摘要:11.如图所示为重物系统与纸带通过打点计时器做自由落体运动而得到的实际点迹.测得A.B.C.D.E五个连续点与第一个点O之间的距离分别是l9.50.23.59.28.06.32.94.38.20.已知当地的重力加速度的值为g=9.8 m/s2.交流电的频率为50 Hz.重物的质量为m. 以D点为例.从O点到D点重物的重力势能减少 J.动能增加了 J.在误差允许范围内验证了机械能守恒定律.
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①某同学用如图所示的装置来研究加速度与力、质量的关系,他以小车M为研究对象,在平衡摩擦力之后,将绳对车的拉力认为是悬挂物的重力,从而造成实验存在 误差,为了使这种误差比较小,需要保证 。
②该同学在深入研究本实验原理后发现,如果以系统为研究对象,可消除上述误差。请你替他完成下述有关步骤:
在探究加速度与合力的关系时,要保证 不变,但在几次实验中要改变合力的大小,其方法是: 。
③在此实验中,该同学先接通计时器的交流电源(频率50Hz),再放开纸带,如图是在m=100g,M=1kg情况下打出的一条纸带,O为起点,A、B、C为过程中的三个相邻的计数点,(A、B和B、C计数点之间还有四个点没有标出,相邻的计数点时间间隔为T),有关符号和数据如图,则小车运动的加速度计算表达式为a= ,代入数据可得加速度a = m/s2;若不计摩擦力时由牛顿第二定律可以计算出系统的加速度为 m/s2 。(计算结果保留2位有效数字,取g =9.8m/sz)
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在探究加速度与合力的关系时,要保证 不变,但在几次实验中要改变合力的大小,其方法是: 。
③在此实验中,该同学先接通计时器的交流电源(频率50Hz),再放开纸带,如图是在m=100g,M=1kg情况下打出的一条纸带,O为起点,A、B、C为过程中的三个相邻的计数点,(A、B和B、C计数点之间还有四个点没有标出,相邻的计数点时间间隔为T),有关符号和数据如图,则小车运动的加速度计算表达式为a= ,代入数据可得加速度a = m/s2;若不计摩擦力时由牛顿第二定律可以计算出系统的加速度为 m/s2 。(计算结果保留2位有效数字,取g =9.8m/sz)
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数字化信息系统DIS (位移传感器、数据采集器、计算机等),应用传感器和数据采集器自动获取和输入实验数据,通过计算机的快速处理得到实验的结果,提高了教学效率,使学生可以有更多的时间用于自主探究活动,改变传统的教学模式.
下面通过DIS来研究物体加速度与力的关系,如图(1)实验装置.

(1)本实验中没有与传统实验相比不同点
(2)本实验采用的方法
(3)改变所挂钩码的数量,多次重复测量.通过多次实验,得到的数据,画出图象(如图2所示).
结果发现图象明显偏离直线,造成此误差的主要原因是
A.小车与轨道之间存在摩擦
B.导轨保持了水平状态
C.所挂钩码的总质量太大
D.所用小车的质量太大
(4)如图1,F不断增大,AB这一曲线不断延伸,那么加速度趋向值
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下面通过DIS来研究物体加速度与力的关系,如图(1)实验装置.
(1)本实验中没有与传统实验相比不同点
传统是应用打点记时器和纸带,而这里采用位移传感器记录
传统是应用打点记时器和纸带,而这里采用位移传感器记录
.(2)本实验采用的方法
控制变量法
控制变量法
,保持小车的总质量不变,用钩码所受的重力作为小车所受外力.(3)改变所挂钩码的数量,多次重复测量.通过多次实验,得到的数据,画出图象(如图2所示).
结果发现图象明显偏离直线,造成此误差的主要原因是
C
C
A.小车与轨道之间存在摩擦
B.导轨保持了水平状态
C.所挂钩码的总质量太大
D.所用小车的质量太大
(4)如图1,F不断增大,AB这一曲线不断延伸,那么加速度趋向值
g
g
.如图2,F不断增大,那么绳子的拉力趋向值小车和位移传感器的总重量
小车和位移传感器的总重量
.探究“动能定理”
某实验小组采用如图所示的装置探究“动能定理”,图中小车中可放置砝码,实验中,小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面,打点计时器工作频率为50Hz.

(1)实验的部分步骤如下:
①在小车中放入砝码,把纸带穿过打点计时器,连在小车后端,用细线连接小车和钩码;
②将小车停在打点计时器附近,
③改变钩码或小车中砝码的数量,更换纸带,重复②的操作.
(2)图1是钩码质量为0.03kg,砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带,在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点,可获得各计数点到O的距离S及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表1中的相应位置.
(3)在小车的运动过程中,对于钩码、砝码和小车组成的系统,
(4)实验小组根据实验数据绘出了图2中的图线(其中△v2=v2-v02),根据图线可获得的结论是
表1纸带的测量结果
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某实验小组采用如图所示的装置探究“动能定理”,图中小车中可放置砝码,实验中,小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面,打点计时器工作频率为50Hz.
(1)实验的部分步骤如下:
①在小车中放入砝码,把纸带穿过打点计时器,连在小车后端,用细线连接小车和钩码;
②将小车停在打点计时器附近,
接通电源
接通电源
,释放小车
释放小车
,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一列点,断开开关
断开开关
;③改变钩码或小车中砝码的数量,更换纸带,重复②的操作.
(2)图1是钩码质量为0.03kg,砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带,在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点,可获得各计数点到O的距离S及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表1中的相应位置.
(3)在小车的运动过程中,对于钩码、砝码和小车组成的系统,
钩砝的重力
钩砝的重力
做正功,小车受摩擦阻力
小车受摩擦阻力
做负功.(4)实验小组根据实验数据绘出了图2中的图线(其中△v2=v2-v02),根据图线可获得的结论是
小车初末速度的平方差与位移成正比
小车初末速度的平方差与位移成正比
.要验证“动能定理”,还需要测量的物理量是摩擦力和小车的质量
小车的质量
.表1纸带的测量结果
| 测量点 | S/cm | v/(m?s-1) |
| 0 | 0.00 | 0.35 |
| A | 1.51 | 0.40 |
| B | 3.20 | 0.45 |
| C | 5.08 5.08 |
0.49 0.49 |
| D | 7.15 | 0.54 |
| E | 9.41 | 0.60 |
在“探究做功与速度变化的关系”实验中,常用的两种实验方案如图所示:甲通过重物提供牵引力,小车在牵引力作用下运动,用打点计时器测量小车的速度,定量计算牵引力所做的功,进而探究牵引力所做功与小车速度的关系;乙通过不同条数橡皮筋的作用下将小车弹出,用打点计时器测量小车的速度,进而探究橡皮筋对小车所做功与其速度的关系.

(1)针对这两种实验方案,以下说法正确的是
A.甲可以只打一条纸带研究,而乙必须打足够多条纸带才能研究
B.甲中需要平衡小车运动中受到的阻力,而乙中不需要平衡阻力
C.甲中小车质量必须远大于所挂重物的质量,而乙中小车质量没有特别的要求
D.乙方案中,换用2根同样的橡皮筋同一位置释放,橡皮筋所做的功与一根橡皮筋拉至伸长量为原来2倍橡皮筋所做的功是一样的
(2)某同学在实验中打出的一条纸带如图所示,0、1、2…7为纸带上连续打出的点,打点计时器的电源频率为50Hz.根据这条纸带,可以判断他在实验中采用的方案是

(3)在做完上述实验后,某同学想利用实验甲的装置来实现完成“验证机械能守恒”的实验,请你评价下该同学能否实现实验目的,若能,请简要说明原理,若不能请说明理由?
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(1)针对这两种实验方案,以下说法正确的是
AC
AC
:A.甲可以只打一条纸带研究,而乙必须打足够多条纸带才能研究
B.甲中需要平衡小车运动中受到的阻力,而乙中不需要平衡阻力
C.甲中小车质量必须远大于所挂重物的质量,而乙中小车质量没有特别的要求
D.乙方案中,换用2根同样的橡皮筋同一位置释放,橡皮筋所做的功与一根橡皮筋拉至伸长量为原来2倍橡皮筋所做的功是一样的
(2)某同学在实验中打出的一条纸带如图所示,0、1、2…7为纸带上连续打出的点,打点计时器的电源频率为50Hz.根据这条纸带,可以判断他在实验中采用的方案是
乙
乙
(选填“甲”或“乙”),实验中小车失去外力后的速度为1.75
1.75
m/s(3)在做完上述实验后,某同学想利用实验甲的装置来实现完成“验证机械能守恒”的实验,请你评价下该同学能否实现实验目的,若能,请简要说明原理,若不能请说明理由?
不能.因为摩擦力对小车做功,小车和重物组成的系统机械能不守恒
不能.因为摩擦力对小车做功,小车和重物组成的系统机械能不守恒
.Ⅰ某探究学习小组的同学欲验证动能定理,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙.当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态.若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:

(1)你认为还需要的实验器材有 .
(2)实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是 ,实验时首先要做的步骤是 .
Ⅱ.在用落体法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.其中O是起始点,A、B、C是打点计时器连续打下的3个点.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中(单位cm).
(1)这三个数据中不符合有效数字读数要求的是 ,应记作 cm.
(2)该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,已知当地的重力加速度g=9.80m/s2,他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的即时速度,则该段重锤重力势能的减少量为 ,而动能的增加量为 ,(均保留3位有效数字,重锤质量用m=0.1kg).这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量 动能的增加量,原因是 .
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(1)你认为还需要的实验器材有
(2)实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是
Ⅱ.在用落体法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.其中O是起始点,A、B、C是打点计时器连续打下的3个点.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中(单位cm).
(1)这三个数据中不符合有效数字读数要求的是
(2)该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,已知当地的重力加速度g=9.80m/s2,他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的即时速度,则该段重锤重力势能的减少量为