用如图甲实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒,m2从高处由静止开始下落,m1拖着的纸带上打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带,0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图乙所示。已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz,m1的质量为50 g、m2的质量为150 g。(g取9.8 m/s2)
(1)纸带上打下计数点5时的速度v5=____ m/s。
(2)在打0~5点过程中系统动能的增量ΔEk=____ J,系统重力势能的减少量ΔEp=___ J;由此得出的结论是_________ 。
(3)若某同学作出了-h图线(如图丙),据图线得到的重力加速度为=____ m/s2。
(1)纸带上打下计数点5时的速度v5=
(2)在打0~5点过程中系统动能的增量ΔEk=
(3)若某同学作出了-h图线(如图丙),据图线得到的重力加速度为=
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更新时间:2023-07-20 00:36:12
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实验题
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适中
(0.65)
【推荐1】小周同学利用如图甲所示的装置完成“验证机械能守恒定律”的实验。
(1)关于本实验,下列说法正确的是_____________ 。
A.纸带越短,阻力的影响越小,实验效果越好
B.根据图甲中的打点计时器外观,它应该接低压交流电源
C.用固定的夹子夹住纸带上端再释放纸带的效果比用手直接释放纸带更好
D.必须利用天平准确测量出重物的质量,否则无法进行验证
(2)某次实验中小周同学得到一条合适的纸带(局部)如图乙所示,已知该条纸带上的第1、2两个点(图中未画出)间的距离近似为2mm,刻度尺的“0”与第1个点对齐,A、B、C…G各点对应的数据是该点到第1个点的距离(单位:cm),打点计时器所接电源频率为50Hz,重物质量为1.0kg,当地的重力加速度为。
①从打下第1个点到打下B点过程中,重物的重力势能减少量为________ J,重物的动能的增加量为________ J(结果保留三位有效数字)。
②实验时,另一同学用刻度尺测出重物下落高度h,并根据计算出该时刻的速度v,这种计算速度的方法在本实验中_________ (填“正确”或“不正确”)。
③为增加实验可靠性,小周同学求出打下C、D、E、F点时重物的速度,将这五个点的速度v与对应各点到第1个点的距离h记录下来,并利用这些数据在如图丙所示的坐标系中进行描点、拟合图线,经计算该图线的斜率为k,则重物下落的加速度大小可表示为_________ 。
(1)关于本实验,下列说法正确的是
A.纸带越短,阻力的影响越小,实验效果越好
B.根据图甲中的打点计时器外观,它应该接低压交流电源
C.用固定的夹子夹住纸带上端再释放纸带的效果比用手直接释放纸带更好
D.必须利用天平准确测量出重物的质量,否则无法进行验证
(2)某次实验中小周同学得到一条合适的纸带(局部)如图乙所示,已知该条纸带上的第1、2两个点(图中未画出)间的距离近似为2mm,刻度尺的“0”与第1个点对齐,A、B、C…G各点对应的数据是该点到第1个点的距离(单位:cm),打点计时器所接电源频率为50Hz,重物质量为1.0kg,当地的重力加速度为。
①从打下第1个点到打下B点过程中,重物的重力势能减少量为
②实验时,另一同学用刻度尺测出重物下落高度h,并根据计算出该时刻的速度v,这种计算速度的方法在本实验中
③为增加实验可靠性,小周同学求出打下C、D、E、F点时重物的速度,将这五个点的速度v与对应各点到第1个点的距离h记录下来,并利用这些数据在如图丙所示的坐标系中进行描点、拟合图线,经计算该图线的斜率为k,则重物下落的加速度大小可表示为
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实验题
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适中
(0.65)
名校
【推荐2】(1)为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的( )
A.动能变化量与势能变化量
B.速度变化量与势能变化量
C.速度变化量与高度变化量
(2)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是( )
A.交流电源 B.刻度尺 C.天平(含砝码)D.秒表
(3)实验中,先接通电源,再释放重物,得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为。已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T,设重物的质量为m。从打O点到打点B的过程中,重物的重力势能变化量__________ ,动能变化量__________ ;
(4)大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是____________ ;
(5)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒∶在纸带上选取多个计数点,测量它们到起始点O的距离h,计算对应计数点的重物速度v,描绘图像,并做如下判断∶若图像是一条过原点的直线,则重物下落过程中机械能守恒,请你判断该同学的判断依据是否正确,并说出理由?________
A.动能变化量与势能变化量
B.速度变化量与势能变化量
C.速度变化量与高度变化量
(2)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是
A.交流电源 B.刻度尺 C.天平(含砝码)D.秒表
(3)实验中,先接通电源,再释放重物,得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为。已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T,设重物的质量为m。从打O点到打点B的过程中,重物的重力势能变化量
(4)大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是
(5)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒∶在纸带上选取多个计数点,测量它们到起始点O的距离h,计算对应计数点的重物速度v,描绘图像,并做如下判断∶若图像是一条过原点的直线,则重物下落过程中机械能守恒,请你判断该同学的判断依据是否正确,并说出理由?
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实验题
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】如图甲所示为探究系统机械能守恒的实验装置,其中滑块和遮光条的总质量为M,钩码的质量为m,遮光条的宽度为d。
(1)实验开始前,先调节气垫导轨水平,验证气垫导轨是否水平的依据是打开气源_________ (填“前”或“后”),将滑块放置于气垫导轨上,若滑块能_________ ,说明气垫导轨已调节水平,或者给滑块一个初速度,滑块通过光电门1和光电门2的时间_________ 。
(2)将带有遮光条的滑块放置在气垫导轨上的左端,用细线拴接滑块将细线的另一端绕过气垫导轨右端的定滑轮,悬挂质量为m的钩码,然后由静止释放滑块。
(3)某次实验时光电门2记录的时间是,则遮光条通过光电门2时滑块的瞬时速度_________ (用题目中给出的物理量的字母表示)。
(4)让滑块多次从同一位置无初速度释放,光电门1的位置始终不变,改变光电门2的位置,记录遮光条每次经过光电门2的时间和对应的光电门1和2之间的距离L,根据记录的多组数据作出图像如图乙所示。已知图像的斜率为k,截距为b,当地的重力加速度为g,则遮光条经过光电门1时滑块和遮光条的总动能为_________ ,只要满足_________ ,就能验证滑块和钩码组成的系统机械能守恒。(用题目中给出的物理量的字母表示)
(1)实验开始前,先调节气垫导轨水平,验证气垫导轨是否水平的依据是打开气源
(2)将带有遮光条的滑块放置在气垫导轨上的左端,用细线拴接滑块将细线的另一端绕过气垫导轨右端的定滑轮,悬挂质量为m的钩码,然后由静止释放滑块。
(3)某次实验时光电门2记录的时间是,则遮光条通过光电门2时滑块的瞬时速度
(4)让滑块多次从同一位置无初速度释放,光电门1的位置始终不变,改变光电门2的位置,记录遮光条每次经过光电门2的时间和对应的光电门1和2之间的距离L,根据记录的多组数据作出图像如图乙所示。已知图像的斜率为k,截距为b,当地的重力加速度为g,则遮光条经过光电门1时滑块和遮光条的总动能为
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实验题
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适中
(0.65)
名校
【推荐1】验证机械能守恒定律也可以有其他多种的实验设计。
方案一:小怀同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律,细线的一端拴一个金属小球,另一端连接固定在天花板上的拉力传感器,传感器可记录小球在摆动过程中细线拉力的大小。将小球拉至图示位置,由静止释放小球,发现细线拉力在小球摆动的过程中做周期性变化。
(1)若细线的长度远大于小球的直径,为了验证机械能守恒定律,该小组不需要测出的物理量是___________ ;(填入选项前的序号)
A.释放小球时细线与竖直方向的夹角 B.细线的长度L
C.小球的质量m D.细线拉力的最大值F
(2)小球从静止释放到最低点过程中,满足机械能守恒的关系式为___________ (用上述测定的物理量的符号表示)。
方案二:小珍同学想用下图所示的装置验证机械能守恒定律。他将一条轻质细绳跨过定滑轮,绳的两端各系一个小球a和b,b球的质量是a球的3倍,用手托住b球,a球静止于地面。当绳刚好被拉紧时,释放b球。他想仅利用刻度尺这一测量工具验证b球落地前瞬间两球的机械能之和与释放时相等。
(3)请写出他需要测量的物理量及其符号,以及这些物理量应满足的关系式____________ 。
方案一:小怀同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律,细线的一端拴一个金属小球,另一端连接固定在天花板上的拉力传感器,传感器可记录小球在摆动过程中细线拉力的大小。将小球拉至图示位置,由静止释放小球,发现细线拉力在小球摆动的过程中做周期性变化。
(1)若细线的长度远大于小球的直径,为了验证机械能守恒定律,该小组不需要测出的物理量是
A.释放小球时细线与竖直方向的夹角 B.细线的长度L
C.小球的质量m D.细线拉力的最大值F
(2)小球从静止释放到最低点过程中,满足机械能守恒的关系式为
方案二:小珍同学想用下图所示的装置验证机械能守恒定律。他将一条轻质细绳跨过定滑轮,绳的两端各系一个小球a和b,b球的质量是a球的3倍,用手托住b球,a球静止于地面。当绳刚好被拉紧时,释放b球。他想仅利用刻度尺这一测量工具验证b球落地前瞬间两球的机械能之和与释放时相等。
(3)请写出他需要测量的物理量及其符号,以及这些物理量应满足的关系式
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实验题
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适中
(0.65)
【推荐2】如图甲是“验证机械能守恒定律”的实验装置(g取9.8m/s2):
(1)某次实验打出的某条纸带如图乙所示,O是纸带静止时打出的点,A、B、C是标出的3个计数点,测出它们到O点的距离分别x1、x2、x3,数据如上表。表中有一个数值记录不规范,代表它的符号为________ ,由表可知所用刻度尺的最小分度为________ 。
(2)已知电源频率是50Hz,利用表中给出的数据求出打B点时重物的速度vB=________ m/s。(结果保留三位有效数字)
(3)重物在计数点O到B对应的运动过程中,减小的重力势能为mgx2,增加的动能为,通过计算发现,mgx2________ (填“>”“<”或“=”),其原因是_____ 。
代表符号 | x1 | x2 | x3 |
数值(cm) | 12.16 | 19.1 | 27.36 |
(1)某次实验打出的某条纸带如图乙所示,O是纸带静止时打出的点,A、B、C是标出的3个计数点,测出它们到O点的距离分别x1、x2、x3,数据如上表。表中有一个数值记录不规范,代表它的符号为
(2)已知电源频率是50Hz,利用表中给出的数据求出打B点时重物的速度vB=
(3)重物在计数点O到B对应的运动过程中,减小的重力势能为mgx2,增加的动能为,通过计算发现,mgx2
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实验题
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适中
(0.65)
【推荐3】某实验小组用如图甲所示装置验证机械能守恒定律,光电门1、光电门2固定在铁架台,上,两光电门分别与数字计时器连接。当地的重力加速度为g。
(1)实验前先用螺旋测微器测量小球的直径,示数如图乙所示,则小球直径为d=______ mm;
(2)测得光电门1和2间的高度差为h,让小球从光电门1正上方某位置由静止释放,通过光电门1和光电门2时,小球的挡光时间分别为t1、t2,则小球通过光电门1时的速度大小为v1=______ (用相关物理量的字母符号表示);
(3)保持两光电门间距离不变,改变小球在光电门1上方释放的位置,重复实验多次,测得多组通过光电门1和光电门2的挡光时间t1、t2 ,作图象,如果图象的斜率的大小等于______ , 图线与纵轴的交点为______ (用题目中相关物理量的字母符号表示),则机械能守恒定律得到验证。
(1)实验前先用螺旋测微器测量小球的直径,示数如图乙所示,则小球直径为d=
(2)测得光电门1和2间的高度差为h,让小球从光电门1正上方某位置由静止释放,通过光电门1和光电门2时,小球的挡光时间分别为t1、t2,则小球通过光电门1时的速度大小为v1=
(3)保持两光电门间距离不变,改变小球在光电门1上方释放的位置,重复实验多次,测得多组通过光电门1和光电门2的挡光时间t1、t2 ,作图象,如果图象的斜率的大小等于
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