实验小组利用一根可绕一端无摩擦转动的匀质木棒、光电门、遮光片和量角器来验证机械能守恒定律。查阅资料得知,匀质木棒绕一端转动时动能可以表示为。实验小组设计了如图(a)所示的实验装置:将木棒的一段固定在转轴上,使得木棒可以在竖直面内无摩擦转动;在木棒另一端粘上轻质遮光片,并在转轴正下方放置一光电门以测量遮光时间。木棒与竖直方向的夹角可以通过刻度读数获取,重力加速度为g。实验过程如下:
(1)通过理论分析可知,木棒动能表达式中______ ;
(2)用游标卡尺测量遮光片的宽度并记为d,某次测量时游标卡尺示数如图(b),则遮光片宽度为______ mm;
(3)测量木棒的长度l;
(4)接通光电门电源,将木棒安装在转轴上,从偏离竖直方向夹角的位置由静止释放木棒,记录第一次通过光电门的时间t,则木棒经过竖直方向时的角速度为______ (用t、l、d表示);
(5)重复步骤(4)得到多组对应的角度与时间t,作出图像,测出图像的斜率绝对值为k,若满足______ (用l、g、d表示),则说明在误差允许的范围内机械能守恒。
(1)通过理论分析可知,木棒动能表达式中
(2)用游标卡尺测量遮光片的宽度并记为d,某次测量时游标卡尺示数如图(b),则遮光片宽度为
(3)测量木棒的长度l;
(4)接通光电门电源,将木棒安装在转轴上,从偏离竖直方向夹角的位置由静止释放木棒,记录第一次通过光电门的时间t,则木棒经过竖直方向时的角速度为
(5)重复步骤(4)得到多组对应的角度与时间t,作出图像,测出图像的斜率绝对值为k,若满足
更新时间:2024-03-20 08:30:01
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【推荐1】某实验小组在实验室中利用倾角为30°的气垫导轨和两光电门计时器和验证滑块在气垫导轨上自由下滑过程中机械能守恒。已知遮光条的宽度为,先后通过、光电门的时间分别为、。(已知当地重力加速度为)
(1)本实验中还需要测量的物理量有___________ (填字母序号)。
A.滑块质量
B.光电门和的距离
C.滑块释放点的高度
D.遮光条的高度
(2)验证本过程机械能守恒的原理表达式___________ (用已知量和需要测量的量表示)。
(3)下列操作中可以减小实验误差的是___________ (填字母序号)。
A.增加遮光条的宽度
B.把金属滑块换成木质滑块
C.减小遮光条的宽度
D.增加遮光条的高度
(1)本实验中还需要测量的物理量有
A.滑块质量
B.光电门和的距离
C.滑块释放点的高度
D.遮光条的高度
(2)验证本过程机械能守恒的原理表达式
(3)下列操作中可以减小实验误差的是
A.增加遮光条的宽度
B.把金属滑块换成木质滑块
C.减小遮光条的宽度
D.增加遮光条的高度
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【推荐2】实验题
如图1所示为“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验装置。
(1)实验中得到的一条纸带,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hA、hB、hC。重物质量用m表示,已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T。则从打下O点到打下B点的过程中,重物动能的增加量______ 。
(2)在实验过程中,下列实验操作和数据处理错误的是______ 。
A.重物下落的起始位置靠近打点计时器
B.做实验时,先接通打点计时器的电源,再释放重物
C.为测量打点计时器打下某点时重物的速度v,可测量该点到O点的距离h,再根据公式计算,其中g应取当地的重力加速度
D.用刻度尺测量某点到O点的距离h,利用公式mgh计算重力势能的减少量,其中g应取当地的重力加速度
(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,描点并绘出的图像。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,合理的图像是图中的______ 。
A. B.
C. D.
如图1所示为“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验装置。
(1)实验中得到的一条纸带,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hA、hB、hC。重物质量用m表示,已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T。则从打下O点到打下B点的过程中,重物动能的增加量
(2)在实验过程中,下列实验操作和数据处理错误的是
A.重物下落的起始位置靠近打点计时器
B.做实验时,先接通打点计时器的电源,再释放重物
C.为测量打点计时器打下某点时重物的速度v,可测量该点到O点的距离h,再根据公式计算,其中g应取当地的重力加速度
D.用刻度尺测量某点到O点的距离h,利用公式mgh计算重力势能的减少量,其中g应取当地的重力加速度
(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,描点并绘出的图像。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,合理的图像是图中的
A. B.
C. D.
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【推荐3】某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。B处固定着一光电门, 带有宽度为d的遮光条的滑块,其总质量为M,质量为:的钩码通过细线与滑块连接。现将滑块从A处由静止释放,遮光条经过光电门时的挡光时间为t,已知A、B之间的距离为L,重力加速度为g。
(1)某同学用螺旋测微器测遮光条的宽度,其示数如图乙所示,则d =_______ mm。
(2)调整光电门的位置,使滑块通过B点时钩码没有落地,则滑块由A点运动到B点的过程中,系统重力势能的减少量为_____ ,系统动能的增加量为_______ 。比较和,若在实验误差允许的范围内相等,即可认为系统机械能守恒(以上结果均用题中所给字母表示)。
(1)某同学用螺旋测微器测遮光条的宽度,其示数如图乙所示,则d =
(2)调整光电门的位置,使滑块通过B点时钩码没有落地,则滑块由A点运动到B点的过程中,系统重力势能的减少量为
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【推荐1】验证机械能守恒定律实验装置如图甲所示,某小组完成一系列实验操作后,得到了一条纸带如图乙所示,图中O是打点计时器打的第一个点,用刻度尺测量连续的计时点A、B、C、D、E、F到O点的距离分别是。
(1)已知打点计时器的打点周期为T,可求出B、C、D、E各计数点对应小车的速度,其中E点时小车运动的速度为=___________ ,小车运动的加速度a=____________ (用和T表示)
(2)测出重物下落的高度h和小车运动的速度v,并用天平测出重物和小车质量分别为M和m,已知当地的重力加速度为g,则验证系统机械能守恒的表达式为____ ,利用测出的数据作出图像如图丙所示,则当图线的斜率接近___________ 时,即可验证系统机械能守恒
(3)本实验中产生的误差的可能原因是_____________
(1)已知打点计时器的打点周期为T,可求出B、C、D、E各计数点对应小车的速度,其中E点时小车运动的速度为=
(2)测出重物下落的高度h和小车运动的速度v,并用天平测出重物和小车质量分别为M和m,已知当地的重力加速度为g,则验证系统机械能守恒的表达式为
(3)本实验中产生的误差的可能原因是
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【推荐2】某同学利用图甲装置验证机械能守恒定律时,打出如图乙所示的纸带,已知打点计时器频率为50Hz。
(1)下列关于该实验说法正确的是______ 。
A.纸带必须尽量保持竖直方向以减小摩擦阻力作用
B.为了验证机械能守恒,必须选择纸带上打出的第一个点作为起点
C.将电火花计时器改成电磁打点计时器可以减小纸带和打点计时器间的摩擦
D.可以选择较轻的物体作为重物以延长下落的时间,实验效果更好
(2)根据图乙中纸带的数据,打下C点时重物的速度为______ m/s(结果保留两位小数),如果本实验室电源频率不足50Hz,则瞬时速度的测量值______ (填“增大”或“减小”)。
(3)小明同学用两个形状完全相同,但质量不同的重物P和Q分别进行实验,测得几组数据,并作出图像,如图丙所示,由图像可判断P的质量______ (填“大于”或“小于)Q的质量。
(1)下列关于该实验说法正确的是
A.纸带必须尽量保持竖直方向以减小摩擦阻力作用
B.为了验证机械能守恒,必须选择纸带上打出的第一个点作为起点
C.将电火花计时器改成电磁打点计时器可以减小纸带和打点计时器间的摩擦
D.可以选择较轻的物体作为重物以延长下落的时间,实验效果更好
(2)根据图乙中纸带的数据,打下C点时重物的速度为
(3)小明同学用两个形状完全相同,但质量不同的重物P和Q分别进行实验,测得几组数据,并作出图像,如图丙所示,由图像可判断P的质量
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【推荐3】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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