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某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。频闪仪每隔0.05s闪光一次,图中所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表所示(当地重力加速度取9.80m/s2,小球质量m=0.200kg,计算结果保留三位有效数字):

时刻




速度(m/s)
4.99
4.48
3.98
 
(1)由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度=__________m/s;
(2)从t2到t5时间内,重力势能增量=_________J,动能减少量=________J;
(3)在误差允许的范围内,若近似相等,从而验证了机械能守恒定律。由上述计算所得________(选填“>”、“<”或“=”),造成这种结果的主要原因是______________________。
(1) 3.48  (2) 1.24 ;1.28  (3) < ; 存在阻力

试题分析:(1)t5时刻小球的速度;(2)从t2到t5时间内,重力势能增量,动能减少量;(3)在误差允许的范围内,若近似相等,从而验证了机械能守恒定律。由上述计算所得< ,造成这种结果的主要原因是下落过程中有空气阻力及纸带与打点计时器间的摩擦等阻力作用。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

在验证机械能守恒定律的实验中
⑴实验室中备有下述器材:A铁架台、B打点计时器、C天平、D弹簧秤、E纸带、F带夹子的重物、G刻度尺、H秒表,其中实验需要用到的有哪些器材___________。(填字母)
⑵做此实验时,有同学按以下步骤进行
①用天平称出物体的质量
②固定好打点计时器,将连有重物的纸带穿过限位孔,用手提住纸带末端,让手尽量靠近打点计时器
③先接通电源,再松开纸带,开始打点,并如此重复几次,取得几条打点纸带
④取下纸带,挑选点迹清楚的纸带,记下起始点O,在离O点适当距离处选择几个连续的计数点(或计时点)并计算出各个点的速度值
⑤测出各点距O点的距离,即为对应的下落高度
⑥计算出,看是否相等
在上述步骤中,有一项多余的步骤是___________,(填序号)
在上述步骤中,有一项错误的步骤是     (填序号)更正为                      
⑶若已知重锤的质量为1kg,在实验中打出的纸带如图所示,其中O点为重锤静止时打点计时器打下的第一个点,A、B、C为某段中几个较清晰的相邻点,打点时间间隔为0.02s。经过测量得到OA=18.0cm,OB=21.5cm,OC=26.0cm。查出当地的重力加速度g=9.80m/s2,则重物在B点时的动能是       J。从开始下落到B点的过程中,重物的重力势能减少量是        J,(均保留3位有效数字)由此得出的结论是                          

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

(8分)如图所示为“探究加速度与物体受力和质量的关系”实验装置图。图中A为小车,B为装有砝码的小桶,C为一端带有定滑轮的长木板,小车A后边连接着纸带,纸带可由接了50 HZ交流电源的电火花打点计时器打出点迹。小车(含小车上放的砝码)的质量为m1,小桶(含桶内放的砝码)的质量为m2

(1)下列说法正确的是    
A.每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力
B.实验时应先释放小车后接通电源
C.在用图像探究加速度与质量关系时,为了便于分析,应作图像
D.本实验m2应远大于m1
(2)实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力这一步骤,只是把长木板放于水平面上便进行实验,他测量得到的a-F图像可能是图中的图线    。(选填“甲”、“乙”、“丙”)

(3)如图所示为某次实验得到的纸带,纸带中相邻计数点间的距离已标出,相邻计数点间还有四个点没有画出。由此可求得小车的加速度大小为 m/s2。(结果保留二位有效数字)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

(5分)某同学用如图所示的实验装置探究外力做功与小车动能变化的关系.

(1)实验中,该同学利用打点计时器测量小车的速度和位移,读取了弹簧测力计的示数,他还需要测量的物理量是            
(2)实验中,该同学让小车从静止开始运动一段位移,测得末速度υ1,拉力做功W;改变拉力,仍让小车从静止开始运动,保持位移一定。测得W与υ对应的多组数据,得到如图乙所示的W—υ2关系图象,但与预期的过原点直线不符,经检查测量、计算与作图均无误.你认为主要原因是                    ;实验操作中改进的具体措施是                     .

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

(9分)在验证机械能守恒的实验中,所用电源的频率为50 Hz,某同学选择了一条理想的纸带,用刻度尺测量时各计数点位置对应刻度尺上的读数如图所示(图中O是打点计时器打的第一个点,A、B、C、D、E分别是以每打两个点的时间作为计时单位取的计数点)。查得当地的重力加速度g =" 9.80" m/s2。根据纸带求:

(1)若重锤质量为m,则重锤从起始下落至B时,减少的重力势能为多少?
(2)重锤下落到B时,动能为多大?
(3)从(1)、(2)的数据可得什么结论?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

在“研究平抛物体的运动”实验中,在固定斜槽时,应该使斜槽末端________________________,每次释放小球时应该__________________________;如图所示是用闪光照像法拍摄到的平抛小球在运动过程中的闪光照片的一部分。A为抛出后小球运动过程中的某一位置。已知每个小方格的边长是5cm,重力加速度g=10m/s2,则小球从A运动到B所用的时间为________秒,平抛运动的初速度大小为_______________m/s。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

(4分)在用自由落体验证机械能守恒的实验中,用如图所示的装置打出一条纸带。在纸带上选取某两点,测量并计算出两点间动能的增量和重力势能的减少量,一般实验的结果总是_____(填“>”、“=”或“<”),产生这一结果的原因是__________________________.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

利用单摆验证小球平抛运动规律,设计方案如图甲所示,在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断;MN为水平木板,已知悬线长为L,悬点到木板的距离

(1)电热丝P必须置于悬点正下方的理由是:__________________________________
________________________________________________________________________.
(2)将小球向左拉起后自由释放,最后小球落到木板上的C点,,则小球做平抛运动的初速度为________.
(3)在其他条件不变的情况下,若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角θ,小球落点与O′点的水平距离x将随之改变,经多次实验,以为纵坐标、为横坐标,得到如图乙所示图象.则当时,x为________ m;若悬线长,悬点到木板间的距离为________ m.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

小昕所在的实验小组利用图a 所示的实验装置验证机械能守恒定律,打出的纸带如图b所示,O点速度为零,A、B、C、D、E、F是打出的连续的点,已知交流电的周期为T,BC间距离为s1,CD 间距离为s2,DE间距离为s3,EF间距离为s4

(1)对于该实验,以下说法正确的是:                    
A. 应该用天平测量重物的质量
B.应该用秒表测量重物下落的时间
C.选择重锤时,应该选择质量和体积都较大的
D.如果用电磁打点计时器,不能用4节干电池(一节干电池的电压为1.5V)供电,只能接4-6V的交流电源
E.在作匀速圆周运动的“神舟十号飞船”中,“王亚平”可以用图a装置来验证机械能守恒定律
F. 实验时,应该先闭合电源再松开纸带
G.实验时,要从几条打上点的纸带中挑选第一、第二两点之间的距离接近2cm且点迹清晰的纸带进行测量。
(2)小华所在的实验小组则用该实验装置来验证动能定理,若还知道当地的重力加速度为g,但纸带B之前的点(不包含B点)模糊不清,请用题目所给的条件,写出验证动能定理的符号表达式:                        (用题干所给的符号表示) 。实际上,在实验中总有重力所做的功       (动能的变化量)(填“> ,= ,<”),其原因是:                                 。
(3)小明所在的实验小组则用该实验装置,采用作图法来验证机械能守恒定律,如果以v2为纵轴,以h(h为各点到初始点O的距离)为横轴,下图ABCD选项中是四个同学根据实验数据绘出的v2—h图线,则正确的图像是:      ,根据正确的v2—h图线,该图线的斜率等于                 

(4)小红所在的实验小组则利用该实验装置打出的纸带,还测出当地的重力加速度,其符号表达式为 g=                      (用题干所给的符号表示)。

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