某同学利用如图所示装置探究平抛运动中机械能是否守恒。在斜槽轨道的末端安装一个光电门B,调节激光束与球心等高,斜槽末端水平。地面上依次铺有白纸、复写纸,让小球从斜槽上固定位置A点无初速释放,通过光电门后落在地面的复写纸上,在白纸上留下打击印。重复实验多次,测得小球通过光电门的平均时间为2.50ms。(当地重力加速度g=9.8 m/s2,计算结果 保留三位 有效数字)
①用游标卡尺测得小球直径如图所示,则小球直径为d=________ cm,由此可知小球通过光电门的速度vB=________ m/s;
②实验测得轨道离地面的高度h=0.441m,小球的平均落点P到轨道末端正下方O点的距离x=0.591m,则由平抛运动规律解得小球平抛的初速度v0=________ m/s;
③在误差允许范围内,实验结果满足小球通过光电门的速度vB与由平抛运动规律求解的平抛初速度v0满足__________ 关系,就可以认为平抛运动过程中机械能是守恒的。
①用游标卡尺测得小球直径如图所示,则小球直径为d=
②实验测得轨道离地面的高度h=0.441m,小球的平均落点P到轨道末端正下方O点的距离x=0.591m,则由平抛运动规律解得小球平抛的初速度v0=
③在误差允许范围内,实验结果满足小球通过光电门的速度vB与由平抛运动规律求解的平抛初速度v0满足
更新时间:2017-05-19 14:41:22
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解题方法
【推荐1】(1)在做“研究平抛运动”的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画小球做平抛运动的轨迹。为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,其中正确的是___________ 。
A.调节斜槽使其末端保持水平
B.每次释放小球的位置可以不同
C.每次必须由静止释放小球
D.记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降
(2)在“研究平抛物体的运动”的实验中,得到的轨迹如图所示,以轨迹上的某点为坐标原点在竖直面内建立直角坐标系,其中轴水平。根据平抛运动的规律及图中给出的数据,可计算出小球平抛的初速度=___________ m/s(保留两位有效数字)。小球平抛的初位置坐标为_____ cm,_____ cm。(g取)
A.调节斜槽使其末端保持水平
B.每次释放小球的位置可以不同
C.每次必须由静止释放小球
D.记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降
(2)在“研究平抛物体的运动”的实验中,得到的轨迹如图所示,以轨迹上的某点为坐标原点在竖直面内建立直角坐标系,其中轴水平。根据平抛运动的规律及图中给出的数据,可计算出小球平抛的初速度=
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【推荐2】在“研究平抛物体运动”的实验中,可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度。实验简要步骤如下:
A.安装好器材,注意斜槽末端水平和平板竖直,记下斜槽末端O点和过O点的竖直线,检测斜槽末端水平的方法是______ ;
B.让小球多次从______ 位置由静止上释放,是为了每次平抛_____ ;并记下小球穿过卡片孔的一系列位置;
C.取下白纸,以O为原点,以竖直线为轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛轨迹;
D.测出曲线上某点的坐标x、y,用v0=______ 算出该小球的平抛初速度,实验需要对多个点求v0的值,然后求它们的平均值。
A.安装好器材,注意斜槽末端水平和平板竖直,记下斜槽末端O点和过O点的竖直线,检测斜槽末端水平的方法是
B.让小球多次从
C.取下白纸,以O为原点,以竖直线为轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛轨迹;
D.测出曲线上某点的坐标x、y,用v0=
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【推荐1】(1)图甲中游标卡尺读数为____ cm,图乙中螺旋测微器读数为_____ mm。
(2)利用图所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时,需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h,某班同学利用实验得到的纸带,设计了以下的四种测量方案:
A.用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度v;
B.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过v=计算出瞬时速度v;
C.根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v,并通过计算出高度h;
D.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v。
以上方案中只有一种正确,正确的是________ 。(填入相应的字母)
在实验中,某同学根据实验测得的数据,通过计算发现,重锤在下落过程中,重锤动能的增加量略大于重锤势能的减少量,若实验测量与计算均无错误,则出现这一问题的原因可能是( )
A.重锤的质量偏大
B.交流电源的电压偏高
C.交流电源的频率小于50 Hz
D.重锤下落时受到的阻力过大
0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 | 0.60 | |
2.93 | 2.87 | 2.82 | 2.77 | 2.73 | 2.68 |
(2)利用图所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时,需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h,某班同学利用实验得到的纸带,设计了以下的四种测量方案:
A.用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度v;
B.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过v=计算出瞬时速度v;
C.根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v,并通过计算出高度h;
D.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v。
以上方案中只有一种正确,正确的是
在实验中,某同学根据实验测得的数据,通过计算发现,重锤在下落过程中,重锤动能的增加量略大于重锤势能的减少量,若实验测量与计算均无错误,则出现这一问题的原因可能是
A.重锤的质量偏大
B.交流电源的电压偏高
C.交流电源的频率小于50 Hz
D.重锤下落时受到的阻力过大
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【推荐2】某同学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,输出电压可为6V的交流电(频率50Hz)或直流电。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,对纸带上的点迹进行测量分析,即可验证机械能守恒定律。
①他进行了下面几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器材;
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.先释放纸带,然后迅速接通电源;
E.在纸带上选取计数点,并测量计数点间的距离;
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。
其中没有必要或者操作不当的步骤是_____________ 。
②实验中,他挑出一条点迹清晰的纸带进行测量分析,如图所示。其中O点为下落起始点,A、B、C、D、E、F为计数点。若该同学想验证重物从开始下落到运动到纸带E点对应的位置的过程中机械能是否守恒,已知当地的重力加速度为g,相邻计数点之间的时间间隔为,请结合下图纸带中的物理量,写出他需要验证的公式的表达式_______________________________________ 。
③下表为该同学记录的实验结果:
他发现表中的与之间存在差异,他认为这是由于空气阻力造成的。你_____________ (填是或否)同意他的观点?
④该同学根据纸带算出各点的速度v,以O点为起点测量出下落距离h,以为纵轴、以h为横轴画出图像。考虑阻力(阻力近似为恒力)的影响,图像可能是图中的_____________ 。
A. B. C. D.
⑤该同学发现他这种验证思路的误差比较依赖于所选择的纸带,选择某些纸带时误差很小,而选择另一部分纸带时则误差很大,正在他疑惑的时候,甲同学告诉他“要挑最开始的两个相邻点的距离等于2mm的纸带来处理数据,这样误差小。”请问甲同学的这种说法是否有道理?并简要说明你的理由________ 。
①他进行了下面几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器材;
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.先释放纸带,然后迅速接通电源;
E.在纸带上选取计数点,并测量计数点间的距离;
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。
其中没有必要或者操作不当的步骤是
②实验中,他挑出一条点迹清晰的纸带进行测量分析,如图所示。其中O点为下落起始点,A、B、C、D、E、F为计数点。若该同学想验证重物从开始下落到运动到纸带E点对应的位置的过程中机械能是否守恒,已知当地的重力加速度为g,相邻计数点之间的时间间隔为,请结合下图纸带中的物理量,写出他需要验证的公式的表达式
③下表为该同学记录的实验结果:
4.892 | 9.786 | 14.69 | 19.59 | 29.38 | |
5.04 | 10.1 | 15.1 | 20.0 | 29.8 |
④该同学根据纸带算出各点的速度v,以O点为起点测量出下落距离h,以为纵轴、以h为横轴画出图像。考虑阻力(阻力近似为恒力)的影响,图像可能是图中的
A. B. C. D.
⑤该同学发现他这种验证思路的误差比较依赖于所选择的纸带,选择某些纸带时误差很小,而选择另一部分纸带时则误差很大,正在他疑惑的时候,甲同学告诉他“要挑最开始的两个相邻点的距离等于2mm的纸带来处理数据,这样误差小。”请问甲同学的这种说法是否有道理?并简要说明你的理由
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适中
(0.65)
【推荐3】某实验小组用如图甲所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验。
(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的器材是_____ 。(选填器材前的字母)
A.交流电源
B.刻度尺
C.天平(含砝码)
(2)实验中,先接通电源,再释放重物,得到如图乙所示的一条纸带。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hA=15.89 cm,hB=19.60 cm,hC=23.71 cm。已知当地重力加速度大小g=9.8 m/s2,打点计时器打点的周期T=0.02 s。重物的质量m=1 kg,在从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能的减少量为____ J,动能的增加量为____ J。(结果均保留三位有效数字)
(3)由第(2)问计算结果可知,重力势能的减少量与动能的增加量不相等,其原因是____ 。
(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的器材是
A.交流电源
B.刻度尺
C.天平(含砝码)
(2)实验中,先接通电源,再释放重物,得到如图乙所示的一条纸带。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hA=15.89 cm,hB=19.60 cm,hC=23.71 cm。已知当地重力加速度大小g=9.8 m/s2,打点计时器打点的周期T=0.02 s。重物的质量m=1 kg,在从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能的减少量为
(3)由第(2)问计算结果可知,重力势能的减少量与动能的增加量不相等,其原因是
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