题目内容

用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中:

(1)运用公式=mgh对实验条件的要求是              ;
(2)若实验中所用重物的质量m=1 kg.打点纸带如图所示,打点时间间隔为T="0.02" s,则记录B点时,重物速度vB=________m/s,重物动能Ek=________J,从开始下落起至B点时重物的重力势能减少量是__________J,由此可得出的结论是__________________________;(结果保留三位有效数字,g取9.8 m/s2)

(3)根据纸带算出相关各点的速度v,量出下落距离h,则以为纵轴、以h为横轴画出的图象应是下图中的(    )
(1) 打第一个点时重物的速度为零 (2) 0.590  0.174   0.172   在实验误差范围内,重物的机械能守恒(3)C

试题分析:(1)用公式时,对纸带上起点的要求是重锤是从初速度为零开始,
(2)利用匀变速直线运动的推论,
重锤的动能
从开始下落至B点,重锤的重力势能减少量.
得出的结论是在误差允许范围内,重物下落的机械能守恒.
(3)利用图线处理数据,从理论角度物体自由下落过程中机械能守恒可以得出:,即;所以以为纵轴,以h为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线,也就是图中的C.
故选C.
点评:运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题.要能够找出斜率和截距的物理意义,我们必须要从物理角度找出两个物理变量的关系表达式.利用图象问题结合数学知识处理物理数据是实验研究常用的方法.我们更多的研究直线图形,找出其直线的斜率和截距.
练习册系列答案
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(1)图甲为一游标卡尺的结构示意图,当测量一钢笔帽的内径时,应该用游标卡尺的__________(填“A”“B”或“C”)进行测量;示数如图乙所示,该钢笔帽的内径为________mm。

(2)霍尔效应是电磁基本现象之一,近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展。如图丙所示,在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,在M、N间出现电压UH,这个现象称为霍尔效应,UH称为霍尔电压,且满足,式中d为薄片的厚度,k为霍尔系数。某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数。

①若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电,电流与磁场方向如图丙所示,该同学用电压表测量UH时,应将电压表的“+”接线柱与_________(填“M”或“N”)端通过导线相连。
②已知薄片厚度d=0.40mm,该同学保持磁感应强度B=0.10T不变,改变电流I的大小,测量相应的UH值,记录数据如下表所示。
 
根据表中数据在给定区域内(见答题卡)画出UH—I图线,利用图线求出该材料的霍尔系数为_______________(保留2位有效数字)。
③该同学查阅资料发现,使半导体薄片中的电流反向再次测量,取两个方向测量的平均值,可以减小霍尔系数的测量误差,为此该同学设计了如图丁所示的测量电路,S1、S2均为单刀双掷开关,虚线框内为半导体薄片(未画出)。为使电流从Q端流入,P端流出,应将S1掷向_______(填“a”或“b”),S2掷向_______(填“c”或“d”)。

为了保证测量安全,该同学改进了测量电路,将一合适的定值电阻串联在电路中。在保持其它连接不变的情况下,该定值电阻应串联在相邻器件____________和__________(填器件代号)之间。

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