①调节R时，应控制电动机
不转动
不转动
（转动或不转动）时读出电流表、电压表的示数．
②若电压表示数是2.5V，电流表示数如上图（b）所示，读得电流表示数是
0.50
0.50
A．
③使用测得数据，计算电动机线圈电阻为
2.0
2.0
Ω．该电动机正常工作时输出的机械功率为
2.5
2.5
W．
④由于
电压表内阻
电压表内阻
（选填“电流表内阻”或“电压表内阻”）的影响，测得的电动机线圈电阻比实际值偏
小
小
（选填“大”或“小”）．
（1）某同学做“验证机械能守恒定律”实验
①该同学开始实验时情形如图1所示，接通电源释放纸带．请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方：
（i）
 
；（ii）
 
．
②该同学经修改错误后，在正确操作下，研究从静止开始下落的物体所受阻力的情况，得到如图2所示的纸带（A、B、C、D、E均为相邻的打点），测出A、C间的距离s1=14.77cm，点C、E间的距离s2=16.33cm．g=10m/s2．电源的频率f=50Hz，重锤质量为m=1.0kg，设重锤所受阻力大小不变．在从A下落到E的过程中，阻力大小表达式
 
．通过C点时的即时速度大小为
 
m/s．（结果保留三位有效数字）
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（2）①某同学将多用电表的选择开关旋转到电阻挡，选用“×10”的倍率测量某电阻时示数如图3（该同学的操作均正确），为了读数更加精确，请在下列步骤中选择必须合理的步骤并按操作先后顺序填在横线上
 
．（填序号）
A．用小螺丝刀进行机械调零
B．选用“×100”的倍率挡
C．选用“×l”的倍率挡
D．将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使表针指在最右端的零位置
E．将红、黑表笔分别与待测电阻两极接触，重新测量
②某同学想用下列器材测量一电流表的内电阻rA，要求测量时两电表指针的偏转均超过其一半．
A．待测电流表A（量程300μA，内阻约为100Ω）
B．电压表V（量程3V，内阻RV=1kΩ）
C．电源E（电动势约4V，内阻忽略不计）
D．定值电阻R1=10Ω
E．滑动变阻器R2（0～20Ω，允许通过的最大电流2.0A）
F．开关S，导线若干
③在方框中画出测量电路原理图．
④电路接通后，正确测得电压表读数为2.8V，电流表读数为280μA，则所测电流表内阻rA=
 
．
（1）某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验，主要步骤如下：
A．在桌面上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；
B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；
C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置D．记下D点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；
D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则作出合力F'；
E．只用一个弹簧测力计，通过绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F的图示；
F．比较力F'和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论．
上述步骤中：
①有两处遗漏了重要内容，这两个步骤的代号是：______；
②遗漏的内容分别是______和______．
（2）某实验小组采用如图（a）所示的电路测量规格为“6V，0.5A”的小型直流电动机
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中线圈的电阻（阻值约为几欧姆），R0是阻值为3.0Ω的定值电阻．

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①调节R时，应控制电动机______（转动或不转动）时读出电流表、电压表的示数．
②若电压表示数是2.5V，电流表示数如上图（b）所示，读得电流表示数是______A．
③使用测得数据，计算电动机线圈电阻为______Ω．该电动机正常工作时输出的机械功率为______W．
④由于______（选填“电流表内阻”或“电压表内阻”）的影响，测得的电动机线圈电阻比实际值偏______（选填“大”或“小”）．
（1）某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验，主要步骤如下：
A．在桌面上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；
B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；
C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置D．记下D点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；
D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则作出合力F'；
E．只用一个弹簧测力计，通过绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F的图示；
F．比较力F'和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论．
上述步骤中：
①有两处遗漏了重要内容，这两个步骤的代号是：    ；
②遗漏的内容分别是    和    ．
（2）某实验小组采用如图（a）所示的电路测量规格为“6V，0.5A”的小型直流电动机中线圈的电阻（阻值约为几欧姆），R是阻值为3.0Ω的定值电阻．

①调节R时，应控制电动机    （转动或不转动）时读出电流表、电压表的示数．
②若电压表示数是2.5V，电流表示数如上图（b）所示，读得电流表示数是    A．
③使用测得数据，计算电动机线圈电阻为    Ω．该电动机正常工作时输出的机械功率为    W．
④由于    （选填“电流表内阻”或“电压表内阻”）的影响，测得的电动机线圈电阻比实际值偏    （选填“大”或“小”）．
（1）某同学做“验证机械能守恒定律”实验
①该同学开始实验时情形如图1所示，接通电源释放纸带．请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方：
（i）______；（ii）______．
②该同学经修改错误后，在正确操作下，研究从静止开始下落的物体所受阻力的情况，得到如图2所示的纸带（A、B、C、D、E均为相邻的打点），测出A、C间的距离s1=14.77cm，点C、E间的距离s2=16.33cm．g=10m/s2．电源的频率f=50Hz，重锤质量为m=1.0kg，设重锤所受阻力大小不变．在从A下落到E的过程中，阻力大小表达式______．通过C点时的即时速度大小为______m/s．（结果保留三位有效数字）

（2）①某同学将多用电表的选择开关旋转到电阻挡，选用“×10”的倍率测量某电阻时示数如图3（该同学的操作均正确），为了读数更加精确，请在下列步骤中选择必须合理的步骤并按操作先后顺序填在横线上______．（填序号）
A．用小螺丝刀进行机械调零
B．选用“×100”的倍率挡
C．选用“×l”的倍率挡
D．将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使表针指在最右端的零位置
E．将红、黑表笔分别与待测电阻两极接触，重新测量
②某同学想用下列器材测量一电流表的内电阻rA，要求测量时两电表指针的偏转均超过其一半．
A．待测电流表A（量程300μA，内阻约为100Ω）
B．电压表V（量程3V，内阻RV=1kΩ）
C．电源E（电动势约4V，内阻忽略不计）
D．定值电阻R1=10Ω
E．滑动变阻器R2（0～20Ω，允许通过的最大电流2.0A）
F．开关S，导线若干
③在方框中画出测量电路原理图．
④电路接通后，正确测得电压表读数为2.8V，电流表读数为280μA，则所测电流表内阻rA=______．

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