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某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,当地重力加速度为g=9.80m/s2。实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图(b)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,图中给出了这三个点到O点的距离hA、hBhC的值。回答下列问题(计算结果保留3位有效数字)

(1)打点计时器打B点时,重物速度的大小vB=     m/s;
(2)通过分析该同学测量的实验数据,他的实验结果是否验证了机械能守恒定律?简要说明分析的依据。
(1)3.90 (2)vB2/2=7.61(m/s)2 ,因为mvB2/2≈mghB,近似验证机械能守恒定律
(1)由匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度可知,由电源频率为50Hz可知T=0.02s,代入其他数据可解得3.90m/s.
(2)本实验是利用自由落体运动验证机械能守恒定律,只要在误差允许范围内,重物重力势能的减少等于其动能的增加,即可验证机械能守恒定律。选B点分析,由于,故该同学的实验结果近似验证了机械能守恒定律。
【考点定位】考查验证机械能守恒定律的原理及数据处理。
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

某同学用如图1所示的实验装置进行“探究功与速度变化的关系”的实验。图中A为小车,连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔,它们均置于长木板上。实验时,通过改变橡皮筋的条数让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W……,通过打点计时器打下的纸带来测定小车获得的速度v1、v2、v3……。请回答下面几个问题:

(1)在本实验中,小车会受到阻力的作用,这时需要使木板倾斜作为补偿,下列操作正确的是____。
A. 不挂橡皮筋,轻轻推一下小车,能够加速下滑即可
B. 不挂橡皮筋,轻轻推一下小车,能够匀速下滑即可
C. 小车在橡皮筋的拉力作用下,能够加速下滑即可
D. 小车在橡皮筋的拉力作用下,能够匀速下滑即可
(2)用一根橡皮筋套住小车,拉至某个位置,先接通电源再释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列的点。已知打点计时器使用的交流电周期为0.02s。其中一次得到的纸带如图2所示,应选图2中的______ 段(填AB或CD)来计算小车的速度v,计算结果为v=_________m/s。

(3)本实验使用的橡皮筋总数是6根,实验中W、v、v2的数据已记录在下面表格中,并根据数据画出了W-v和W-v2的图象如图3所示。甲、乙两个图象中,_________图象可以比较直观地得出功与速度变化的关系。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

用如下图所示的装置来探究物体的加速度与力、质量的关系.实验时,小盘和砝码牵引小车,使小车做初速度为零的匀加速运动.

(1)此实验中可以不测量加速度的具体值,原因是______________________.
(2)通过改变________,就可以改变小车所受的合力.
(3)在探究加速度与质量关系时,分别以________为纵坐标、________为横坐标作图象,这样就能直观地看出二者关系.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

张明同学做“用单摆测重力加速度”的实验,
(1)测摆长时,若正确测出悬线长l和摆球直径d,则摆长为          
(2)测周期时,当摆球经过平衡位置时开始计时并计数为1次,测出经过该位置N次的时间为t,则周期为               
(3)他实验测得的g值偏小,可能的原因是           
A.测摆线长时摆线拉得过紧
B.摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现了松动,使摆线长度增加了
C.开始计时时,秒表提前按下
D.实验中误将49次全振动数为50次

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

如图所示,装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮,固定在小车上;装置乙中橡皮筋的一端固定在导轨的左端,另一端系在小车上。一同学用装置甲和乙分别进行实验,经正确操作获得两条纸带①和②,纸带上的abc 均为打点计时器打出的点。

(1)任选一条纸带读出bc两点间的距离为           
(2)任选一条纸带求出ce两点间的平均速度大小为         ,纸带①和②上ce两点间的平均速度           (填“大于”“等于”或“小于”)。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

(1)研究小车匀变速直线运动的实验装置如图(a)所示其中斜面倾角θ可调,打点计时器的工作频率为50Hz。纸带上计数点的间距如图(b)所示,其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。

①部分实验步骤如下:
A.测量完毕,关闭电源,取出纸带
B.接通电源,待打点计时器工作稳定后放开小车
C.将小车依靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连
D.把打点计时器固定在平板上,让纸带穿过限位孔
上述实验步骤的正确顺序是:                        (用字母填写)
②图(b)中标出的相邻两计数点的时间间隔T=                   s
③计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5=                
④为了充分利用记录数据,减小误差,小车加速度大小的计算式应为a=              
(2)图(a)是测量电阻Rx的原理图。学生电源输出电压可调,电流表量程选0.6A(内阻不计),标有长度刻度的均匀电阻丝ab的总长为30.0cm。

①根据原理图连接图(b)的实物图。
②断开S2,合上S1;调节电源输出电压为3.0V时,单位长度电阻丝的电压u=          V/cm.记录此时电流表A1的示数。
③保持S1闭合,合上S2;滑动c点改变ac的长度L,同时调节电源输出电压,使电流表A1的示数与步骤②记录的值相同,记录长度L和A2的示数I。测量6组LI值,测量数据已在图(c)中标出,写出RxL、I、u的关系式Rx=     ;根据图(c)用作图法算出Rx=    Ω。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,采用如图所示的实验装置与方案。本实验的特点是通过黑板擦控制两小车的起动与停止,将测量两车的加速度转换为测量两车的位移。实验中不需要测量的物理量是
A.小车运动的时间
B.小车通过的位移
C.盘和盘中重物的总质量
D.车和车上重物的总质量

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

水平放置的轻弹簧,一端固定,另一端与小滑块接触,但不粘连;初始时滑块静止于水平气垫导轨上的O点,如图(a)所示。现利用此装置探究弹簧的弹性势能Ep与其压缩时长度的改变量x的关系。先推动小滑块压缩弹簧,用米尺测出x的数值;然后将小滑块从静止释放。用计时器测出小滑块从O点运动至气垫导轨上另一固定点A所用的时间t。多次改变x,测得的x值及其对应的t值如下表所示。(表中的值是根据t值计算得出的)


(1)根据表中数据,在图(b)中的方格纸上作—x图线。

(2)回答下列问题:(不要求写出计算或推导过程)
①已知点(0,0)在—x图线上,从—x图线看,与x是什么关系?
②从理论上分析,小滑块刚脱离弹簧时的动能Ek是什么关系?
③当弹簧长度改变量为x时,弹性势能与相应的Ek是什么关系?
④综合以上分析,Ep与x是什么关系?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

在“验证机械能守恒定律”的一次实验中,质量m=1kg的重物自由下落,在纸带上打出一系列的点,如图所示(相邻记数点时间间隔为0.02s,g取9.8m/s2),那么:

(1)从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△EP=________,此过程中物体动能的增加量△Ek=________;(都保留两位有效数字)
(2)通过计算,数值上△EP________△Ek(填“<”、“>”或“=”),这是因为____________。

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