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某校两个课外活动小组分别用以下两种方法来验证机械能守恒定律。请阅读下列两段材料,完成后面问题。
第1小组:利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。图所示所标数据为实际距离,t0时刻刚好对应抛出点,该小组同学通过计算得到不同时刻的速度和速度的平方值如下表,当他们要计算重力势能的改变量时,发现不知道当地重力加速度,请你根据实验数据,按照下列要求计算出重力加速度。
时刻
t1
t2
t3
t4
t5
速度v(m/s)
4.52
4.04
3.56
3.08
2.60
v2(m2/s2)
20.43
16.32
12.67
9.49
6.76

(1)在所给的坐标纸上作出v2—h图象;

(2)分析说明,图象斜率的绝对值表示的物理意义是:_______________________;
(3)由图象求得的重力加速度是______m/s2(结果保留三位有效数字)。
第2小组:DIS实验是利用现代信息技术进行的实验。“用DIS研究机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示,小组同学在实验中利用小铁球从很光洁的曲面上滚下,选择DIS以图象方式显示实验的结果,所显示的图象如图乙所示。图象的横轴表示小球距d点(最低点)的高度h,纵轴表示小铁球的重力势能EP、动能Ek或机械能E。试回答下列问题:

(1)图乙的图象中,表示小球的重力势能EP、动能Ek、机械能E随小球距d点的高度h变化关系的图线分别是___________(按顺序填写相应图线所对应的文字);
(2)根据图乙所示的实验图象,可以得出的结论是:_____________________________。
(1)见解析

试题分析:第1小组:(1)图示(2分);

(说明:不用刻度尺,随手画的不给分)
(2),即重力加速度的二倍(或2g)(2分);
(3)根据图中的数据代入可得9.41~9.85(2分)。(说明:填9.80不给分)
第2小组:(1)小球滑落过程中,重力做正功,重力势能减小,动能增加,机械能不变,故以此为:乙、丙、甲(2分);
(2)忽略阻力作用,小球下落过程机械能守恒(2分)。
点评:本题的关键是通过图像分析,所以一定要明白题中图像斜率的物理含义
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

用如图(甲)所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系(交流电频率为50Hz):

(一)下图所示是某同学通过实验得到的一条纸带,他在纸带上取ABCDEFG等7个计数点(每相邻两个计数点之间还有4个点没有画出),将毫米刻度尺放在纸带上。根据下图可知,打下E点时小车的速度为____m/s.小车的加速度为____m/s2。(计算结果均保留两位有效数字)

(二)另一同学在该实验中得到如下一组实验数据(表中F表示细线对小车的拉力,a表示小车的加速度):

0.196
0.294
0.392
0.490
0.588

0.25
0.58
0.90
1.20
1.53
(1)请在答题卡所示的坐标系中画出a -F图线;
(2)根据图表分析,实验操作中存在的问题可能是___  _(填字母序号)
A.没有平衡摩擦力
B.平衡摩擦力时木板倾角过小
C.平衡摩擦力时木板倾角过大
D.小车质量太大
E.钩码的质量太大

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

I、(8分)如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置.他在气垫导轨上安装了一个光电门B,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连,力传感器可直接测出绳中拉力,传感器下方悬挂钩码,每次滑块都从A处由静止释放。气垫导轨摩擦阻力很小可忽略不计,由于遮光条的宽度很小,可认为遮光条通过光电门时速度不变。

(1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则d=       mm.
(2)实验时,该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,将滑块从A位置由静止释放,测量遮光条到光电门的距离L,若要得到滑块的加速度,还需由数字计时器读出遮光条通过光电门B的        
(3)下列不必要的一项实验要求是(     ) 。
A.应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量
B.应使A位置与光电门间的距离适当大些
C.应将气垫导轨调节水平
D.应使细线与气垫导轨平行
(4)改变钩码质量,测出对应的力传感器的示数F,已知滑块总质量为M,用(2)问中已测物理量和已给物理量写出M和F间的关系表达式F=           
II、(8分)实际电压表内阻并不是无限大,可等效为理想电压表与较大的电阻的并联。测量一只量程已知的电压表的内阻,器材如下:
①待测电压表(量程3V,内阻约3kΩ待测)一只;②电流表(量程3A,内阻0.01Ω)一只;③电池组(电动势约为3V,内阻很小可忽略不计);④滑动变阻器一个;⑤变阻箱(可以读出电阻值,0-9999Ω)一个;⑥开关和导线若干。
某同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:
(1)该同学设计了如图甲、乙两个实验电路。为了更准确地测出该电压表内阻的大小,你认为其中相对比较合理的是           (填“甲”或“乙”)电路。

(2)用你选择的电路进行实验时,闭合电键S,改变阻值,记录需要直接测量的物理量:电压表的读数U和            (填上文字和符号);
(3)(单选题)选择下面坐标轴,作出相应的直线图线。(   )
(A)U—I       (B)U—1/I  (C)1/U—R     (D)U—R
(4)设直线图像的斜率为k、截距为b,请写出待测电压表内阻表达式Rv=            

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

某实验小组在验证平行四边形定则时,先将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时,需要两次拉伸橡皮条,一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条,另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。实验中对两次拉伸橡皮条的要求,下列说法正确的是________。
A.将橡皮条拉伸相同长度即可
B.将橡皮条沿相同方向拉即可
C.将弹簧秤都拉到相同刻度
D.将橡皮条和细绳的结点拉到相同位置

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

【(1)根据打出的纸带,如图,选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E,测出A点距起点O的距离为s0,点A、C间的距离为s1,点C、E间的距离为s2,交流电的周期为T,则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式为:a=_________.

(2)在“验证机械能守恒定律”的实验中发现,重锤减少的重力势能总是______重锤增加的动能,其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用,我们可以通过该实验装置测定该阻力的大小.若已知当地重力加速度为g,还需要测量的物理量是________ (写出名称和符号),重锤在下落过程中受到的平均阻力的大小f=________.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

如图为某同学在“研究匀变速直线运动”的实验中打出的纸带的一部分,其中 A 、B、C 为三个计数点,已知此物体做匀变速直线运动,打点计时器使用 50Hz 交流电,测得 AB = 3.27cm、BC=8.00 cm ,则物体运动到B点的速度vB=______m/s,加速度 a=______m/s2。(保留三位有效数字)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

在“探究小车的速度随时间变化规律”的实验中,下列操作正确的有          。(填选项前的代号)
A.在释放小车前,小车要靠近打点计时器
B.打点计时器应放在长木板的有滑轮一端
C.应先接通电源,后释放小车
D.电火花计时器应使用220V的直流电源

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

在用自由落体法“验证机械能守恒”的实验中:
(a)甲同学上交的实验报告中,显示重锤增加的动能略大于重锤减少的重力势能,则出现这一问题的可能原因是(    )
A.重锤的质量测量错误
B.用公式vt=gt计算各点的速度
C.直流电源的电压太小
D.重锤下落时受到的阻力过大
(b)乙同学实验所用重锤的质量m=1.0kg,打点记时器的频率为50Hz,打下的纸带如图所示(图中的数据为从起点O到该点的距离),则在打B点时,重锤的动能EkB=           J,从开始下落到打B点时,重锤的重力势能减小量是          J(g=9.8m/s2,结果取两位有效数字)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始落下,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点的痕迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.

(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到电源的直流输出端上;
C.用天平测量出重锤的质量;
D.释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;
E.测量打出的纸带上某些点之间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能
指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤,将其选项对应的字母填在下面的空行内,并说明其原因.
答:_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值.如图所示,根据打出的纸带,选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E,测出A点距起始点O的距离为S0,点A、C间的距离为s1,点C、E间的距离为s2,使用交流电的频率为f,则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式为:a=__________。

(3)在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总能大于重锤动能的增加,其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用,可以通过该实验装置测定该阻力的大小.若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g,还需要测量的物理量是__________。试用这些物理量和纸带上的测量数据表示出重锤的下落的过程中受到的平均阻力大小为F=__________。

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