如图甲所示装置可以用来“探究加速度与合外力、质量的关系”,也可以用来“探究功与速度变化的关系”和“验证机械能守恒定律”等。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/5/17/2723122801647616/2724964319002624/STEM/b4e0c3ca-6bec-4a5b-a666-acd5feab20b7.png?resizew=719)
(1)用游标卡尺测出遮光条的宽度
如图乙所示,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7c98c59cd4749afdd21e73529fc84323.png)
___________
。测出小车静止时遮光条到光电门的距离为
,光电计时器读出遮光条通过光电光门的时间是
,重物质量为
,小车质量为
。
(2)若探究加速度与合外力、质量的关系,则小车的加速度是___________ 。(用测量量的符号表示)
(3)该同学继续用此装置做“探究功与速度变化的关系”的实验,他通过使小车释放点到光电门的距离成倍增加进行多次实验,每次实验时要求小车都由静止释放。若通过描点作出线性图像来反映小车所受合力做的功与t的关系
①则下图中符合实验事实的是___________
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/5/17/2723122801647616/2724964319002624/STEM/516aade6-d01b-4f79-9ea7-f8811c022f4e.png?resizew=501)
②下列实验操作能够减小实验误差的是___________ 。
A. 必须保证小车由静止状态开始释放
B. 必须满足重物的质量远小于小车的质量
C. 保持小车(包括遮光条)和重物的质量不变
D. 调整轨道的倾角,在未挂重物时使小车能在轨道上匀速运动
(4)若利用此装置验证系统机械能守恒,则需要验证的关系式为___________ (用测量量的符号表示,不考虑摩擦阻力)
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(1)用游标卡尺测出遮光条的宽度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5c02bc0c74292b1e8f395f90935d3174.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7c98c59cd4749afdd21e73529fc84323.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9efa9fbcfb9595e2f031aa691db4564b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c5873c01192b7d33b7483f444f90b5b0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/36a1b09c653185842513e24ebba60bb3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/294f5ba74cdf695fc9a8a8e52f421328.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ac047e91852b91af639feec23a9598b2.png)
(2)若探究加速度与合外力、质量的关系,则小车的加速度是
(3)该同学继续用此装置做“探究功与速度变化的关系”的实验,他通过使小车释放点到光电门的距离成倍增加进行多次实验,每次实验时要求小车都由静止释放。若通过描点作出线性图像来反映小车所受合力做的功与t的关系
①则下图中符合实验事实的是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/5/17/2723122801647616/2724964319002624/STEM/516aade6-d01b-4f79-9ea7-f8811c022f4e.png?resizew=501)
②下列实验操作能够减小实验误差的是
A. 必须保证小车由静止状态开始释放
B. 必须满足重物的质量远小于小车的质量
C. 保持小车(包括遮光条)和重物的质量不变
D. 调整轨道的倾角,在未挂重物时使小车能在轨道上匀速运动
(4)若利用此装置验证系统机械能守恒,则需要验证的关系式为
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更新时间:2021-05-20 08:57:00
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【知识点】 验证机械能守恒定律的实验步骤与数据处理
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(0.4)
【推荐1】用如图甲、乙所示的单摆模型可以分析机械能的变化,用如图丙所示的光电门结合单摆模型来验证机械能守恒定律,回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/27/9f695d66-15eb-4051-a209-6e6dd3b31b8a.png?resizew=421)
(1)对图甲将小球拉至A位置由静止释放,观察发现小球可以摆到跟A点等高的位置B,说明小球在A、B两点机械能相等;对图乙,将小球拉至A位置由静止释放,观察发现小球可以摆到跟A点近似等高的位置
,说明小球在摆动的过程中,好像“记得”自己原来的________ ,说明小球从A到B重力势能的变化量为_______ ;
(2)对图丙所示的实验,每次将球从同一位置由静止释放,将数字化仪器装置中的光电门先后放在A、B、C、D各点,测出摆球经过各点时的遮光时间分别为
,用游标卡尺测量小球的直径大小为r,就可以计算出摆球经过 A、B、C、D各点时的速度。再用刻度尺分别测出A、B、C各点相对D点的高度分别为
,已知重力加速度为g,当![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1301027f6e6ed2f7736c52ac761a3a21.png)
______ ![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3b52705b499892fc62229f9d13a302e7.png)
_______ ![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ca5814c2f7390ad2d98a13de99af5fd3.png)
______ 成立时可以验证摆球的机械能守恒。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/27/9f695d66-15eb-4051-a209-6e6dd3b31b8a.png?resizew=421)
(1)对图甲将小球拉至A位置由静止释放,观察发现小球可以摆到跟A点等高的位置B,说明小球在A、B两点机械能相等;对图乙,将小球拉至A位置由静止释放,观察发现小球可以摆到跟A点近似等高的位置
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1dd00c7cbe7c110566725ec91dcc2f1b.png)
(2)对图丙所示的实验,每次将球从同一位置由静止释放,将数字化仪器装置中的光电门先后放在A、B、C、D各点,测出摆球经过各点时的遮光时间分别为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/873a21f1ba0834515b7c23b48506130f.png)
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实验题
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较难
(0.4)
【推荐2】在验证机械能守恒定律的实验中,某同学采用如下图装置,绕过定滑轮的细线上悬挂质量相等的重物
和
,在
下面再挂钩码
。已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz。
下方固定打点计时器,用纸带连接
,测量
的运动情况。下列操作过程正确的是______________ ;
A.固定打点计时器时应将复写纸定位轴置于系重物
的细线的正下方
B.安装打点计时器时要竖直架稳,使其两限位孔在同一竖直线上
C.接通电源前让重物
尽量靠近打点计时器
D.应选取最初第1、2两点间距离接近2mm的纸带
(2)某次实验结束后,打出的纸带的一部分如图所示,
、
、
为三个相邻计时点。则打下
点时重锤的速度![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f9fe3a9e3cc1865b4db229e34f59575a.png)
________ m/s;(结果保留三位有效数字)__________ (选填“偏大”或“偏小”);
(4)已知重物
和
的质量均为
,钩码
的质量为
,某次实验中从纸带上测量重物
由静止上升高度为
时对应计时点的速度为
,取重力加速度为
,则验证系统机械能守恒定律的表达式是_________ ;
(5)为了测定当地的重力加速度,改变钩码
的质量
,测得多组
和对应的加速度
,作出
图像如图所示,图线与纵轴截距为
,则当地的重力加速度为__________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/76c2bb7be2e9410a16502268fd4c67be.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c14c6709d2a04863cacdee618b20613e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c14c6709d2a04863cacdee618b20613e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7f015ed8e497b4394053ddd19683a98f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/76c2bb7be2e9410a16502268fd4c67be.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/76c2bb7be2e9410a16502268fd4c67be.png)
A.固定打点计时器时应将复写纸定位轴置于系重物
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/76c2bb7be2e9410a16502268fd4c67be.png)
B.安装打点计时器时要竖直架稳,使其两限位孔在同一竖直线上
C.接通电源前让重物
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/76c2bb7be2e9410a16502268fd4c67be.png)
D.应选取最初第1、2两点间距离接近2mm的纸带
(2)某次实验结束后,打出的纸带的一部分如图所示,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/76c2bb7be2e9410a16502268fd4c67be.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c14c6709d2a04863cacdee618b20613e.png)
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(4)已知重物
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c14c6709d2a04863cacdee618b20613e.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/294f5ba74cdf695fc9a8a8e52f421328.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/276509f01529d982ab21e479a4619268.png)
(5)为了测定当地的重力加速度,改变钩码
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7f015ed8e497b4394053ddd19683a98f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/294f5ba74cdf695fc9a8a8e52f421328.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a6936d370d6a238a608ca56f87198de.png)
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较难
(0.4)
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【推荐3】在验证机械能守恒定律的实验中
(1)下列说法,正确的是__________
A.电火花打点计时器应接直流电源
B.为了减小误差,重物质量应大些
C.实验时,应先松开纸带,重锤运动稳定后再接通电源
D.若t为起点到某点的时间,计算该点的速度可用公式v=gt
(2)若实验中所用的重锤的质量为m=1kg,打点纸带如图所示,打点时间间隔为0.02s,取B点分析,重锤动能![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e9b3363be5b22320cbe810cef4d82a9a.png)
_________ J,从开始下落起至B点时重锤的重力势能减少量是_______ J。(计算结果保留三位有效数字)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/12/19/1841734167666688/1843936124837888/STEM/364ea0e5-dd80-4238-aaab-38bf415da8d9.png?resizew=418)
(3)根据纸带算出相关各点的速度v,量出对应下落的距离h,则以
为纵轴、以h为横轴作出的图像应是下图中的______________ .
(1)下列说法,正确的是
A.电火花打点计时器应接直流电源
B.为了减小误差,重物质量应大些
C.实验时,应先松开纸带,重锤运动稳定后再接通电源
D.若t为起点到某点的时间,计算该点的速度可用公式v=gt
(2)若实验中所用的重锤的质量为m=1kg,打点纸带如图所示,打点时间间隔为0.02s,取B点分析,重锤动能
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e9b3363be5b22320cbe810cef4d82a9a.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/12/19/1841734167666688/1843936124837888/STEM/364ea0e5-dd80-4238-aaab-38bf415da8d9.png?resizew=418)
(3)根据纸带算出相关各点的速度v,量出对应下落的距离h,则以
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/524f2dbb2f7b35324c88c927fe306700.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/12/19/1841734167666688/1843936124837888/STEM/6fe9e1bf-ece9-4f9f-ac79-1c15ccf71d3f.png?resizew=474)
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