题目内容

在用自由落体运动验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如图所示。其中O点是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的三个点，该同学用毫米刻度尺测量O点到A、B、C各点的距离，并记录在图中（单位cm）。已知打点计时器电源频率为50Hz，重锤质量为m，当地重力加速度g=9．80m/s2。

（1）这三组数据中不符合有效数字读数要求的是_______________；
（2）该同学用重锤取OB段的运动来验证机械能守恒定律，先计算出该段重锤重力势能的减小量为_________，接着从打点计时器打下的第一个点O数起，数到图中B点是打点计时器打下的第9个点，他用vB=gt计算跟B点对应的物体的瞬时速度，得到动能的增加量为___________（均保留三位有效数字）。这样他发现重力势能的减小量__________（填“大于”或“小于”）动能的增加量，造成这一错误的原因是                                  。
（1）OC；（2）1.22m，1.23m，小于，实际测得的高度比自由落体对应下落的高度小

试题分析：（1）毫米刻度尺测量长度，要求估读即读到最小刻度的下一位．
这三个数据中不符合有效数字读数要求的是OC段：15.7，应记作15.70cm．
（2）重力势能减小量
中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小：
由于物体下落过程中存在摩擦阻力，因此动能的增加量小于势能的减小量，
（3）即：重力势能的减少量小于动能的增加量，原因是：v是按照自由落体计算的，实际运动不是自由落体运动，有阻力，对应的下落高度比实际测得的高度要大．
点评：正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、实验步骤、所测数据等，会起到事半功倍的效果．
练习册系列答案
相关题目
在“验证机械能守恒定律”的实验中，所用电源的频率为50Hz，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点位置对应刻度尺上的读数如图所示，（图中O是打点计时器打的第一个点，A、B、C、D是间隔一段所取的点，图中单位为厘米），根据实验并结合纸带回答以下问题：

（1）现有器材是：电磁打点计时器；低压交流电源；纸带；带夹子的重物；刻度尺；天平；导线；铁架台。其中该实验不需要的器材是 __________；
（2）实验时，释放纸带与接通电源的合理顺序是______________________________；
（3）实验中，要从几条打上点的纸中挑选第一、二两点间的距离接近______mm并且点迹清晰的纸带进行测量。
（4）由纸带计算重锤下落的加速度为_________m/s2；（注：4、5、6三题保留两位小数）
（5）若重锤质量为m kg，则重锤从开始下落到B点时，减少的重力势能为_________；
（6）若重锤质量为m kg，则重锤从开始下落到B点时，重锤的动能为_____________。
在“研究平抛物体运动”的实验中，其目的是通过描点法画出小球平抛运动的轨迹，且测出小球做平抛运动的初速度v0.
为了能较准确地描绘出运动轨迹，下面列出一些操作要求，你认为正确的选项是__________
A．通过调节使斜槽的末端保持切线水平
B．每次释放小球的位置必须相同
C．每次可以不由静止释放小球
D．小球运动时不能与木板上的白纸（或坐标纸）相接触
E．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
在做“用单摆测定重力加速度”的实验时：
（1）下列给出的材料中应选择      作为摆球与摆线，组成单摆。
A．木球       B．铁球    Ｃ．柔软不易伸长的丝线   Ｄ．粗棉线
（2）在测定单摆摆长时，下列的各项操作正确的是         
A．装好单摆，抓住摆球，用力拉紧，测出摆线悬点到摆球球心之间距离
B．让单摆自由下垂，测出摆线长度再加上摆球直径
C．取下摆线，测出摆线长度后再加上摆球半径
D．测出小球直径，把单摆固定后，让小球自然下垂，用刻度尺量出摆线的长度，再加上小球的半径
（3）实验测得重力加速度的值较当地重力加速度的值偏大，可能的原因是      
A．摆球的质量偏大
B．单摆振动的振幅偏小
C．计算摆长时加上了摆球的直径
D．将实际振动次数n次误记成（n＋1）次
（4）实验中测量得小球的直径的示数如左图所示，图中游标尺上有50个等分刻度，则小球的直径d为      mm。用秒表记下了单摆振动50次的时间如右图所示，由图可读出时间为       s。
（理）在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为L，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为V0=______（用L、g表示）。
在做“探究单摆周期与摆长的关系”的实验时，

（1）摆球的密度应选得     些（填“大”或“小”），如果已知摆球直径为2.00cm，让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如下图左所示，那么单摆摆长是______m．如果测定了40次全振动的时间如图右中秒表所示，那么秒表读数是______s，单摆的摆动周期是______s．
（2）某小组改变摆线长度，测量了多组数据。在进行数据处理时，甲同学把摆线长作为摆长，直接利用公式求出各组重力加速度值再求出平均值；乙同学作出图像后求出斜率，然后算出重力加速度。两同学处理数据的方法对结果的影响是：甲_______，乙_______（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）
英国物理学家牛顿曾经猜想地面上的重力、地球吸引月球与太阳吸引行星的力遵循同样的“距离平方反比”规律，牛顿为此做了著名的“月一地”检验。牛顿根据检验的结果，把“距离平方反比”规律推广到自然界中任意两个物体间，发现了具有划时代意义的万有引力定律。
“月一地”检验分为两步进行：
（1）理论预期：假设地面的地球吸引力与地球吸引月球绕地球运行的引力是同种力，遵循相同的规律。设地球半径和月球绕地球运行的轨道半径分别为R和r（已知r=60R） 。那么月球绕地球运行的向心加速度与地面的重力加速度的比值1：            。
（2）实测数据验算：月球绕地球运行的轨道半径r=3.80×108m，月 球运行周期T=27.3天=s，地面的重力加速度为g=9.80m/s2，由此计算月球绕地 球运行的向心加速度a´与地面的重力加速度的比值=1：                       。
若理论预期值与实测数据验算值符合，表明，地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力，真的遵从相同的规律！
科学探究活动通常包括以下环节：提出问题，作出假设，制定计划，搜集证据，评估交流等。一组同学研究“运动物体所受空气阻力与运动速度关系”的探究过程如下：
A. 有同学认为：运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关
B. 他们计划利用一些“小纸杯”作为研究对象，用超声测距仪等仪器测量“小纸杯”在空中直线下落时的下落距离、速度随时间变化的规律，以验证假设
C. 在相同的实验条件下，同学们首先测量了单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离，将数据填入表中，如图（a）是对应的位移—时间图线。然后将不同数量的“小纸杯”叠放在一起从空中下落，分别测出它们的速度—时间图线，如图（b）中图线1、2、3、4、5所示
D. 同学们对实验数据进行分析、归纳后，证实了他们的假设
时间（s）
下落距离（m）
0.0
0.000
0.4
0.036
0.8
0.469
1.2
0.957
1.6
1.447
2.0
X

（a）             （b）
回答下列提问：
（1）(2分)与上述过程中A、C步骤相应的科学探究环节分别是__________、__________。
（2）（4分）图（b）中各条图线具有共同特点，“小纸杯”在下落的开始阶段做                         运动，最后“小纸杯”做__________运动。
如图所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.1s，其中S1=7.05cm，S2="7.68" cm，S3="8.33" cm，S4="8.95" cm，S5="9.61" cm，S6=10.26cm，则A点处的瞬时速度大小是__________m/s，小车运动的加速度计算表达式为__________（用上所有数据），加速度的大小是__________m/s2（计算结果保留两位有效数字）

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