(2013浙江瑞安四校联考)现要通过实验验证机械能守恒定律.实验装置如图1-9所示:水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到导轨底端C点的距离,h表示A与C的高度差,b表示遮光片的宽度,s表示A、B两点间的距离,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度.用g表示重力加速度.完成下列填空和作图:(1)若将滑块自A点由静止释放,则在滑块从A运动至B的过程中,滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为________,动能的增加量可表示为________.若在运动过程中机械能守恒,
与s的关系式为
= ________.
(2)多次改变光电门的位置,每次均令滑块自同一点(A点)下滑,测量相应的s与t值,结果如下表所示:
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| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| s/m | 0.600 | 0.800 | 1.000 | 1.200 | 1.400 |
| t/ms | 8.22 | 7.17 | 6.44 | 5.85 | 5.43 |
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| 1.48 | 1.95 | 2.41 | 2.92 | 3.39 |
以s为横坐标,
为纵坐标,在图1-10的坐标纸中描出第1和第5个数据点;根据5个数据点作直线,求得该直线的斜率k=________×104 m-1·s-2(保留3位有效数字).由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出
-s直线的斜率k0 ,将k和k0 进行比较,若其差值在实验允许的范围内,则可认为此实验验证了机械能守恒定律.
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(2013年浙江五校联考) “探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图(甲)所示。
(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸带。从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,用刻度尺测量计数点间的距离如图(乙)所示。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz。求:
①从图中所给的刻度尺上读出A、B两点间的距离s1 = cm;
②该小车的加速度a = m/s2。
(2)平衡摩擦力后,将5个相同的砝码都放在小车上。挂上砝码盘,然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中,测量小车的加速度。小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表:
| 砝码盘中砝码总重力F(N) | 0.196 | 0.392 | 0.588 | 0.784 | 0.980 |
| 加速度a(m·s-2) | 0.69 | 1.18 | 1.66 | 2.18 | 2.70 |
①请根据该组实验数据在答卷的坐标纸作出a—F的关系图象;
②根据提供的实验数据作出的a—F图线不通过原点的主要原因是 ▲ 。
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(2013福建福州名校检测)小明和小红同学对如图所示自制“橡皮筋测力计”进行标度(均在橡皮筋的弹性范围内)
①小明测量了不挂钩码和挂1个钩码时的指针指在刻度尺上的位置分别为5.00cm和5.60cm,然后根据所学弹簧弹力知识,经过类比,按弹簧测力计的刻度规律在刻度尺上依次进行了标度,则小明应在刻度尺 cm处标示挂5个钩码的指针位置.
②小红分别测量了不挂钩码、挂1个钩码、挂2个钩码……指针在刻度尺上的位置,并按实际测量进行标度,其数据如下表:
| 挂钩码的个数 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 指针在刻度尺上 的位置x(cm) | 5。.00 | 5.60 | 6.30 | 7.20 | 8.30 | 9.60 | 11.00 | 12.50 |
请在右图坐标上画出指针在刻度尺上的所指的刻度x与所挂钩码个数的关系图像。并回答橡皮筋所受的拉力与其伸长长度 (填“是”或“否”)成线性关系。
③请你分析小明和小红的标度方法谁更科学(说明理由)
。
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在研究小车速度随时间变化规律的实验中,将木板倾斜,可使小车牵引纸带沿斜面下滑.小车拖动纸带,用打点计时器打出的纸带如下图所示.已知打点周期为0.02s.
(1)根据纸带提供的数据,按要求计算后填写表格.
实验数据
| 分段 | 第1段 | 第2段 | 第3段 | 第4段 | 第5段 | 第6段 |
| 时间t(s) | 0~0.1 | 0.1~0.2 | 0.2~0.3 | 0.3~0.4 | 0.4~0.5 | 0.5~0.6 |
| 各段位移x (×10-2/m) | 1.45 | 2.45 | 3.55 | 4.55 | 5.60 | 6.65 |
| 平均速度
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(2)作出v-t图象并求出平均加速度.![]()
(2013安徽马鞍山二中期中测试)用如图10所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.
(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上;
C.用天平测出重锤的质量;
D.先释放悬挂纸带的夹子,然后接通电源开关打出一条纸带;
E.测量纸带上某些点间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能.
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(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值.如图11所示,根据打出的纸带,选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E,测出点AC间的距离为s1,点CE间的距离为s2,使用交流电的频率为f,根据这些条件计算重锤下落的加速度a=_________.
(3)在上述验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加,其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用,可以通过该实验装置测阻力的大小.若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g,还需要测量的物理量是 .试用这些物理量和上图纸带上的数据符号表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F= .
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