阿特伍德机的示意图如图所示,物块A(左侧固定有挡光片)与物块B用轻绳连接后,跨放在定滑轮上,某同学经过思考决定先利用该装置来验证机械能守恒定律。
(1)他先用螺旋测微器测得挡光片的宽度d,读数为_________ mm。然后用托盘天平测量物块A(含挡光片)与物块B的质量分别为mA和mB(已知当地的重力加速度大小为g)
(2)他先用手让A和B两物体如图静止在空中,松手后B下降,A上升。A上升h高度时与光电门传感器相连的数字计时器记录下挡光片过光电门的挡光时间,该同学只要验证表达式____________ 成立,则证明系统机械能守恒。(用(1)(2)中所给物理量符号表示)。
(3)做完上述实验后该同学想利用上述装置验证动量守恒定律。先利用黏性极好的橡皮泥(作为配重)使物块A(含挡光片)与物块B的质量相等。
(4)接着该同学让粘上橡皮泥后的物块A(含挡光片)放在桌面上处于静止状态,物块B悬吊在空中静止,之后将物块B从静止位置沿竖直方向提升H后由静止释放,一段时间后与光电门传感器相连的数字计时器记录下挡光片挡光的时间为t,已知当地的重力加速度大小为g,则轻绳绷紧前瞬间物块B的速度大小为
_________ (用(4)中所给物理量符号表示)。
(5)实验中使物块A(含挡光片)粘上橡皮泥与物块B的质量相等的目的是轻绳绷紧后,粘上橡皮泥后的物块A(含挡光片)与物块B一起做_________ (填“匀加速”、“匀速”或“匀减速”)运动。该同学需要验证轻绳绷紧过程中动量守恒的表达式为__________ (用题中所给物理量符号表示)。
(1)他先用螺旋测微器测得挡光片的宽度d,读数为
(2)他先用手让A和B两物体如图静止在空中,松手后B下降,A上升。A上升h高度时与光电门传感器相连的数字计时器记录下挡光片过光电门的挡光时间,该同学只要验证表达式
(3)做完上述实验后该同学想利用上述装置验证动量守恒定律。先利用黏性极好的橡皮泥(作为配重)使物块A(含挡光片)与物块B的质量相等。
(4)接着该同学让粘上橡皮泥后的物块A(含挡光片)放在桌面上处于静止状态,物块B悬吊在空中静止,之后将物块B从静止位置沿竖直方向提升H后由静止释放,一段时间后与光电门传感器相连的数字计时器记录下挡光片挡光的时间为t,已知当地的重力加速度大小为g,则轻绳绷紧前瞬间物块B的速度大小为
(5)实验中使物块A(含挡光片)粘上橡皮泥与物块B的质量相等的目的是轻绳绷紧后,粘上橡皮泥后的物块A(含挡光片)与物块B一起做
更新时间:2023-11-15 20:18:09
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【推荐1】一学生小组利用给定的器材验证机械能守恒定律,步骤如下:
(1)分别测量给定的两物块的质量,质量大的为物块1,其质量记为;质量小的为物块2,其质量记为;
(2)按图(a)所示组装器材:物块1、2由跨过轻质定滑轮的细绳连接:物块2下端与打点计时器纸带相连,初始时,托住物块1,两物块保持静止,且纸带竖直绷紧,打点计时器所用的交流电源频率为,相邻两次打点的时间间隔记为。
(3)接通打点计时器的电源,释放物块1,两物块开始运动,打出的纸带中的一段经整理后如图(b)所示,每两个相邻的点之间还有4个打出的点未画出,将相邻点的间距依次记为和,测量并记下它们的大小;
(4)利用上述表示各物理量的符号和重力加速度的大小g完成下列填空:在打出图(b)中B点时,物块的运动速度大小为______ ;从打出B点到打出E点,系统动能增加量为______ ,系统的重力势减少量为______ ;
(5)该小组的实测数据为,,,,,,,取,则______ J,______ J,两者的相对偏差_______ ,如果,则可认为本实验验证了机械能守恒定律。(结果均保留2位有效数字)
(6)写出一条本实验产生实验误差的原因:_______ 。
(1)分别测量给定的两物块的质量,质量大的为物块1,其质量记为;质量小的为物块2,其质量记为;
(2)按图(a)所示组装器材:物块1、2由跨过轻质定滑轮的细绳连接:物块2下端与打点计时器纸带相连,初始时,托住物块1,两物块保持静止,且纸带竖直绷紧,打点计时器所用的交流电源频率为,相邻两次打点的时间间隔记为。
(3)接通打点计时器的电源,释放物块1,两物块开始运动,打出的纸带中的一段经整理后如图(b)所示,每两个相邻的点之间还有4个打出的点未画出,将相邻点的间距依次记为和,测量并记下它们的大小;
(4)利用上述表示各物理量的符号和重力加速度的大小g完成下列填空:在打出图(b)中B点时,物块的运动速度大小为
(5)该小组的实测数据为,,,,,,,取,则
(6)写出一条本实验产生实验误差的原因:
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【推荐2】某同学用如图(a)所示的装置验证机械能守恒定律。不可伸长的轻绳绕过轻质定滑轮,轻绳两端分别连接物块P与感光细钢柱K,两者质量均为,钢柱K下端与质量为的物块Q相连。铁架台下部固定一个电动机,电动机竖直转轴上装一支激光笔,电动机带动激光笔绕转轴在水平面内匀速转动,每转一周激光照射在细钢柱表面时就会使细钢柱感光并留下痕迹。初始时P、K、Q系统在外力作用下保持静止,轻绳与细钢柱均竖直。重力加速度g取。(1)开启电动机,待电动机以的角速度匀速转动后。将P、K、Q系统由静止释放,Q落地前,激光器在细钢柱K上留下感光痕迹,取下K,用刻度尺测出感光痕迹间的距离如图(b)所示。感光痕迹间的时间间隔________ ,激光束照射到E点时,细钢柱速度大小为________ (计算结果保留3位有效数字)。经判断系统由静止释放时激光笔光束恰好经过O点。在OE段,系统动能的增加量________ ,重力势能的减少量________ ,比较两者关系可判断系统机械能是否守恒。(计算结果均保留3位有效数字)
(2)选取相同的另一感光细钢柱K,若初始时激光笔对准K上某点,开启电动机的同时系统由静止释放,电动机的角速度按如图(c)所示的规律变化,图像斜率为k,记录下如图(d)所示的感光痕迹,其中两相邻感光痕迹间距均为d。若验证得到表达式________ 即可证明系统在运动过程中机械能守恒(用含字母M、m、d、k、g、的表达式表示)。
(2)选取相同的另一感光细钢柱K,若初始时激光笔对准K上某点,开启电动机的同时系统由静止释放,电动机的角速度按如图(c)所示的规律变化,图像斜率为k,记录下如图(d)所示的感光痕迹,其中两相邻感光痕迹间距均为d。若验证得到表达式
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【推荐3】物理实验课上,老师与同学们一起研究了重锤下落过程中机械能守恒的问题,课后老师请同学们分小组设计实验继续研究:
(1)甲小组同学想用如图1所示装置验证机械能守恒定律,将力传感器固定在天花板上,细线一端系着小球,一端连在力传感器上,将小球拉至水平位置从静止释放,到达最低点时力传感器显示的示数为。已知小球质量为,当地重力加速度为。
在误差允许范围内,当满足关系式_________________ 时,可验证机械能守恒。
(2)乙小组认为机械能也包含弹性势能,于是用如图2所示装置进行验证机械能守恒定律。已知重力加速度为,实验步骤如下:
a、如图2甲所示,先把弹簧平放在光滑的水平面上,左端固定,用弹簧测力计多次水平向右拉伸弹簧,用刻度尺测出弹簧的长度,并读出对应的拉力,画出弹簧弹力与长度的函数关系图象如图2乙所示,则弹簧的劲度系数为______ ,弹簧长度为时,弹簧弹性势能大小为______ 。(取弹簧原长时弹性势能为零)
b、如图2丙所示,用质量为的小球压缩弹簧,当弹簧长度为时,将小球由静止释放,小球脱离弹簧后从光滑水平面水平抛出,落在地面上,测得下落高度为,落地点到水平面右侧边缘的水平距离为,若满足关系式______ (用字母、、、、、、表示),则可“验证机械能守恒定律”。
(1)甲小组同学想用如图1所示装置验证机械能守恒定律,将力传感器固定在天花板上,细线一端系着小球,一端连在力传感器上,将小球拉至水平位置从静止释放,到达最低点时力传感器显示的示数为。已知小球质量为,当地重力加速度为。
在误差允许范围内,当满足关系式
(2)乙小组认为机械能也包含弹性势能,于是用如图2所示装置进行验证机械能守恒定律。已知重力加速度为,实验步骤如下:
a、如图2甲所示,先把弹簧平放在光滑的水平面上,左端固定,用弹簧测力计多次水平向右拉伸弹簧,用刻度尺测出弹簧的长度,并读出对应的拉力,画出弹簧弹力与长度的函数关系图象如图2乙所示,则弹簧的劲度系数为
b、如图2丙所示,用质量为的小球压缩弹簧,当弹簧长度为时,将小球由静止释放,小球脱离弹簧后从光滑水平面水平抛出,落在地面上,测得下落高度为,落地点到水平面右侧边缘的水平距离为,若满足关系式
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【推荐1】某同学用如图所示的装置做验证动量守恒定律实验。先让a球从斜槽轨道上某固定点由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止,让a球仍从原固定点由静止开始滚下,和b球相碰后两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次。多次实验完成后,应该用一个尽量小的圆把多次落点圈在其中,其圆心为落点的平均位置。图中A、B、C是各自10次落点的平均位置。
(1)本实验必须测量的物理量有以下哪些?__________ 。
A.小球a、b的半径ra、rb
B.小球a、b的质量分别为ma、mb
C.斜槽轨道末端到水平地面的高度H
D.小球a、b在离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t
E.记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC
F.a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
(2)下列说法中符合本实验要求的是__________ 。
A.安装轨道时,轨道末端必须水平
B.需要使用的测量仪器有秒表和刻度尺
C.两球相碰时,两球心必须在同一水平面上
D.在同一组实验的不同碰撞中,每次入射球必须从同一高度由静止释放
(3)若入射小球a质量为ma,半径为ra,被碰小球b质量为mb,半径为rb,则实验中要求ma______ mb,ra______ rb。(选填“<”、“>”、“=”)
(4)放上被碰小球b后,两小球碰后:a球的落地点是图中水平面上的______ 点,b球的落地点是图中水平面上的______ 点(选填“A”、“B”、“C”)。为测定未放小球b时,小球a落点的平均位置,把刻度尺的零刻度线跟记录纸上的O点对齐,如图给出了小球a落点附近的情况,由图可得小球a落点到O点的距离应为________ cm。
(5)甲同学测量所得入射球a的质量为ma,被碰撞小球b的质量为mb。图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影,测得图中A、B、C与O点的距离分别为xA、xB、xC.用这些测量数据,写出下列相应表达式:
①当所测物理量满足表达式__________ 时,即说明两球碰撞中动量守恒。
②当所测物理量满足表达式__________ 时,即说明两球碰撞为完全弹性碰撞。
(6)乙同学也用上述两球进行实验,但将实验装置进行了改装:如图所示,将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上,用来记录实验中球a、球b与木条的撞击点。实验时,首先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触,让入射球a从斜轨上起始位置由静止释放,撞击点为O′;然后将木条平移到图中所示位置,入射球a从斜轨上起始位置由静止释放,确定其撞击点;再将入射球a从斜轨上起始位置由静止释放,与球b相撞,确定球a和球b相撞后的撞击点。这些撞击点分别对应图中的A′、B′、C′,测得A′、B′、C′与O′的高度差分别为HA、HB、HC.若所测物理量满足表达式_________ 时,即说明球a和球b碰撞中动量守恒。
(1)本实验必须测量的物理量有以下哪些?
A.小球a、b的半径ra、rb
B.小球a、b的质量分别为ma、mb
C.斜槽轨道末端到水平地面的高度H
D.小球a、b在离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t
E.记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC
F.a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
(2)下列说法中符合本实验要求的是
A.安装轨道时,轨道末端必须水平
B.需要使用的测量仪器有秒表和刻度尺
C.两球相碰时,两球心必须在同一水平面上
D.在同一组实验的不同碰撞中,每次入射球必须从同一高度由静止释放
(3)若入射小球a质量为ma,半径为ra,被碰小球b质量为mb,半径为rb,则实验中要求ma
(4)放上被碰小球b后,两小球碰后:a球的落地点是图中水平面上的
(5)甲同学测量所得入射球a的质量为ma,被碰撞小球b的质量为mb。图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影,测得图中A、B、C与O点的距离分别为xA、xB、xC.用这些测量数据,写出下列相应表达式:
①当所测物理量满足表达式
②当所测物理量满足表达式
(6)乙同学也用上述两球进行实验,但将实验装置进行了改装:如图所示,将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上,用来记录实验中球a、球b与木条的撞击点。实验时,首先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触,让入射球a从斜轨上起始位置由静止释放,撞击点为O′;然后将木条平移到图中所示位置,入射球a从斜轨上起始位置由静止释放,确定其撞击点;再将入射球a从斜轨上起始位置由静止释放,与球b相撞,确定球a和球b相撞后的撞击点。这些撞击点分别对应图中的A′、B′、C′,测得A′、B′、C′与O′的高度差分别为HA、HB、HC.若所测物理量满足表达式
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(0.4)
【推荐2】在“验证动量守恒定律”的实验中,先让质量为的A球从斜槽轨道上某一固定位置S由静止开始滚下,从轨道末端水平抛出,落到位于水平地面的复写纸上,在复写纸下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。再把质量为的B球放在斜槽轨道末端,让A球仍从位置S由静止滚下,与B球碰撞后,分别在白纸上留下各自的落点痕迹,重复操作10次。M、P、N为三个落点的平均位置,O点是轨道末端在白纸上的竖直投影点。
(1)实验中,通过测量___________ 间接地测定小球碰撞前后的速度。
A.小球开始释放的高度h
B.小球抛出点距地面的高度H
C.小球做平抛运动的水平距离
(2)以下提供的器材中,本实验必须使用的是___________ 。
A.刻度尺 B.天平 C.秒表
(3)关于该实验的注意事项,下列说法正确的是___________ 。
A.斜槽轨道必须光滑
B.斜槽轨道末端的切线必须水平
C.上述实验过程中白纸可以移动
D.两小球A、B半径不等
(4)为了尽量减小实验误差,两个小球的质量应满足,若满足关系式___________ 则可以认为两小球碰撞前后总动量守恒;如果再满足表达式___________ ,则说明两球的碰撞为弹性碰撞。(用所测物理量表示)
(5)实验时,若斜槽轨道光滑、两小球发生弹性碰撞,且,小球落点用图乙中的C、D、E表示,满足关系___________ ,可以认为两小球碰撞前后总动量守恒。(用所测物理量表示)
(1)实验中,通过测量
A.小球开始释放的高度h
B.小球抛出点距地面的高度H
C.小球做平抛运动的水平距离
(2)以下提供的器材中,本实验必须使用的是
A.刻度尺 B.天平 C.秒表
(3)关于该实验的注意事项,下列说法正确的是
A.斜槽轨道必须光滑
B.斜槽轨道末端的切线必须水平
C.上述实验过程中白纸可以移动
D.两小球A、B半径不等
(4)为了尽量减小实验误差,两个小球的质量应满足,若满足关系式
(5)实验时,若斜槽轨道光滑、两小球发生弹性碰撞,且,小球落点用图乙中的C、D、E表示,满足关系
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【推荐3】如图所示,在“探究平抛运动规律”的实验中,小华将两个相同的圆弧光滑轨道CM、DN固定在同一个竖直平面内,轨道末端均水平,其中DN末端与足够长的光滑水平轨道平滑连接。他把质量相等的小钢球P、Q分别从两弧面上的相同高度同时静止释放,观察到某一现象,改变释放高度,重复上述操作,仍能观察到这一现象,由此可以概括出平抛运动的某一规律。
(1)小华观察到的现象和反映的平抛运动规律是______
A.P、Q两个小球相撞 B.P、Q两个小球同时落地
C.水平方向做匀速直线运动 D.竖直方向做自由落体运动
(2)小芳利用图2中甲图装置进行实验,每次释放小球的位置都相同,并在乙图的坐标纸上记录了小球经过的A、B、C三点,已知坐标纸每小格的边长L= 5cm,该小球做平抛运动的初速度大小为______ m/s (g取10m/s2, 结果保留2位有效数字)。
(3)小燕在研究平抛运动时发现,若小球下落相同高度,平抛初速度越大,水平射程也越大,依据这一规律,她用如图3所示装置来“验证动量守恒定律”:碰撞恢复系数的定义为,其中v10和v20分别是碰撞前两小球的速度,v1和v2分别是碰撞后两小球的速度,该实验小球碰撞恢复系数的表达式为e=______ (用题目中字母OP、OM、ON表达),若测得e=______ ,可以判定小球的碰撞为弹性碰撞。
(1)小华观察到的现象和反映的平抛运动规律是
A.P、Q两个小球相撞 B.P、Q两个小球同时落地
C.水平方向做匀速直线运动 D.竖直方向做自由落体运动
(2)小芳利用图2中甲图装置进行实验,每次释放小球的位置都相同,并在乙图的坐标纸上记录了小球经过的A、B、C三点,已知坐标纸每小格的边长L= 5cm,该小球做平抛运动的初速度大小为
(3)小燕在研究平抛运动时发现,若小球下落相同高度,平抛初速度越大,水平射程也越大,依据这一规律,她用如图3所示装置来“验证动量守恒定律”:碰撞恢复系数的定义为,其中v10和v20分别是碰撞前两小球的速度,v1和v2分别是碰撞后两小球的速度,该实验小球碰撞恢复系数的表达式为e=
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