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利用如7-8-4图(a)所示的装置做验证机械能守恒定律的实验,按正确的实验操作得到几条打上点迹的纸带,通常要求从其中挑选头两点(即0、1两点)间的距离接近2 mm的纸带进行测量.但一位同学并未按此要求,却选取了一条操作正确、点迹清楚、但头两点(0与1点)间的距离明显小于2 mm的纸带进行标点(标出0、1、2、3……等各实际点迹)、测量(测出各点与0点的高度差h1、h2、h3……),见7-8-4图(b)?.那么能否用它正确计算以比较点 n位置处的动能与重力势能的对应关系(n=2、3、4……),即能否验证?_________,理由是________________________,列出点n处瞬时速度的计算式vn=________cm/s.

7-8-4

解析:本题的实验过程要求先接通电源、开动打点计时器,在纸带上记下初始位置,然后将纸带、重锤系统适时地无初速释放使之自由下落.所谓“适时”,最理想的情况是在振针刚好打在纸带上的一瞬间释放,纸带上的头两点的间隔就是自由落体在第一个0.02 s内下落的高度,即

    ×9.8×(0.02)2 m=1.96 mm2 mm.

    但这种情况的机会很少,通常是在振针两次敲击纸带之间的某个时刻松手释放.但只要是无初速释放,运动性质仍然是自由落体,只是纸带上头两点之间距离h1由于所经历的时间小于0.02 s而较2 mm要短些,因此完全可以用它进行验证机械能守恒的计算,即比较点n位置的动能与重力势能减少量mghn的等量关系.

    尽管纸带上头两点之间距离小于2 mm,但它的运动性质仍为自由落体运动,只要将n=1的位置除外,还是能用=mghn进行验证:

    .

答案:能     见解析      

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

[1]如图1所示是用螺旋测微器测量一个小钢球的直径的示数,此读数应是
8.600mm
8.600mm

[2]在“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50H z,查得当地的重力加速度g=9.8m/s2,测得所用重物的质量为1.00kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带,如图2所示.把第一个点记作O,另选连续的4个点A、B、C、D作为测量点,经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、(85.73cm.根据以上数据,可知重物由O点运动到C点时重力势能的减少量等于
7.62
7.62
J,动能的增加量等于
7.56
7.56
J.(取三位有效数字)

[3]将满偏电流Ig=300μA、内阻未知的电流表改装成电压表并进行核对.
(1)利用如下图所示的电路测量电流表的内阻(图中电源的电动势E=4V ):先闭合S1,调节R,使电流表指针偏转到满刻度;再闭合S2,保持R不变,调节R′,使电流表指针偏转到满刻度的
23
,读出此时R′的阻值为200Ω,则电流表内阻的测量值Rg=
400
400
Ω.
(2)将该表改装成量程为3V的电压表,需
串联
串联
(填“串联”或“并联”)阻值为R0=
9900
9900
Ω的电阻.
(3)把改装好的电压表与标准电压表进行核对,试在答题卡上画出实验电路图和实物连接图.

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(Ⅰ)一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系.
实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8
F/N 2.42 1.90 1.43 0.97 0.76 0.50 0.23 0.06
ω/rad?s-1 28.8 25.7 22.0 18.0 15.9 13.0 8.5 4.3
①首先,他们让一砝码做半径r为0.08m的圆周运动,数字实验系统通过测量和计算得到若干组向心力F和对应的角速度ω,如下表.请你根据表中的数据在图甲上绘出F-ω的关系图象.

②通过对图象的观察,兴趣小组的同学猜测F与ω2成正比.你认为,可以通过进一步转换,做出
F-ω2
F-ω2
关系图象来确定他们的猜测是否正确.
③在证实了F∝ω2之后,他们将砝码做圆周运动的半径r再分别调整为0.04m、0.12m,又得到了两条F-ω图象,他们将三次实验得到的图象放在一个坐标系中,如图乙所示.通过对三条图象的比较、分析、讨论,他们得出F∝r的结论,你认为他们的依据是
做一条平行与纵轴的辅助线,观察和图象的交点中力的数值之比是否为1:2:3
做一条平行与纵轴的辅助线,观察和图象的交点中力的数值之比是否为1:2:3

④通过上述实验,他们得出:做圆周运动的物体受到的向心力F与角速度ω、半径r的数学关系式是F=kω2r,其中比例系数k的大小为
0.037
0.037
.(计算结果取2位有效数字)
(Ⅱ)某同学想测量某导电溶液的电阻率,先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极(接触电阻不计),两电极相距L=0.700m,其间充满待测的导电溶液.
用如下器材进行测量:
电压表(量程l5V,内阻约30kΩ); 电流表(量程300μA,内阻约50Ω);
滑动变阻器(10Ω,1A);          电池组(电动势E=12V,内阻r=6Ω);
单刀单掷开关一个、导线若干.
下表是他测量通过管中导电液柱的电流及两端电压的实验数据.实验中他还用20分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径,结果如图2所示
U/V 0 1.0 3.0 5.0 7.0 9.0 11.0
I/μA 0 22 65 109 155 175 240

根据以上所述请回答下面的问题:
(1)玻璃管内径d的测量值为
30.75
30.75
mm;
(2)根据表1数据在图3坐标中已描点,请作出U-I图象,根据图象求出电阻R=
4.4×104~4.8×104
4.4×104~4.8×104
Ω(保留两位有效数字);
(3)计算导电溶液的电阻率表达式是ρ=
πRd
2
 
4L
πRd
2
 
4L
 (用R、d、L表示)
(4)请在(图l)中补画出未连接的导线.

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科目:高中物理 来源: 题型:

某同学做“验证机械能守恒定律”的实验,不慎将一条选择好的纸带的前面一部分破坏了,剩下了一段纸带上的各个点间的距离,他测出的结果如图7-8-4所示,已知打点计时器的工作频率为50 Hz,重力加速度g=9.8 m/s2.利用这段纸带说明重锤通过2、5两点时机械能守恒.

7-8-4

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科目:高中物理 来源: 题型:

.利用如7-8-4图(a)所示的装置做验证机械能守恒定律的实验,按正确的实验操作得到几条打上点迹的纸带,通常要求从其中挑选头两点(即0、1两点)间的距离接近2 mm的纸带进行测量.但一位同学并未按此要求,却选取了一条操作正确、点迹清楚、但头两点(0与1点)间的距离明显小于2 mm的纸带进行标点(标出0、1、2、3……等各实际点迹)、测量(测出各点与0点的高度差h1、h2、h3……),见7-8-4图(b)?.那么能否用它正确计算以比较点 n位置处的动能与重力势能的对应关系(n=2、3、4……),即能否验证?_________,理由是________________________,列出点n处瞬时速度的计算式vn=________cm/s.

图7-8-4

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