某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器,另一端连接小钢球,如图甲所示。拉起小钢球至某一位置由静止释放,使小钢球在竖直平面内摆动,记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值和最小值。改变小钢球的初始释放位置,重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的图像是一条直线,如图乙所示。
(1)若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图乙中直线斜率的理论值为_______ 。
(2)由图乙得:直线的斜率为______ ,小钢球的重力为_______ N。(结果均保留2位有效数字)
(3)该实验系统误差的主要来源是______ (单选,填正确答案标号)。
A.小钢球摆动角度偏大
B.小钢球初始释放位置不同
C.小钢球摆动过程中有空气阻力
(1)若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图乙中直线斜率的理论值为
(2)由图乙得:直线的斜率为
(3)该实验系统误差的主要来源是
A.小钢球摆动角度偏大
B.小钢球初始释放位置不同
C.小钢球摆动过程中有空气阻力
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更新时间:2022-06-27 09:14:11
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【推荐1】如甲图所示,在“验证机能守恒定律”的实验中,打下一条理想的纸带如图乙所示,O为下落起始点,A、B、C为纸带上打出的连续点迹,若重物质量为m,相邻打点时间间隔为T,则
(1)在O到B的过程中,重物增加的动能为__________ 。
(2)在O到B的过程中,重物减小的重力势能为________ 。
(3)某同学在实验中,根据纸带算出相关各点的速度v,量出下落距离h,则以为纵轴、以h为横轴画出的图像应是图中的________ 。
A. B. C. D.
(1)在O到B的过程中,重物增加的动能为
(2)在O到B的过程中,重物减小的重力势能为
(3)某同学在实验中,根据纸带算出相关各点的速度v,量出下落距离h,则以为纵轴、以h为横轴画出的图像应是图中的
A. B. C. D.
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【推荐2】某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示。当气垫导轨正常工作时导轨两侧喷出的气体使滑块悬浮在导轨上方,滑块运动时与导轨间的阻力可忽略不计。在气垫导轨上相隔一定距离L的两处安装两个光电传感器A、B,滑块P上固定一遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器A、B时,通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图线。
(1)当采用图甲的实验装置进行实验时,下列说法中正确的是( )
A.滑块P机械能守恒
B.钩码Q机械能守恒
C.滑块P和钩码Q组成的系统机械能守恒
D.以上三种说法都正确
(2)实验前,接通电源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的△t1____ △t2(选填“>”“=”或“<”)时,说明气垫导轨已经水平。
(3)滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图象如图乙所示,若△t1、△t2、遮光条宽度d、滑块质量M、钩码质量m已知,若上述物理量间满足关系式______________ ,则表明在上述过程中,滑块和钩码组成的系统机械能守恒。
(4)若遮光条宽度d=8.400mm,A、B间的距离L=160.00cm,△t1=8.40×10−3s,△t2=4.20×10−3s,滑块质量M=180g,钩码Q质量m=20g,则滑块从A运动到B的过程中系统势能的减少量△Ep=_______ J,系统动能的增量△Ek=________ J。(g=9.80m/s2,计算结果保留三位有效数字)
(1)当采用图甲的实验装置进行实验时,下列说法中正确的是
A.滑块P机械能守恒
B.钩码Q机械能守恒
C.滑块P和钩码Q组成的系统机械能守恒
D.以上三种说法都正确
(2)实验前,接通电源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的△t1
(3)滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图象如图乙所示,若△t1、△t2、遮光条宽度d、滑块质量M、钩码质量m已知,若上述物理量间满足关系式
(4)若遮光条宽度d=8.400mm,A、B间的距离L=160.00cm,△t1=8.40×10−3s,△t2=4.20×10−3s,滑块质量M=180g,钩码Q质量m=20g,则滑块从A运动到B的过程中系统势能的减少量△Ep=
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【推荐3】(1)如图所示为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置.关于这一实验,下列说法中正确的是______
A.需使用天平测出重物的质量
B.应先释放纸带,后接通电源打点
C.需使用秒表测出重物下落的时间
D.测出纸带上两点迹间的距离,可知重物相应的下落高度
(2)实验时,应使打点计时器的两个限位孔在同一竖直线上.这样做可以______ (选填“消除”、“减小”或“增大”)纸带与限位孔之间的摩擦.
(3)在实际测量中,重物减少的重力势能通常会________ (选填“略大于”、“等于”或“略小于”)增加的动能.
A.需使用天平测出重物的质量
B.应先释放纸带,后接通电源打点
C.需使用秒表测出重物下落的时间
D.测出纸带上两点迹间的距离,可知重物相应的下落高度
(2)实验时,应使打点计时器的两个限位孔在同一竖直线上.这样做可以
(3)在实际测量中,重物减少的重力势能通常会
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【推荐1】用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律,轻杆两端固定两个大小相等但质量不等的小球P、Q,杆的正中央有一光滑的水平转轴O,使杆能在竖直面内自由转动。O点正下方有一光电门,小球通过轨迹最低点时,球心恰好通过光电门。已知重力加速度为g。
(1)用游标卡尺测得小球的直径如图乙所示,则小球的直径d=________ cm。
(2)PQ从水平位置静止释放,当小球P通过最低点时,与光电门连接的数字计时器显示的挡光时间为Δt,则小球P经过最低点时的速度v=__________ (用物理量符号表示)。
(3)测得两小球PQ球心间距离为L,小球P的质量是2m,Q的质量为m,则PQ系统重力势能的减小量ΔEp=________ ,动能的增加量为ΔEk。若在误差允许范围内,总满足ΔEp________ (选填“<”“=”或“>”)ΔEk,则可证得系统机械能守恒。
(1)用游标卡尺测得小球的直径如图乙所示,则小球的直径d=
(2)PQ从水平位置静止释放,当小球P通过最低点时,与光电门连接的数字计时器显示的挡光时间为Δt,则小球P经过最低点时的速度v=
(3)测得两小球PQ球心间距离为L,小球P的质量是2m,Q的质量为m,则PQ系统重力势能的减小量ΔEp=
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(0.65)
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【推荐2】某同学通过查阅资料得知:机械能中的动能既包括平动动能也包括转动动能。于是他利用实验室中的器材设计了一个实验用来研究转盘的转动动能和角速度的关系。他需要测量转盘的转动动能和角速度的数值。如图所示,轻质细线上端固定在转盘边缘,另一端连接物块,挡光片固定在物块的侧面。逆时针转动转盘将物块吊起,稳定后由静止释放转盘,物块竖直下落。若挡光片的宽度为d(很窄),计时器挡光片通过光电门的时间为t,物块(含挡光片)的质量为,转盘的质量为,转盘的半径为R,释放时挡光片距离光电门的高度为h。用题中所给物理量的字母回答下列问题:(1)请写出挡光片通过光电门时速度的表达式________ ,此时转盘角速度的表达式________ 。
(2)若忽略各处摩擦及空气阻力,转盘转动动能的表达式__________ 。
(2)若忽略各处摩擦及空气阻力,转盘转动动能的表达式
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适中
(0.65)
【推荐3】某实验小组用打点计时器验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示。
(1)关于本实验,下列说法正确的是______ 。
A.图中打点计时器所接电源为220V交流电压
B.应选择密度大、体积小的重物进行实验
C.重物下落的起始位置靠近打点计时器
D.重物质量的测量误差可能会造成较大的实验误差
(2)在纸带上打出了一系列的点,如图乙所示,相邻计数点的时间间隔为0.02s,长度单位是cm,重力加速度g取9.8m/s2,重物的质量为1kg。打点计时器打下计数点B时,重物的速度vB=______ m/s;打下计数点O到打下计数点B的过程中,重物重力势能的减小量ΔEp=______ J,动能的增加量ΔEk=______ J。(结果均保留2位有效数字)
(3)某同学在纸带上选取计数点后,测量它们到初速度为零的起始点的距离h,并计算出打相应计数点时重物的速度v,描点并绘出v2-h图像。若实验中重物所受阻力不可忽略,且阻力大小保持不变,从理论上分析,合理的v2-h图像是______ 。
(1)关于本实验,下列说法正确的是
A.图中打点计时器所接电源为220V交流电压
B.应选择密度大、体积小的重物进行实验
C.重物下落的起始位置靠近打点计时器
D.重物质量的测量误差可能会造成较大的实验误差
(2)在纸带上打出了一系列的点,如图乙所示,相邻计数点的时间间隔为0.02s,长度单位是cm,重力加速度g取9.8m/s2,重物的质量为1kg。打点计时器打下计数点B时,重物的速度vB=
(3)某同学在纸带上选取计数点后,测量它们到初速度为零的起始点的距离h,并计算出打相应计数点时重物的速度v,描点并绘出v2-h图像。若实验中重物所受阻力不可忽略,且阻力大小保持不变,从理论上分析,合理的v2-h图像是
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适中
(0.65)
【推荐1】用如图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落下,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点的痕迹进行测量,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端上;
C 用天平测量出重锤的质量;
D 释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;
E 测量打出的纸带上某些点之间的距离;
F 根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能在误差范围内是否等于增加的动能。
指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤,将其选项对应的字母填在右边的横线上___________
实验中得到一条纸带,如图所示。根据打出的纸带,选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E,测出A点距起始点O的距离为s0,点A、C间的距离为s1,点C、E间的距离为s2,使用交流电的周期为T,设重锤质量为m,则________
A 打点计时器打C点时重锤的动能为
B 打点计时器在打O点和C点的这段时间内重锤的重力势能的减少量为mg(s0+s1)
C 重锤下落的加速度a的表达式为
D 重锤下落的加速度a的表达式为
(3)在本实验中发现,重锤减少的重力势能总是______ (填“大于”或“小于”)重锤增加的动能,其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用,可以通过该实验装置测定该阻力的大小,试用(2)中已知物理量和纸带上的测量数据表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小为________________
(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端上;
C 用天平测量出重锤的质量;
D 释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;
E 测量打出的纸带上某些点之间的距离;
F 根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能在误差范围内是否等于增加的动能。
指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤,将其选项对应的字母填在右边的横线上
实验中得到一条纸带,如图所示。根据打出的纸带,选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E,测出A点距起始点O的距离为s0,点A、C间的距离为s1,点C、E间的距离为s2,使用交流电的周期为T,设重锤质量为m,则
A 打点计时器打C点时重锤的动能为
B 打点计时器在打O点和C点的这段时间内重锤的重力势能的减少量为mg(s0+s1)
C 重锤下落的加速度a的表达式为
D 重锤下落的加速度a的表达式为
(3)在本实验中发现,重锤减少的重力势能总是
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【推荐2】在“验证机械能守恒定律”的实验中,实验装置如图甲所示
(1)做“验证机械能守恒定律”的实验步骤有:
A.把打点计时器固定在铁架台上,并用导线将打点计时器接在低压交流电源上
B.将连有重物的纸带穿过限位孔,用手提着纸带,让手尽量靠近打点计时器
C.松开纸带、接通电源
D.更换纸带,重复几次,选用点迹清晰且第1、2两点间距为2mm的纸带
E.用天平称出物体的质量
F.利用验证机械能守恒定律
在上述实验步骤中错误的是______ 和______ ;多余的是______ .
(2)下列物理量中,需要通过计算得到的有______ .
A.重锤的质量 B.重锤下落时间
C.重锤下落的高度 D.与重锤下落高度对应的重锤的瞬时速度
(3)某同学做“验证机械能守恒定律”实验,不慎将一条选择好的纸带的前面一部分破坏了,剩下了一段纸带上的各个点间的距离,他测出的结果如图乙所示,已知打点计时器工作频率为50Hz。
①打点计时器打下计数点2、5两点时,重锤下落的速度______ m/s,______ m/s(保留三位有效数字);
②重锤通过2、5两点的过程中,设重锤的质量为m,重锤重力势能减小量______ J,重锤动能增加量______ J(保留三位有效数字),重力加速度。
(1)做“验证机械能守恒定律”的实验步骤有:
A.把打点计时器固定在铁架台上,并用导线将打点计时器接在低压交流电源上
B.将连有重物的纸带穿过限位孔,用手提着纸带,让手尽量靠近打点计时器
C.松开纸带、接通电源
D.更换纸带,重复几次,选用点迹清晰且第1、2两点间距为2mm的纸带
E.用天平称出物体的质量
F.利用验证机械能守恒定律
在上述实验步骤中错误的是
(2)下列物理量中,需要通过计算得到的有
A.重锤的质量 B.重锤下落时间
C.重锤下落的高度 D.与重锤下落高度对应的重锤的瞬时速度
(3)某同学做“验证机械能守恒定律”实验,不慎将一条选择好的纸带的前面一部分破坏了,剩下了一段纸带上的各个点间的距离,他测出的结果如图乙所示,已知打点计时器工作频率为50Hz。
①打点计时器打下计数点2、5两点时,重锤下落的速度
②重锤通过2、5两点的过程中,设重锤的质量为m,重锤重力势能减小量
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适中
(0.65)
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【推荐3】在用落体法“验证机械能守恒定律”实验中:
(1)下列释放纸带的操作正确的是__________ 。
(2)甲同学按照正确的步骤操作,利用纸带算出重物重力势能的减少量往往略大于动能的增加量,这是因为____________________ 。
(3)乙同学设计如图所示实验装置验证机械能守恒定律:通过电磁铁控制一小铁球从A点自由下落,铁球下落过程中经过光电门B时,计时器(图中未画出)记录挡光时间t,用刻度尺测出AB之间的距离h,已知小铁球的直径d,当地重力加速度为g。小铁球经过光电门B时速度大小为__________ ;当题中所给的d、t、h、g满足关系式______ ,即可验证小铁球下落过程中机械能守恒。
(1)下列释放纸带的操作正确的是
(2)甲同学按照正确的步骤操作,利用纸带算出重物重力势能的减少量往往略大于动能的增加量,这是因为
(3)乙同学设计如图所示实验装置验证机械能守恒定律:通过电磁铁控制一小铁球从A点自由下落,铁球下落过程中经过光电门B时,计时器(图中未画出)记录挡光时间t,用刻度尺测出AB之间的距离h,已知小铁球的直径d,当地重力加速度为g。小铁球经过光电门B时速度大小为
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