某同学设计了以下的实验来验证机械能守恒定律:在竖直放置的光滑的塑料米尺上套一个质量为m的磁性滑块,滑块可沿米尺自由下落.在米尺上还安装了一个连接电压传感器的多匝线框A,线框平面在水平面内,滑块可穿过线框,如图所示.把滑块从米尺的0刻度线处释放,记下线框所在的刻度h和滑块穿过线框时的电压U.改变h,调整线框的位置,多做几次实验,记录各次的h.U. (1)如果采� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

某同学设计了以下的实验来验证机械能守恒定律:在竖直放置的光滑的塑料米尺上套一个质量为m的磁性滑块,滑块可沿米尺自由下落.在米尺上还安装了一个连接电压传感器(能够记录最大电压)的多匝线框A,线框平面在水平面内,滑块可穿过线框,如图所示.把滑块从米尺的0刻度线处释放,记下线框所在的刻度h和滑块穿过线框时的电压U.改变h,调整线框的位置,多做几次实验,记录各次的h、U.

(1)如果采用图像法对得出的数据进行分析论证,用图线　　　　(选填“Uh”或“U2h”)更容易得出结论.

(2)影响本实验精确程度的因素主要是

　 (至少列举一点).

解析:根据法拉第电磁感应定律,磁性滑块穿过线框的速度与产生的感应电动势成正比,即磁性滑块穿过线框的速度与电压传感器读数成正比.由机械能守恒定律mgh=mv2可知,h∝U2,因此用图线“U2h”更容易得出结论.影响本实验精确程度的因素主要是空气阻力或电磁感应损失机械能.

答案:(1)U2h　(2)空气阻力(或电磁感应损失机械能)

练习册系列答案

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关于卡文迪许扭秤实验对物理学的贡献,下列说法中正确的是(　　)

A.发现了万有引力的存在

B.解决了微小力的测定问题

C.开创了用实验研究物理的科学方法

D.验证了万有引力定律的正确性

如图所示用轻弹簧相连的物块A和B放在光滑的水平面上,物块A紧靠竖直墙壁,一颗子弹沿水平方向在极短时间射入物块B并留在其中,由子弹、弹簧和A、B所组成的系统在下列依次进行的过程中,机械能守恒的是(　　)

A.子弹射入物块B的过程

B.物块B带着子弹向左运动,直到弹簧压缩量最大的过程

C.弹簧推着带子弹的物块B向右运动,直到弹簧恢复原长的过程

D.带着子弹的物块B因惯性继续向右运动,直到弹簧伸长量达最大的过程

如图所示,水平轨道上轻弹簧左端固定,弹簧处于自然状态时,其右端位于P点.现用一质量m=0.1 kg的小物块(可视为质点)将弹簧压缩后释放,物块经过P点时的速度v0=18 m/s,经过水平轨道右端Q点后恰好沿半圆轨道的切线进入竖直固定的光滑圆轨道,最后物块经轨道最低点A抛出后落到B点.若物块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.15,R=1 m,P到Q的长度l=1 m,A到B的竖直高度h=1.25 m,取g=10 m/s2.

(1)求物块到达Q点时的速度大小(保留根号);

(2)判断物块经过Q点后能否沿圆周轨道运动;

(3)求物块水平抛出的位移大小.

某同学设计了如图所示的装置“探究动能定理”:在高出地面h的水平桌面上固定一“L”形挡板,一条轻弹簧的一端连在挡板的竖直部分,另一端连一质量不计的薄片,薄片右侧放一质量为m的小球.弹簧处于自由长度时,小球刚好停留在桌面边缘.用手向左推小球,直到被挡板的水平部分挡住(弹簧不超过弹性限度).迅速放手,小球被水平弹出后落在地面上,用米尺量出落地点距桌边的水平距离为x₁.(小球的质量m和桌面的高度h为已知量)

(1)小球在桌面上运动过程中,动能的变化可表示为ΔE_k=　　　　.

(2)再取一条完全相同的弹簧与上一次的弹簧并放在一起,重新将小球推回挡板处,再突然放手.小球的落地点距桌边的水平距离为x₂,以此类推,放入3条、4条、5条…相同的弹簧,测量出每次小球的落地点离桌边的水平距离分别为x₃、x₄、x₅….若忽略摩擦力影响,则在误差允许范围内,只要满足x₁∶x₂∶x₃∶x₄∶x₅=　　　　,就说明外力对物体做的功与物体动能的变化成正比.

(3)以下哪些措施可以减小本实验的误差　　　　.

a.选用尽可能光滑的桌面

b.选用质量较大的球

c.选用劲度系数较大的弹簧

d.减小桌面的高度

用如图所示实验装置,探究动能与重力势能的转化关系,得到了重锤下落高度h以及所对应的重力势能减少量Ep和动能增加量Ek,并绘制了Ep、Ek与h的关系图像如图(乙)所示,忽略夹子及纸带质量,取g=10 m/s2.由图像可知重锤质量为　　　　 kg,重锤及纸带在下落过程中所受阻力为　　　　 N,为减小阻力对实验探究结果的影响,请写出两条改良实验的方法: