题目内容

某同学在做“验证机械能守恒定律”的实验中，采用重物自由下落的方法，得到一条点迹清晰的纸带，实验器材及打出的纸带如图所示．已知打点计时器打点周期为0.02s，当地重力加速度g=9.80m/s2，测得所用的重物的质量为1.00kg．把纸带中第一个点记作O（此时重物的速度为零），另选打点计时器连续打下的3个点A、B、C为计数点，经测量A、B、C各点到O的距离分别为9.51cm、12.70cm、15.70cm．根据以上数据计算或分析重物由O点运动到B点的过程：（计算结果均取3位有效数字）
（1）重物的重力势能减少量为
△EP=1.24J
△EP=1.24J
；
（2）重物的动能增加量为
△Ek=1.19J
△Ek=1.19J
；
（3）这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量
大于
大于
动能的增加量（填“大于”、“小于”或“等于”）；
（4）分析产生误差可能的原因是
①重物下落受到阻力作用，必须克服摩擦力、空气阻力等做功；②长度测量△Ek=1.19J误差．
①重物下落受到阻力作用，必须克服摩擦力、空气阻力等做功；②长度测量△Ek=1.19J误差．
．（至少写出一条原因）
分析：应用重力做功与重力势能的关系求重物的重力势能的减少量，应用匀变速直线运动的规律，中间时刻的瞬时速度vB=
xAC
2t
，再求B的动能，计算比较重物的重力势能减少量与动能的增加，分析误差产生原因．
解答：解：（1）忽略阻力作用只受重力，根据重力做功与重力势能的关系得：△Ep=-mghOB=-1.00×9.80×0.1270=-1.24J，故重物的重力势能减少量为1.24J
    （2）由匀变速直线运动的规律，中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度，即vB=
xAC
2T
=
0.1270
2×0.02
=3.175m/s         
          △Ek=
1
2
×1.00×3.1752=1.19J 
     （3）比较重力势能的减少量与动能的增加量：△EP=1.24J＞△Ek=1.19J
    （4）产生误差可能的原因是：①重物下落受到阻力作用，必须克服摩擦力、空气阻力等做功；②长度测量△Ek=1.19J误差
答：（1）重物的重力势能减少量为△EP=1.24J；
    （2）重物的动能增加量为△Ek=1.19J；
   （3）这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量 大于动能的增加量（填“大于”、“小于”或“等于”）；
    （4）分析产生误差可能的原因是． ①重物下落受到阻力作用，必须克服摩擦力、空气阻力等做功；②长度测量△Ek=1.19J误差．
点评：考查了验证机械能守恒定律的原理，动能、势能的增量计算，分析误差来源．
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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