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“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的(甲)或(乙)方案来进行。

(1)比较这两种方案,­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­_____    ­­­­­­­­(填“甲”或“乙”)方案好些,主要理由是       
(2)某小组的同学选用图甲的方案实验,进行了如下操作,其中错误的是    
A.将打点计时器竖直固定在铁架台上。
B.将长约0.5m的纸带用小夹子固定在重物上后穿过打点计时器,用手提着纸带,使重物静止在靠近打点计时器的地方。
C.先松开纸带,再接通电源,让重物自由下落,打点计时器就在纸带上打下一系列的点。
D.换几条纸带,重复上面实验。
E.在打出的纸带中挑选第一、第二两点间距接近2mm,且点迹清楚的纸带进行测量,先记下O点(第一个点)的位置,再从后面较清晰的任意点开始依次再取四个计数点A、B、C、D,求出相应位置对应的速度及其下落的高度。
F.将测量数据及计算结果填入自己设计的表格中。
G.根据以上测得数据计算重力势能的减少量和对应的动能的增加量,验证机械能守恒定律。
(3)选出一条纸带如图所示,其中O点为起点,A、B、C为三个计数点,打点计时器打点周期为0.02s,用最小刻度为mm的刻度尺,测得OA=11.13cm,OB=17.69cm,OC=25.9cm。这三个数字中不符合有效数字要求的是         ,重锤的质量为m=0.2kg,根据以上数据,求当打点针打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了            J;这时它的动能增加量是         J。(g取10m/s2,结果保留三位有效数字)

(4)实验中往往出现重锤动能的增加量小于重力势能的减少量的情况,其主要原因是              
(1)甲;甲方案比乙方案阻力影响小 (2)C(3)25.9cm或OC  0.354  0.335~0.350之间
(4) 重锤在下落的过程中克服阻力做功导致机械能减小

试题分析:(1)机械能守恒的前提是只有重力做功,实际操作的方案中应该使摩擦力越小越好.故甲方案好一些,因为这个方案摩擦阻力较小,误差小,操作方便,实验器材少.
(2)应该先接通电源后释放纸带,这样可以得到更多的数据
(3)根据刻度尺的读数要求可知,应估读到0.1mm即0.01cm,所以不符合要求的是25.9cm,应写成25.90cm.
到B点减小的重力势能为
打B点是的速度,所以动能
(4)重锤在下落的过程中克服阻力做功导致机械能减小 可见在忽略误差的情况下,重锤的机械能守恒.
点评:明确每个实验的实验原理,是求解有关实验问题的关键.
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

(8分)某同学用如图甲的装置验证机械能守恒定律.

(1)安装打点计时器时,纸带的两个限位孔必须处在同一    线上.
(2)接通电源,让打点计时器正常工作后,松开      
(3)将纸带上打出第一个点记为0,并在离0点较远的任意点依次选取几个连续的点,分别记为1,2,3,….量出各点与0点的距离h,算出各点对应的速度,分别记为v1至v6,数据如下表:
代表符号
v1
v2
v3
v4
v5
v6
数值(m/s)
 2.80
2.99
3.19
3.48
3.59
3.78
表中有一个数据有较大误差,代表符号为        
(4)修正数据后,该同学计算出各点对应速度的平方值,并作v2–h图象,如图乙所示,若得出的直线斜率为k,则可测出重力加速度g =    .与真实值相比,测出的g值     .(填“偏小”或“偏大”)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.回答下列问题:

(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材。
B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上。
C.用天平测出重锤的质量。
D.先接通电源,后释放纸带,打出一条纸带,再更换纸带重复多次。
E.选择一条合适的纸带,测量纸带上某些点间的距离
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。
其中操作不当的步骤是____________,非必需的步骤是____________。
(2) 如果以v2为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出的v2—h图象,该图象是  _________,该图线的斜率等于_____________________。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

(1)“嫦娥一号”和“嫦娥二号”卫星相继完成了对月球的环月飞行,标志着我国探月工程的第一阶段已经完成。设“嫦娥二号”卫星环绕月球的运动为匀速圆周运动,它距月球表面的高度为h,已知月球的质量为M、半径为R,引力常量为G,则卫星绕月球运动的向心加速度a=      ,线速度v=       
(2)某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系。

①下列做法正确的是                ,(填字母代号)
A.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时,将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上
C.实验时,先放开木块再接通打点计时器的电源
D.通过增减木块上的砝码改变质量时,不需要重新调节木板倾斜度
②为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力,应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量                  木块和木块上砝码的总质量。(填“远大于”、“远小于”或“近似等于“)
③甲、乙两同学在同一实验室,各取一套图示的装置放在水平桌面上,木块上均不放砝码,在没有平衡摩擦力的情况下,研究加速度a与拉力F的关系,分别得到图中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木块质量分别为mm,甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μμ,由图可知,m        mμ      μ。(填“大于”、“小于”或“等于”)

(3)要测绘一个标有“3V  0.6W”小灯泡的伏安特性曲线,灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V,并便于操作。已选用的器材有:
电池组(电动势为4.5V,内阻约1Ω);
电流表(量程为0250mA,内阻约5Ω);
电压表(量程为03V,内阻约3kΩ);
电键一个、导线若干。
①实验中所用的滑动变阻器应选下列中的      (填字母代号)。
A.滑动变阻器(最大阻值20Ω,额定电流1A)
B.滑动变阻器(最大阻值1750Ω,额定电流0.3A)
②实验的电路图应选用下列的图            (填字母代号)。

③实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。如果将这个小灯泡接到电动势为1.5V,内阻为5Ω的电源两端,小灯泡消耗的功率是                  W。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在实验操作前应该对实验进行适当的分析。研究平抛运动的实验装置示意如图。小球每次都从斜槽的同一位置无初速度释放,并从斜槽末端水平飞出。改变水平板的高度,就改变了小球在板上落点的位置,从而可描绘出小球的运动轨迹。某同学设想小球先后三次做平抛,将水平板依次放在如图1、2、3的位置,且1与2的间距等于2与3的间距。若三次实验中,小球从跑出点到落点的水平位移依次是x1x2x3,机械能的变化量依次为△E1,△E2,△E3,忽略空气阻力的影响,下面分析正确的是
A.x2- x1= x3-x2,△E1=△E2=△E3
B.x2- x1>x3- x2,△E1=△E2=△E3
C.x2- x1>x3- x2,,△E1<△E2<△E3
D.x2- x1< x3-x2,△E1<△E2<△E3

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

用如图所示的装置验证小球做自由落体运动时机械能守恒,图中O为释放小球的位置,A、B、C、D为固定速度传感器的位置且与O在同一条竖直线上。

(1)若当地重力加速度为g,还需要测量的物理量有__________。
A.小球的质量m
B.小球下落到每一个速度传感器时的速度v
C.小球下落到每一个速度传感器时下落的高度h
D.小球下落到每一个速度传感器时所用的时间t
(2)作出v2—h图象,由图象算出其斜率k,当k=____________可以认为小球下落过程中机械能守恒。
(3)写出对减小本实验误差有益的一条建议:_______________________________________
________________________。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

某实验室可利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”。如图,他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的轻细线将其通过一个定滑轮与钩码相连,用速度传感器记录小车通过A、B时的速度大小中车中可以放置砝码。

实验主要步骤如下:
①测量小车(包括拉力传感器)的质量M1;把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;正确连接所需电路;
②将小车停在靠右方的C位置,接通电源后释放小车,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力及小车通过A、B时的速度。
③在小车中增加砝码或                   重复②的操作。
(2)下表是他们测得的一组数据,其中M是M1与小车中砝码质量之和,是两个速度传感器记录速度的平方差,可以据此计算出动能变化量△E,F是拉力传感器受到的拉力,W是F在A、B间对小车所作的功。表格中的△E3=             ,W3=             。(结果保留三位有效数字)
(3)分析下表,在误差范围内你可以得到的结论是                                
造成误差的原因                                                             
数据记录表
次数
M/kg
/(m/s)2
△E/J
F/N
W/J
1
0.500
0.760
0.190
0.400
0.200
2
0.500
1.65
0.413
0.840
0.420
3
0.500
2.40
△E1
1.220
W3
4
1.000
2.40
1.20
2.420
1.21
5
1.000
2.84
1.42
2.860
1.43
 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

某同学设计了一个“探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系”的实验,图甲为实验装置简图.
(1)该实验应采用    法,在探究加速度a与物体质量m关系时,应保持    不变(选填“砂和砂桶质量”或“小车质量”),同时实验还要求砂和砂桶质量   小车质量(选填“远大于”或“远小于”)。
图乙为某次实验用打点计时器测得的纸带,已知交流电的频率为50Hz,根据纸带可求出小车的加速度大小为     m/s2。(保留两位有效数字)

(2)在利用打点计时器和小车来做“探究加速度a跟F、m之间关系”的实验时,下列说法中正确的是(    )
A.连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行
B.平衡摩擦力时,应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上
C.小车释放前应靠近打点计时器,且应先接通电源再释放小车
D.平衡摩擦力后,若改变小车和砝码的总质量后需要重新平衡摩擦力

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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:
(1)实验中         (填需要或不需要)用天平测量重物的质量m。开始打点计时的时候,接通电源和松开纸带的顺序应该是,先_______________。
(2)供选择的重物有以下四个,应选择          .               
A.质量为100 g的木球B.质量为10 g的砝码
C.质量为200 g的钩码D.质量为10 g的塑料球

(3)使用质量为m的重物和打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,在选定的纸带上依次取计数点如图所示,纸带上所打的点记录了物体在不同时刻的位置,那么纸带的       端(填左或右)与重物相连.设相邻计数点的时间间隔为T,且O为打下的第一个点。当打点计时器打点“3”时,物体的动能表达式为                           

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