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1 . 某实验小组利用图甲所示的装置,验证槽码和滑块(包括遮光条)组成的系统机械能守恒。将遮光条安装在滑块上,用天平测出遮光条和滑块的总质量M,槽码和挂钩的总质量m。实验时,将滑块系在绕过定滑轮悬挂有槽码的细线上,细线平行于气垫导轨,滑块由静止释放,数字计时器记录下遮光条通过光电门1和2的遮光时间分别为和,测出遮光条的宽度d.已知当地的重力加速度为g。(1)打开气泵,待气流稳定后调节气垫导轨,直至看到导轨上的滑块在短时间内保持静止或者匀速运动,该操作的目的是_____
(2)本实验中_____ (填“需要”或“不需要”)槽码和挂钩的总质量远小于遮光条和滑块的总质量;
(3)保持光电门1的位置不变,移动光电门2,并测出光电门1和光电门2之间的距离s,让滑块每次从相同的位置释放,多次实验,记录多组数据,作出随s变化的图像如图乙所示,若在误差允许的范围内,可以验证系统的机械能守恒,则该图线的斜率_____
(2)本实验中
(3)保持光电门1的位置不变,移动光电门2,并测出光电门1和光电门2之间的距离s,让滑块每次从相同的位置释放,多次实验,记录多组数据,作出随s变化的图像如图乙所示,若在误差允许的范围内,可以验证系统的机械能守恒,则该图线的斜率
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2 . 用如图甲所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时,将打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始下落。(1)关于本实验,下列说法正确的是_____(填字母代号)。
(2)实验中,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(O点与下一点的间距接近)的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g,打点计时器的打点周期为T,设重物质量为m。从打O点到B点的过程中,重物的重力势能减少量_____ ,动能变化量_____ (用已知字母表示)
(3)某同学用如图丙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的示数为F。已知小球质量为m,当地重力加速度为g。在误差允许范围内,当满足关系式_____ 时,可验证机械能守恒。
A.应选择密度大、体积小的重物进行实验 |
B.释放纸带之前,纸带必须处于竖直状态 |
C.先释放纸带,后接通电源 |
(2)实验中,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(O点与下一点的间距接近)的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g,打点计时器的打点周期为T,设重物质量为m。从打O点到B点的过程中,重物的重力势能减少量
(3)某同学用如图丙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的示数为F。已知小球质量为m,当地重力加速度为g。在误差允许范围内,当满足关系式
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3 . 为了探究“重力势能转化为动能过程机械能守恒”。提供可使用的实验器材有:光滑带凹槽导轨(两段)、钢球、电子秤、毫米刻度尺、停表、木块等。
实验步骤如下:
①将两段导轨连接在一起,放在水平桌面上,如图甲所示。抬起一段导轨的一端并在它下面垫一木块。确保装置的稳固性,使小球得以平滑地滚过两段槽轨的连接处。
②用毫米刻度尺测量导轨水平部分的长度为L。把一个小球放在木块支撑点的正上方的导轨上,测得小球离水平面的高度为h,然后静止释放这个小球。当小球到达导轨的水平段时,启动停表,当小球到达导轨水平段的终点时,停下停表,测得运动时间为。
③将支撑木块移动到倾斜导轨的中部下方,如图乙所示。把小球放在木块支撑点的正上方的导轨上。释放小球并测量小球滚过导轨水平部分所用的时间。
④将支撑木块移动到倾斜导轨长度约三分之一处的下方,如图丙所示。把小球放在木块支撑点的正上方的导轨上。释放小球并测量小球滚过导轨水平部分所用的时间。
回答下列问题:
(1)该实验________ 测量钢球的质量。(填“需要”或“不需要”)
(2)实验过程中,在实验误差范围内,若________ (用g、L、表示),则说明钢球沿倾斜导轨下落到水平导轨过程,重力势能转化为动能的过程机械能守恒。
(3)多次重复实验,发现始终是,分析其主要原因可能是________ 。
实验步骤如下:
①将两段导轨连接在一起,放在水平桌面上,如图甲所示。抬起一段导轨的一端并在它下面垫一木块。确保装置的稳固性,使小球得以平滑地滚过两段槽轨的连接处。
②用毫米刻度尺测量导轨水平部分的长度为L。把一个小球放在木块支撑点的正上方的导轨上,测得小球离水平面的高度为h,然后静止释放这个小球。当小球到达导轨的水平段时,启动停表,当小球到达导轨水平段的终点时,停下停表,测得运动时间为。
③将支撑木块移动到倾斜导轨的中部下方,如图乙所示。把小球放在木块支撑点的正上方的导轨上。释放小球并测量小球滚过导轨水平部分所用的时间。
④将支撑木块移动到倾斜导轨长度约三分之一处的下方,如图丙所示。把小球放在木块支撑点的正上方的导轨上。释放小球并测量小球滚过导轨水平部分所用的时间。
回答下列问题:
(1)该实验
(2)实验过程中,在实验误差范围内,若
(3)多次重复实验,发现始终是,分析其主要原因可能是
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23-24高一下·上海·期末
4 . 图示为“验证机械能守恒定律”的实验装置,A、B、C是固定在不同位置的三个挡光片,规定经过最低点D的重力势能为零。(1)释放摆锤,由A运动到D点的过程中( )
(2)实验中,使用___________ 传感器测量摆锤经过各点的速度。挡光片的宽度选择___________ 为宜(选填“”、“”、“”)。
(3)本实验可以通过测量速度和高度间接测量物体的动能和重力势能。现已测得摆锤经过A、B两点的速度分别为、,A,B与D点的高度差分别为、,重力加速度为。得出___________ ,就可以认为摆锤在A、B两点的机械能是相等的(用给定的符号表示)。
(4)另一实验小组自上而下将挡光片编号为1、2、3、4、5、6,测量并计算出摆锤经过各个挡光片的机械能如下表:
摆锤经过第___________ 个挡光片的数据不合理(填写挡光片位置编号!)。剔除不合理数据后,其它数据还存在明显差异,这是因为:___________ 。
A.连杆的拉力不做功,合外力不做功 | B.连杆的拉力不做功,合外力做正功 |
C.连杆的拉力做正功,合外力不做功 | D.连杆的拉力做正功,合外力做负功 |
(3)本实验可以通过测量速度和高度间接测量物体的动能和重力势能。现已测得摆锤经过A、B两点的速度分别为、,A,B与D点的高度差分别为、,重力加速度为。得出
(4)另一实验小组自上而下将挡光片编号为1、2、3、4、5、6,测量并计算出摆锤经过各个挡光片的机械能如下表:
挡光片位置编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
机械能 | 0056 | 0.055 | 0059 | 0.053 | 0.051 | 0.047 |
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5 . 用如图所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时,将打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始下落:(1)关于本实验,下列说法正确的是___________(填字母代号)。
(2)实验中,得到如图2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(O点与下一点的间距接近2mm)的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g,打点计时器的打点周期为T。设重物质量为m,从打O点到B点的过程中,重物的重力势能变化量ΔEp=___________ ,动能变化量ΔEk=___________ (用已知字母表示)。
(3)在误差允许范围内,当满足关系式___________ 时,可验证机械能守恒。
A.应选择质量大、体积小的重物进行实验 |
B.释放纸带之前,纸带必须处于竖直状态 |
C.先释放纸带,后接通电源 |
(2)实验中,得到如图2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(O点与下一点的间距接近2mm)的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g,打点计时器的打点周期为T。设重物质量为m,从打O点到B点的过程中,重物的重力势能变化量ΔEp=
(3)在误差允许范围内,当满足关系式
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6 . 如图甲所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律。(1)对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的是______。
(2)纸带上所打的点记录了重物在不同时刻的位置,在选定的纸带上依次取计数点如图乙所示,相邻计数点间的时间间隔,那么纸带的______ (选填“左”或“右”)端与重物相连。设重物质量,O点为打下的第一个点,则从打下O点到E点的过程中,重物动能增加量为______ J(结果保留三位有效数字)。
(3)根据纸带上的数据,算出重物在各位置的速度v,量出对应位置下落的距离h,并以为纵轴、h为横轴画出图像,则在下列A、B、C、D四个图像中,若在误差允许范围内,重物在下落过程中机械能守恒,则图像可能是______ ;若重物在下落过程中所受到逐渐增大的阻力作用,则图像可能是______ (均填选项字母符号)。
A.精确测量出重物的质量 | B.两限位孔在同一竖直线上 |
C.重物选用质量和密度较大的金属锤 | D.先释放重物,再接通打点计时器 |
(2)纸带上所打的点记录了重物在不同时刻的位置,在选定的纸带上依次取计数点如图乙所示,相邻计数点间的时间间隔,那么纸带的
(3)根据纸带上的数据,算出重物在各位置的速度v,量出对应位置下落的距离h,并以为纵轴、h为横轴画出图像,则在下列A、B、C、D四个图像中,若在误差允许范围内,重物在下落过程中机械能守恒,则图像可能是
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7 . 某探究小组利用图示装置探究机械能守恒。将拉力传感器固定在天花板上,不可伸长的轻质细线一端连在拉力传感器上的O点,另一端系住可视为质点的钢球。钢球静止于最低点位置时拉力传感器示数为;现将钢球分别拉至不同高度由静止释放,小球释放前后细线一直处于伸直状态,如图甲所示。记下每次释放瞬间拉力传感器示数和每次释放后钢球第1次摆到最低点时拉力传感器示数。并作出图像如图乙所示,若小球第1次下摆过程中机械能守恒,则:(1)传感器示数______ N;(计算结果保留一位小数)
(2)若某次该钢球由静止释放时细线与竖直方向的夹角为θ、在最低点时传感器示数,则______ 。(计算结果保留两位有效数字)
(2)若某次该钢球由静止释放时细线与竖直方向的夹角为θ、在最低点时传感器示数,则
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8 . 某实验小组采用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。实验装置安装好后,用手提住纸带上端,之后让纸带由静止开始下落。
(1)关于下列实验操作,不必要或不正确的是______。
(2)某次实验中所用重物的质量。某同学选取了一条纸带,如图乙所示,0是打下的第一个点,1、2、3、4是连续打的点,根据纸带上的测量数据,从打下点0至打下点3的过程中,重物重力势能的减少量为______ J,动能增加量为______ J。(打点计时器频率为50Hz,取,结果均保留3位有效数字)
(3)若由于打点计时器的两限位孔不在同一竖直线上,这样会导致计算的动能增加量______ (填“<”“=”或“>”)重力势能减少量;其原因是______ 。
(1)关于下列实验操作,不必要或不正确的是______。
A.实验前先用天平测出重物和夹子的质量 |
B.为减小阻力,用电火花打点计时器比用电磁计时器好一些 |
C.在重物大小合适的情况下,选择木块比选择铁块好 |
D.用秒表测出重物下落的时间 |
E.释放纸带前应先接通电源 |
(3)若由于打点计时器的两限位孔不在同一竖直线上,这样会导致计算的动能增加量
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9 . 某实验小组用重物下落验证机械能守恒定律。
(1)下图是四位同学释放纸带瞬间的照片,你认为操作正确的是( )
(2)除上图中所示的装置之外,还必须使用的器材是( )
(3)选出一条清晰的纸带如图所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,A、B、C为计数点,用刻度尺测得,,,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg,取g=9.80m/s2、在OB段运动过程中,重物重力势能的减少量∆Ep=________ J;重物的动能增加量∆Ek=________ J(结果保留3位有效数字)。(4)甲同学多次实验,以重物的速度平方为纵轴,以重物下落的高度h为横轴,作出如图所示的图像,则当地的重力加速度g=________ m/s2。(结果保留3位有效数字)
(1)下图是四位同学释放纸带瞬间的照片,你认为操作正确的是( )
A. | B. | C. | D. |
(2)除上图中所示的装置之外,还必须使用的器材是( )
A.直流电源、天平(含砝码) |
B.直流电源、刻度尺 |
C.交流电源、天平(含砝码) |
D.交流电源、刻度尺 |
(3)选出一条清晰的纸带如图所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,A、B、C为计数点,用刻度尺测得,,,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg,取g=9.80m/s2、在OB段运动过程中,重物重力势能的减少量∆Ep=
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10 . 某同学设计了如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。左侧铁架台的横杆上固定一拉力传感器,将质量为m,直径为d的小球用不可伸长的细线悬挂在传感器上。右侧有两个竖直杆固定在底座上,杆上分别装有刻度尺和激光笔,激光笔保持水平。实验步骤如下:
①调整光电门计时器的位置,使小球自由静止在最低点时光电门发射的光正好照在小球的中心;
②借助激光束调节刻度尺的零刻线与小球底端相平;
③将激光笔向上移动到某位置,读出此时激光束与高度差h。把小球拉至该高度处并使细线处于伸直状态,开启光电门计时器,由静止释放小球,记录光电门的遮光时间t;
④多次改变激光笔的高度h,重复步骤③;
⑤作出随h的变化图像如图乙所示。
(1)小球从高h处摆到最低点过程中,光电门计时器记录小球经过光电门时的挡光时间t,小球经过最低点时的速度大小为______ ,小球重力势能的减少量为______ ,小球动能的增加量为______ 。(用题中所给物理量符号表示)
(2)当图中已知量t、h和重力加速度g及小球的直径d满足以下表达式:______ 时,可判断小球下落过程中机械能守恒。
(3)若仅从图像为一条过坐标原点的直线,判断小球下落过程中机械能守恒,你认为可以吗?请说出理由:____________ 。
①调整光电门计时器的位置,使小球自由静止在最低点时光电门发射的光正好照在小球的中心;
②借助激光束调节刻度尺的零刻线与小球底端相平;
③将激光笔向上移动到某位置,读出此时激光束与高度差h。把小球拉至该高度处并使细线处于伸直状态,开启光电门计时器,由静止释放小球,记录光电门的遮光时间t;
④多次改变激光笔的高度h,重复步骤③;
⑤作出随h的变化图像如图乙所示。
(1)小球从高h处摆到最低点过程中,光电门计时器记录小球经过光电门时的挡光时间t,小球经过最低点时的速度大小为
(2)当图中已知量t、h和重力加速度g及小球的直径d满足以下表达式:
(3)若仅从图像为一条过坐标原点的直线,判断小球下落过程中机械能守恒,你认为可以吗?请说出理由:
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