如图1所示,是利用自由落体运动装置进行“验证机械能守恒定律”的实验。所用的打点计时器连接50Hz的交流电。
(1)关于本实验说法正确的是( )
A.选用较小密度材料制成的重锤
B.实验需要用天平测量物体的质量
C.将纸带沿竖直方向穿过限位孔
D.可以用计算瞬时速度
(2)甲同学按照正确的实验步骤操作后,选出一条纸带如图2所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,用刻度尺测得、、,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物质量为1.0kg,,则OB段对应的重物重力势能的减少量=______ J,重物的动能增加量=______ J。(结果均保留三位小数)
(3)乙同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后,利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,以h为横轴,以为纵轴画出了如图3所示的图线。由于图线没有过原点,他又检查了几遍,发现测量和计算都没有出现问题,其错误操作可能是______ 。
(1)关于本实验说法正确的是
A.选用较小密度材料制成的重锤
B.实验需要用天平测量物体的质量
C.将纸带沿竖直方向穿过限位孔
D.可以用计算瞬时速度
(2)甲同学按照正确的实验步骤操作后,选出一条纸带如图2所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,用刻度尺测得、、,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物质量为1.0kg,,则OB段对应的重物重力势能的减少量=
(3)乙同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后,利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,以h为横轴,以为纵轴画出了如图3所示的图线。由于图线没有过原点,他又检查了几遍,发现测量和计算都没有出现问题,其错误操作可能是
更新时间:2023-09-04 09:35:40
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【推荐1】一探究小组设计了如图所示实验装置验证多物体组成的系统机械能守恒。气垫导轨下方有位置标尺,位置标尺的0刻线在左侧。调整气垫导轨使之水平,在导轨左侧某位置固定一光电门,记录下光电门的位置。把轻绳一端固定在点,另一端与滑块相连,钩码通过动滑轮挂在定滑轮与点之间。将滑块放在导轨右侧某位置,记下滑块上遮光条所在的初位置。开通气源,由静止释放滑块,滑块向左运动。已知钩码质量为,滑块连同遮光条总质量为,遮光条的宽度为,遮光条通过光电门的时间,重力加速度为。
(1)当遮光条到达光电门时,钩码的速度_________ ;
(2)要想验证这一过程中系统机械能守恒,需满足表达式_________ ;
(3)甲同学通过调节滑块由静止释放的位置,记录遮光条每次所在位置和遮光条每次通过光电门的时间,进行了多次测量,甲同学想用图像法处理数据,因此他应该作出_________ 图像(选填、、),通过图像中直线的斜率,满足斜率________ ,则可验证该过程中系统机械能守恒。
(1)当遮光条到达光电门时,钩码的速度
(2)要想验证这一过程中系统机械能守恒,需满足表达式
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【推荐2】某小组同学用如图甲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,可以提供输出电压为8V的交变电流和直流电,交变电流的频率为50 Hz。重锤从高处由静止开始下落,重锤拖着的纸带上打出一系列的点,对纸带上的点测量并分析,即可验证机械能守恒定律。
(1)该小组进行了下面几个操作步骤:
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”上;
C.用天平测出重锤的质量;
D.先接通电源,后释放纸带,打出一条纸带;
E.测量纸带上某些点间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于其增加的动能。
其中没有必要进行的步骤是______ ,操作不当的步骤是______ ;(填选项字母)
(2)一位同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量,如图乙所示,其中O点为起始点,A、B、C、D为连续打出的四个点。根据纸带上的测量数据,可得出打C点时重锤的速度为______ m/s;(保留3位有效数字)
(3)该小组测出多组重物下落的高度h和对应的速度v,并做出-h图像。则做出的图像满足______ 条件,就能证明重物下落过程机械能守恒;
(4)某同学选用两个形状相同、质量不同的重物a和b进行实验,依据实验数据画出-h图像,并求出图线的斜率k,如图丙所示。通过分析发现造成k2值偏小的原因是实验中存在各种阻力,已知实验所用重物的质量m2= 0.052 kg,当地重力加速度g=9.78 m/s2,求出重物所受的平均阻力Ff=______ N。(结果保留两位有效数字)
(1)该小组进行了下面几个操作步骤:
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”上;
C.用天平测出重锤的质量;
D.先接通电源,后释放纸带,打出一条纸带;
E.测量纸带上某些点间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于其增加的动能。
其中没有必要进行的步骤是
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【推荐3】在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器所用电源频率为50Hz,当地重力加速度的值为9.80,测得所用重物的质量为1.0kg.甲、乙、丙三个学生分别用同一装置打出三条纸带,量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.18cm、0.18cm和0.25cm,可看出其中肯定有一个学生在操作上出现了问题,出现的问题是__________ .若按实验要求正确地选出纸带如图所示(相邻计数点的时间间隔为0.02s),那么:
①纸带的__________ 端与重物相连(选填“左”或“右”);
②打点计时器打下计数点B时,重物的速度__________ ;
③从起点到打下计数点B的过程中重物重力势能的减少量__________ ,此过程中重物动能的增加量__________ ;
④通过计算,数值上_______ (选填“>”“=”或“<”),这是因为________ ;
⑤实验的结论是_________ ;
⑥若实验中所用电源的频率,实验结果将会受到什么影响?_______________
①纸带的
②打点计时器打下计数点B时,重物的速度
③从起点到打下计数点B的过程中重物重力势能的减少量
④通过计算,数值上
⑤实验的结论是
⑥若实验中所用电源的频率,实验结果将会受到什么影响?
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【推荐1】在“验证机械能守恒定律”的实验中
①释放纸带前的瞬间,手和重物的位置合理的是________ 。
A.B.
C.D.
②某同学正确操作后,得到一条点迹清晰的纸带,但由于粗心大意弄断了纸带,只留下如下图所示的一部分,他认为仍旧可以验证机械能是否守恒。具体如下:天平称量得到重锤质量,重力加速度,打点计时器工作频率为50Hz,取纸带上打第6点时重锤所在的位置为零势能面,分别计算2、3、4、5各点的机械能。
由图可得点2到点6的距离________ cm;则打点2时重锤的速度________ m/s,重力势能________ J(计算结果保留2位小数)。
①释放纸带前的瞬间,手和重物的位置合理的是
A.B.
C.D.
②某同学正确操作后,得到一条点迹清晰的纸带,但由于粗心大意弄断了纸带,只留下如下图所示的一部分,他认为仍旧可以验证机械能是否守恒。具体如下:天平称量得到重锤质量,重力加速度,打点计时器工作频率为50Hz,取纸带上打第6点时重锤所在的位置为零势能面,分别计算2、3、4、5各点的机械能。
由图可得点2到点6的距离
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【推荐2】利用打点计时器和如图的其他器材可以开展多项实验探究,其主要步骤如下:
a、按装置安装好器材并连好电路。
b、接通电源,释放纸带,让重锤由静止开始自由下落。
c、关闭电源,取出纸带,更换纸带重复步骤b,打出几条纸带。
d、选择一条符合实验要求的纸带,数据如图(相邻计数点的时间为T),进行数据处理:
①若是探究重力做功和物体动能变化的关系。需求出重锤运动到各计数点的瞬时速度,试表示在B点时重锤运动的瞬时速度vB=______________ 。
②若是测量重力加速度g。为减少实验的偶然误差,采用逐差法处理数据,则加速度大小可以表示为g=_____________________________ 。
③如果求出的加速度值与当地重力加速度公认的值g′有较大差距,说明实验过程存在较大的阻力,若要测出阻力的大小,则还需测量的物理量是_____________ 。(g′为已知量)
a、按装置安装好器材并连好电路。
b、接通电源,释放纸带,让重锤由静止开始自由下落。
c、关闭电源,取出纸带,更换纸带重复步骤b,打出几条纸带。
d、选择一条符合实验要求的纸带,数据如图(相邻计数点的时间为T),进行数据处理:
①若是探究重力做功和物体动能变化的关系。需求出重锤运动到各计数点的瞬时速度,试表示在B点时重锤运动的瞬时速度vB=
②若是测量重力加速度g。为减少实验的偶然误差,采用逐差法处理数据,则加速度大小可以表示为g=
③如果求出的加速度值与当地重力加速度公认的值g′有较大差距,说明实验过程存在较大的阻力,若要测出阻力的大小,则还需测量的物理量是
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【推荐3】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6 V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点痕进行测量,据此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”上
C.用天平测出重锤的质量
D.释放纸带,立即接通电源开关打出一条纸带
E.测量纸带上某些点间的距离
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能
其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是______ 。(多选,将其选项对应的字母填在横线处)
(2)在验证机械能守恒定律的实验中,若以为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出的图像应是______ ,才能验证机械能守恒定律;图像的斜率等于______ 的数值。
(3)在实验操作正确的情况下,实验中总会出现重力势能减少量大于动能增加量,其原因是______ 。
(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”上
C.用天平测出重锤的质量
D.释放纸带,立即接通电源开关打出一条纸带
E.测量纸带上某些点间的距离
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能
其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是
(2)在验证机械能守恒定律的实验中,若以为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出的图像应是
(3)在实验操作正确的情况下,实验中总会出现重力势能减少量大于动能增加量,其原因是
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【推荐1】如图甲所示为“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验装置。
(1)为了尽量减小实验误差,应使用密度较___________ (填“大”或“小”)的重物。
(2)某次实验得到的一条纸带如图乙所示。在纸带上选取计数点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为、、,相邻两个计数点之间还有1个点未画出。重锤质量为m,重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T,从打下O点到打下B点的过程中,重锤重力势能的减少量___________ ;若已测得B点速度为v,则动能的增加量___________ 。(可用v表示)
(3)由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上,使纸带通过时受到的阻力较大,这样会导致实验结果的动能增大量___________ (填“<”、“=”或“>”)重力势能减少量。
(1)为了尽量减小实验误差,应使用密度较
(2)某次实验得到的一条纸带如图乙所示。在纸带上选取计数点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为、、,相邻两个计数点之间还有1个点未画出。重锤质量为m,重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T,从打下O点到打下B点的过程中,重锤重力势能的减少量
(3)由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上,使纸带通过时受到的阻力较大,这样会导致实验结果的动能增大量
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【推荐2】某实验小组利用智能手机的相关软件来验证机械能守恒定律,装置如图甲所示,盒子A、B分别系在一条跨过定滑轮的不可伸长的轻质细线的两端,实验步骤如下:
a.测出盒子A和手机的总质量M;
b.将手机放到盒子A中,调整盒子B中细沙的质量,使整个装置恰能处于静止状态;
c.在盒子B的下端挂一个质量为m的钩码C,用手拉住盒子A,稳定后由静止释放;
d.通过软件测得手机的加速度随时间变化的图像如图乙所示;__________ 时间段的运动过程,进行机械能守恒定律的验证;
(2)在(1)所选的时间段内,盒子B的末速度大小v=___________ m/s,下落的高度h=__________ m;(结果均保留两位有效数字)
(3)已知当地的重力加速度为g,若要验证机械能守恒定律,需要验证的关系式为________ (用所给物理量的符号表示)。
a.测出盒子A和手机的总质量M;
b.将手机放到盒子A中,调整盒子B中细沙的质量,使整个装置恰能处于静止状态;
c.在盒子B的下端挂一个质量为m的钩码C,用手拉住盒子A,稳定后由静止释放;
d.通过软件测得手机的加速度随时间变化的图像如图乙所示;
(1)根据图像,最好选择
(2)在(1)所选的时间段内,盒子B的末速度大小v=
(3)已知当地的重力加速度为g,若要验证机械能守恒定律,需要验证的关系式为
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名校
【推荐3】某同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律时,所用交流电源的频率为50 Hz,得到如图乙所示的纸带.选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E,测出A点距起点O的距离为s0=19.00 cm,点A、C间的距离为s1=8.36 cm,点C、E间的距离为s2=9.88 cm,g取9.8 m/s2,测得重物的质量为m=1 kg.(1)下列做法正确的有________ .
A.图中两限位孔必须在同一竖直线上
B.实验前,手应提住纸带上端,使纸带竖直
C.实验时,先放开纸带,再接通打点计时器的电源
D.数据处理时,应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
(2)选取O、C两点为初、末位置验证机械能守恒定律,重物减少的重力势能是________ J,打下C点时重物的速度大小是________ m/s.(结果保留三位有效数字) (3)根据纸带算出打下各点时重物的速度v,量出下落距离s,则以为纵坐标、以s为横坐标画出的图象应是下面的________ .(4)重物减少的重力势能总是略大于增加的动能,产生这一现象的原因是________ .(写出一条即可)
A.图中两限位孔必须在同一竖直线上
B.实验前,手应提住纸带上端,使纸带竖直
C.实验时,先放开纸带,再接通打点计时器的电源
D.数据处理时,应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
(2)选取O、C两点为初、末位置验证机械能守恒定律,重物减少的重力势能是
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