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(1)在“验证机械能守恒定律”实验中,打出的纸带如图所示.设重锤质量为m,交变电源周期为T,则打第4点时重锤的动能可以表示为
 

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为了求起点0到第4点重锤的重力势能变化,需要知道重力加速度g的值,这个g值应该是
 
(填选项的序号即可)
A.取当地的实际g值                  B.根据打出的纸带,用△S=gT2求出
C.近似取10m/s2即可                 D.以上说法均不对
(2)现有一种特殊的电池,电动势E约为9V,内阻r约为50Ω,允许输出的最大电流为50mA,用如图(a)的电路测量它的电动势和内阻,图中电压表的内阻非常大,R为电阻箱,阻值范围0~9999Ω.
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①R0是定值电阻,规格为150Ω,1.0W.
 
的作用.
②该同学接入符合要求的R0后,闭合开关,调整电阻箱的阻值,
 
.改变电阻箱阻值,得多组数据,作出如图 (b)的图线.则电池的电动势E=
 
,内阻r=
 
.(结果保留两位有效数字)
分析:(1)第4个点的瞬时速度等于3和5两个点之间的平均速度,再根据Ek=
1
2
mv2
求出打第4点时重锤的动能.
验证机械能守恒定律,要求当地重力势能的变化量,g应该是当地的重力加速度.
(2)因为通过电源的电流不能太大,否则会烧坏电源,所以往往在电路中串联一个定值电阻,防止短路.
本实验采取伏阻法测量电源的电动势和内阻,根据实验的原理E=U+
U
R0+R
r
,知
1
U
=
1
E
+
r
E
?
1
R+R0
,通过图线的斜率和截距去求电源的电动势和内阻.
解答:解:(1)第4个点的瞬时速度v=
h5-h3
2T
,则动能为Ek=
1
2
mv2=
1
2
m(
h5-h3
2T
)2

为了求起点0到第4点重锤的重力势能变化,需要知道重力加速度g的值,这个g值应该是当地的重力加速度.故A正确.
(2)①为了防止电流过大烧坏电源,故接入R0电阻起保护电源作用.
②闭合开关,调整电阻箱的阻值,读出电压表的示数,再改变电阻箱的电阻,得出多组数据.根据
1
U
=
1
E
+
r
E
?
1
R+R0
,知图线的纵轴截距表示电动势的倒数,图线的斜率等于
r
E

有:
1
E
=0.1
,解得E=10V.
r
E
=
0.65-0.1
12×10-2
,解得r=46Ω.
故答案为:(1)
1
2
m(
h5-h3
2T
)
2
;A
(2)①防止短路,电流过大,烧坏电源
②读取电压表的示数,10V,46±2Ω.
点评:解决本题的关键:1、知道验证机械能守恒定律的实验原理以及操作方法.2、知道运用伏阻法测量电源电动势和内阻的原理,会根据图象测量电源的电动势和内阻.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

(1)在“验证机械能守恒实验”中,有如下步骤:在竖直放置的铁架台上端固定一个电磁铁(如图甲),通电时,小球被吸在电磁铁上,断电时,小球自由下落.铁架台上有可以移动的光电门.当小球经过光电门时,光电计时装置能测出小球通过光电门所用时间△t.

①如图乙所示,用游标卡尺可测得小钢球的直径:d=
0.52
0.52
cm;实验时将小钢球从图示位置由静止释放,由数字计时器读出小球通过光电门的时间△t=1.2×10-2s,则小球经过光电门时的瞬时速度为
0.43
0.43
m/s(保留2位有效数字).
②在本次实验中还必须测量的物理量是
小球出发点到光电门的距离L
小球出发点到光电门的距离L
(请用文字说明并用相应的字母表示).
③本实验通过比较
gL
gL
d2
2△t2
d2
2△t2
(用以上所测量的物理量符号表示),在实验误差允许的范围内相等,就可以验证小球机械能守恒.
(2)某同学利用如图所示装置探究“加速度和力、质量的关系”的实验中,测得滑块的加速度a和拉力F的数据如表所示:

F/N 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
a/(m?s-2 0.11 0.19 0.29 0.40 0.51
①根据表中的数据在图所示的坐标中作出a-F图象;
②滑块质量为
1.00
1.00
 kg.
③图象(或延长线)与F轴的截距的物理意义是
滑块所受到的摩擦力
滑块所受到的摩擦力

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

Ⅰ.(1)在验证机械能守恒定律的实验中,实验装置如图所示.实验要验证的是重物重力势能的减少量是否等于它动能的增加量.以下步骤仅是实验操作中的一部分,请将必要的步骤挑选出来,并且按正确的顺序排列:
ACGEF
ACGEF
(填代号).
A.把电火花打点计时器固定在铁架台上,并用导线把它和交流电源连接起来
B.用天平称出重锤的质量
C.把纸带的一端固定在重锤上,另一端穿过电火花打点计时器的限位孔,把重锤提升到一定的高度
D.用秒表测出重锤下落的时间
E.释放纸带
F.重复几次,得到3~5条符合要求的纸带
G.接通电源
(2)根据纸带算出相关各点的速度v,量出由静止开始下落的距离h,以
v2
2
为纵轴,以h为横轴画出的图线应是下图中的
B
B
,就证明机械能是守恒的,图象的斜率代表的物理量是
g
g

Ⅱ.如图是测量小灯泡U-I关系的实验电路,表格中记录的是某次实验的测量数据.
实验
序号
1 2 3 4 5 6 7 8
U(V) 0.0 0.2 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
I(A) 0.000 0.050 0.100 0.150 0.180 0.195 0.205 0.215
(1)下列电源和滑动变阻器可供选择的是
D
D

A.电动势为3V,内阻为1Ω的电池组和总阻值为100Ω的滑动变阻器
B.电动势为4.5V,内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为100Ω的滑动变阻器
C.电动势为3V,内阻为1Ω的电池组和总阻值为10Ω的滑动变阻器
D.电动势为4.5V,内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为10Ω的滑动变阻器
E.电动势为4.5V,内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为150Ω的滑动变阻器
(2)在按照实验序号的先后得到以上数据的过程中,滑动变阻器的滑片移动的方向是
a→b
a→b
(选填“a→b”或“b→a”).
(3)在方格纸内画出小灯泡的U-I曲线.分析曲线可知小灯泡的电阻随I变大而
增大
增大
(填“变大”、“变小”或“不变”).
(4)将上述小灯泡接入到如图乙所示的电路中,定值电阻R=24Ω,电源电动势E=3V、内阻r=1Ω,则在这个电路中,小灯泡的电阻大小为
5
5
Ω.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(1)在验证机械能守恒定律的实验中,有位同学按以下步骤进行实验操作:
A.用天平称出重锤和夹子的质量
B.固定好打点计时器,将连着重锤的纸带穿过限位孔,用手提住,且让手尽量靠近打点计时器
C.接通电源,松开纸带,开始打点.并如此重复多次,以得到几条打点纸带
D.取下纸带,挑选点迹清晰的纸带,记下第一个打下的点O,在距离O点较近处选择几个连续计数点
E.测出纸带上各个计数点到O点的距离,得到这些点对应时刻重锤下落高度
F.利用测量数据,计算出这些点对应时刻的物体速度
G.利用上述数据,计算各点对应的重力势能减少量和动能增量,并进行比较
以上步骤中,不必要的步骤是
A
A
(填写代表字母);
有错误或不妥的步骤是
BD
BD
 (填写代表字母).
(2)某同学用正确的步骤和操作进行试验,得到一条清晰的纸带,电源频率为50赫兹,O为打下的第一个点(初速度为零),各相邻的点间距如图所示,已知当地的重力加速度为9.8m/s2,重锤质量为1.0kg,则从O到C这段时间内,重锤重力势能的减少量为
8.25
8.25
J,重锤动能的增加量为
8.00
8.00
J.(结果保留三位有效数字)

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网电磁打点计时器是一种计时装置,请根据电磁打点计时器的相关实验回答下列问题:
(1)在验证机械能守恒定律的实验中,质量m=1kg的重锤自由下落,在纸带上打出一系列的点,如图所示,(相邻计数点的时间间隔为0.02s),单位:cm,g=10m/s2.那么:
①纸带的
 
端与重物相连.(填“左”或“右”)
②从起点O到打下计数点B的过程中,重力势能的减小量△EP=
 
,物体动能的增加量△E K=
 
.(取三位有效数字)
③通过计算,数值△EP 与△E K并不相等,这是因为
 

(2)某同学在测定匀变速直线运动的加速度时,得到了几条较为理想的纸带.他已在每条纸带上按每5个点取好计数点,即两计数点之间的时间间隔为0.1s,依打点先后编为0、1、2、3、4、5.由于不小心,几条纸带都被撕断了,如图所示,请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答
①B、C、D三段中选出从纸带A上撕下的那段应该是
 

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②打A纸带时,物体的加速度大小是
 
m/s2.(取三位有效数字)

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(1)在“验证机械能守恒定律”的实验中(g取9.8 m/s2):
①所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需
BD
BD
(填字母代号)中的器材.
A.直流电源  B.交流电源  C.游标卡尺  D.毫米刻度尺  E.天平及砝码  F.秒表
②正确使用打点计时器,打出的某一条纸带如图1,O是纸带静止时打的点,1、2、3、4、5、6是依次打的6个点,已知电源频率是50Hz.利用图1中给出的数据可求出打第4点时的速度v4=
0.765
0.765
 m/s.
(2)用如图2所示的电路测量电源的电动势E和内电阻r.
提供的器材有:保护电阻R0(准确阻值是50Ω)、电阻箱R1(0~100Ω)、电阻箱R2(0~200Ω)、电源(电动势约6V,内阻约1Ω)、单刀单掷开关S1和单刀双掷开关S2、导线若干.
供选择的器材有:电流表A1(量程6mA)、电流表A2(量程60mA)、电流表A3(量程0.6A).①电流表应该选
A2
A2

②实验操作步骤是:闭合开关S1,电阻箱R1选取合适的阻值,
闭合开关S2至接线柱1
闭合开关S2至接线柱1
,读取并记录
电阻箱R1阻值和电流表的电流强度I1
电阻箱R1阻值和电流表的电流强度I1
;电阻箱R2选取合适的阻值,保持开关S1闭合,
闭合开关S2至接线柱2
闭合开关S2至接线柱2
,读取并记录
电阻箱R2阻值和电流表的电流强度I2
电阻箱R2阻值和电流表的电流强度I2
.(明确写出读取并记录的物理量的名称和符号)
③电动势表达式E=
E=
I1I2(R1-R2)
I2-I1
E=
I1I2(R1-R2)
I2-I1
,内电阻表达式r=
r=
I1R1-I2R2
I2-I1
-R0
r=
I1R1-I2R2
I2-I1
-R0
.(用已知和②中读取并记录的物理量的符号表示)

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