8.(6分)根据“测定玻璃砖的折射率”实验的要求,请回答下列问题:
(1)某同学完成了实验的准备阶段,在图1-46-3中的线段AO上竖直地插上大头针P1和P2,此后,该同学准备在b b′一侧插上大头针P3和P4,则插P3和P4的要求是:
___________________________________________.
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图1-46-3
(2)在实验中,有两位同学各设计了一个记录表格,而且都已完成了计算,根据他们设计的表格所反应的信息,判断他们论证做得是否正确.
甲同学设计的表格是:
|
次数 |
入射角i |
sini |
折射角r |
sinr |
n |
|
|
1 |
30° |
0.500 |
20.9° |
0.357 |
1.40 |
1.40 |
|
2 |
45° |
0.707 |
30.5° |
0.508 |
1.39 |
|
|
3 |
60° |
0.866 |
38.0° |
0.616 |
1.41 |
乙同学设计的表格是:
|
次数 |
1 |
2 |
3 |
角平均值 |
正弦值 |
n |
|
入射角i |
30° |
45° |
60° |
45° |
0.707 |
1.42 |
|
折射角r |
20.9° |
30.5° |
38.0° |
28.8° |
0.497 |
上述两位同学做得正确的是_______(填“甲”或“乙”).
2.(平抛运动+验证机械能守恒)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 .
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)
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