16.(13分)某实验小组采用图所示的装置探究“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,打点针时器工作频率为50 Hz.
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(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, , ,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一列点, ;
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)图是钩码质量为0.03 kg,砝码质量为0.02 kg时得到的一条纸带,在纸带上选择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点,可获得各计数点到0的距离5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.
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(3)在上车的运动过程中,对于钩码、砝码和小车组成的系统, 做正功,
做负功.
(4)实验小组根据实验数据绘出了图中的图线(其中Δv2=v2-v20),根据图线可获得的结论是 .要验证“动能定理”,还需要测量的物理量是摩擦力是 .
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表1纸带的测量结果
|
测量点
|
S/cm |
r/(m·s-1) |
|
0 |
0.00 |
0.35 |
|
A |
1.51 |
0.40 |
|
B |
3.20 |
0.45 |
|
C |
|
|
|
D |
7.15 |
0.54 |
|
E |
9.41 |
0.60 |
[答案](1)②接通电源、释放小车 断开开关
(2)5.06 0.49 (3)钩砝的重力 小车受摩擦阻力
(4)小车初末速度的平方差与位移成正比 小车的质量
2009年高考物理试题分类汇编——力学实验
11.(江苏卷)(10分)某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.弧形轨道末端水平,离地面的高度为H。将钢球从轨道的不同高度h处静止释放,钢球的落点距轨道末端的水平距离为s.
(1)若轨道完全光滑,s2与h的理论关系应满足s2= (用H、h表示).
(2)该同学经实验测量得到一组数据,如下表所示:
|
h(10-1m) |
2.00 |
3.00 |
4.00 |
5.00 |
6.00 |
|
s2 (10-1m2) |
2.62 |
3.89 |
5.20 |
6.53 |
7.78 |
请在坐标纸上作出s2--h关系图.
(3)对比实验结果与理论计算得到的s2--h关系图线(图中已画出),自同一高度静止释放的钢球,水平抛出的速率 (填“小于”或“大于”)理论值.
(4)从s2--h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著,你认为造成上述偏差的可能原因是 .
答案:(1)4Hh(2)见图
(3)小于 (4)摩擦,转动(回答任一即可)
解析:(1)根据机械能守恒,可得离开轨道时速度为
,由平抛运动知识可求得时间为
,可得
.
(2)依次描点,连线,注意不要画成折线。
(3)从图中看,同一h下的s2值,理论值明显大于实际值,而在同一高度H下的平抛运动水平射程由水平速率决定,可见实际水平速率小于理论速率。
(4)由于客观上,轨道与小球间存在摩擦,机械能减小,因此会导致实际值比理论值小。小球的转动也需要能量维持,而机械能守恒中没有考虑重力势能转化成转动能的这一部分,也会导致实际速率明显小于“理论”速率(这一点,可能不少同学会考虑不到)。
(重庆卷)(1)某实验小组拟用如题22图1所示装置研究滑块的运动.实验器材有滑块、钩码、纸带、米尺、带滑轮的木板,以及由漏斗和细线组成的单摆等.实验中,滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动,同时单摆垂直于纸带运动方向摆动,漏斗漏出的有色液体在纸带带下留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置.
①在题22图2中,从 纸带可看出滑块的加速度和速度方向一致.
②用该方法测量滑块加速度的误差主要来源有: 、 (写出2个即可).
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答案:① B
②摆长测量、漏斗重心变化、液体痕迹偏粗、阻力变化……
解析:本题考查匀加速运动和单摆的运动, 本题中等难度题目。要使速度和加速度方向相同,则只有B,因为B中相等时间内纸带运动的距离越来越大。用该方法测量加速度的误差主要来源有:摆长的测量。漏斗重心的变化,液体痕迹偏粗、阻力变化等。
(宁夏卷)Ⅱ.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz。开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点。
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(1)上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a= (保留三位有效数字)。
(2)回答下列两个问题:
①为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有 。(填入所选物理量前的字母)
A.木板的长度l B.木板的质量m1
C.滑块的质量m2 D.托盘和砝码的总质量m3
E.滑块运动的时间t
②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是 。
(3)滑块与木板间的动摩擦因数
=
(用被测物理量的字母表示,重力加速度为g).与真实值相比,测量的动摩擦因数
(填“偏大”或“偏小” )。写出支持你的看法的一个论据:
。
答案:(1)0.495~0.497m/s2
(2)① CD (1分)
(3)![]()
解析:对纸带的研究直接利用逐差法取平均值计算加速度。