①在实验中,需要测量的物理量有
A.滑板车的质量m
B.圆弧形滑道的长度s
C.找出滑道的最低点O,把滑板车从O点移开一小段距离至P点,由静止释放,用手机测出它完成n次往返运动的时间t
②若将滑板车的运动视为简谐运动,则该轨道的半径
(2)小明利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。实验中将铁架台竖直放置,上端固定电磁铁,在电磁铁下方固定一个位置可调节的光电门。
①用螺旋测微器测量小球的直径,若测量结果如图乙所示,则小球的直径
②闭合电磁铁的开关,吸住小球;测出小球与光电门间的高度差;断开开关,小球由静止自由下落,记录小球通过光电门的挡光时间。若某次实验中小球通过光电门的挡光时间为,则小球此次通过光电门时的速度大小为
③多次改变光电门的位置,重复实验,测出小球与光电门间的高度差h和记录小球通过光电门的挡光时间t,以为纵轴、h为横轴,作出图像,图像为过原点的直线,直线的斜率为k,若当地的重力加速度大小
3 . 某学习小组使用手机拍摄视频探究自由下落的小球机械能是否守恒,实验装置如图甲所示。将一质量为2g的小球从一固定的毫米刻度尺旁边由静止释放,用手机录制小球自由下落的视频,然后用相应的软件处理得到分帧图片,由图中信息即可探究小球下落过程中机械能是否守恒。
如图乙所示为小球下落过程中三幅连续相邻的分帧图片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,相邻两幅分帧图片之间的时间间隔为0.02s。已知当地的重力加速度大小为g=9.80m/s2。
(1)分帧图片Ⅱ中小球的瞬时速度约为
(2)从分帧图片Ⅰ到分帧图片Ⅱ过程中小球重力势能变化量的大小为
(3)该小组又想到用图象探究自由下落的小球机械能是否守恒的方法,利用多帧图片测算其对应的速度v和下落的高度h,绘制出v2-h图象(图象为过原点的直线),若图象的斜率为
(1)除了图中所示器材外还需要的器材有
A.秒表 B.天平秤 C.刻度尺 D.直流电源
(2)若按实验要求选出合适的纸带进行测量,量得连续三个计数点A、B、C到第一个点O的距离如图所示(相邻两点时间间隔为T),当地重力加速度的g,重锤质量为m,从O到B 的过程中重锤的动能增量=
(3)实验结果显示>,造成误差的原因是
(4)某同学在进行数据处理时做出下落高度和瞬时速度的平方的函数关系式,如图所示,若图像的斜率k=
(1)本实验所用的打点计时器为电火花打点计时器,其电源电压为
(2)小组同学从打出的纸带中选出了一条清晰的纸带,他们标出了O、A、B、C、D几个计数点,测量结果如图乙所示。利用图中测量数据可以计算出打B点时重物的速度为
(3)若实验用重物的质量为1.00kg,重力加速度取则可计算出从B点到C点的过程中重物的动能增加了
(1)从起点O到打下计数点F的过程中,重物重力势能的减少量
(2)通过正确处理纸带,经过计算发现:重物重力势能的减少量一般会略大于重物动能的增加量,其主要原因是
(1) 对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的是
A.重物选用质量和密度较大的金属锤
B.两限位孔在同一竖直面内上下对正
C.精确测量出重物的质量
D.用手托稳重物,先释放重物,再接通电源
(2)实验中得到一条点迹清晰的完整纸带如图所示。纸带上的第一个点记为 O,另选连续的三个点A、B、C进行测量,图中给出这三个点到O点的距离 hA、hB和hC的值。已知打点计时器所用电源的频率为 50Hz,当地重力加速度为 打点计时器打 B点时,重物速度的大小
为了进一步提高实验精度,该实验小组改用光电计时器验证机械能守恒定律,实验装置如图所示。让钢球吸附器吸附小钢球并测量小钢球中部到光电门的高度h。小钢球由静止释放,记录小钢球通过光电门所用的时间t;改变光电门的位置,重复实验,记录多组关于h、t的数据。
(3)小钢球直径d为
(4)为验证机械能守恒,要验证的表达式为
a.将钢尺伸出水平桌面少许,用刻度尺测出钢尺上表面与地板间的高度差h=90cm;
b.将质量为m的铁球放在钢尺末端,保持静止状态;
c.将手机置于桌面上方,运行手机中的声音“振幅”(声音传感器)项目;
d.迅速敲击钢尺侧面,铁球自由下落;
e.传感器记录声音振幅随时间的变化曲线。
(1)声音振幅随时间的变化曲线如图乙所示,第一、第二个尖峰的横坐标分别对应敲击钢尺和铁球落地的时刻,则铁球下落的时间间隔t=
(2)若铁球下落过程中机械能守恒,应满足mgh=
(3)若敲击钢尺侧面时铁球获得一个较小的水平速度,对实验测量结果
(4)已知铁球质量为m=100g,重力加速度。g=9.8m/s2,则下落过程中,铁球重力势能的减少量为,动能的增加量为
(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含夹子)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还需要使用的一组器材是
A.直流电源、天平(含砝码)
B.直流电源、刻度尺
C.低压交流电源、天平(含砝码)
D.低压交流电源、刻度尺
(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。在纸带上选取连续打出的5个点A、B、C、D、E,测得C、D、E三个点到起始点O的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m,则从打下O点到打下D点的过程中,重物的重力势能减少量为
(3)机械能包括动能、重力势能和弹性势能,为了在三种能量相互转化的情况下再次验证机械能守恒定律,实验小组又设计了如图丙所示的实验装置。力传感器一端固定在铁架台的横梁上,另一端与轻弹簧相连,轻弹簧下端悬挂着下表面水平的重物,在重物正下方放置着上表面水平的运动传感器,两个传感器再通过数据采集器和电脑相连(图未画出)。实验过程中保持铁架台固定,弹簧始终在弹性限度内,重物只在竖直方向上下运动,没有转动。
小组同学首先用天平测得重物的质量为m,然后:
①用运动传感器实时记录重物的速度继而得到重物的动能;
②选择运动传感器的上表面所在位置为重力势能零点,用运动传感器实时记录重物下表面与运动传感器上表面的距离,继而得到重物的重力势能;
③将弹簧原长时重物下表面到运动传感器上表面间的距离,与物体运动过程中这两个表面间的实时距离之差作为弹簧形变量,结合力传感器测得的弹力大小F,通过计算得到了弹簧在每个时刻的弹性势能。
分析上述三种能量之和E随时间的变化情况,如果在误差允许的范围内,E随时间保持不变,则可认为重物(包括地球)和弹簧组成的系统机械能守恒。
已知实验得到的图像如图丁所示,则下列选项中的图象中可能正确的是
(1)如图乙所示,用螺旋测微器测得小球的直径
(2)多次改变高度H,重复上述实验,作出随的变化图象如图丙所示,可以判断出小球下落过程中机械能守恒。当图中已知量和小球的直径d,则当地的重力加速度
(3)实验中,因受空气阻力影响,发现小球动能增加量总是稍小于重力势能减少量,适当降低下落高度后,则将