為探究“合力做功與物體動能改變的關(guān)系”，某同學(xué)設(shè)計了如下的實驗步驟：
A．將一端帶滑輪的長木板放在水平桌面上，使帶滑輪的一端伸出桌沿，在無滑輪的一端安裝打點(diǎn)計時器，打點(diǎn)計時器跟50HZ交流電源相連。
B．將質(zhì)量為400g的小車放在打點(diǎn)計時器附近，紙帶通過打點(diǎn)計時器限位孔后跟小車相連，在木板的右端墊一個墊塊，前后移動墊塊，使小車拖著紙帶沿木板向下運(yùn)動時打點(diǎn)計時器在紙帶上所打的點(diǎn)恰好間隔相等。
C．保持木板與水平桌面間夾角不變，繼續(xù)將質(zhì)量為400g的小車放在打點(diǎn)計時器附近，紙帶通過打點(diǎn)計時器限位孔后跟小車相連，在質(zhì)量分別為10g、50g、100g的三種鉤碼中，挑選了一個質(zhì)量為100g的鉤碼掛在拉線的掛鉤P上，如圖甲所示。
D．打開打點(diǎn)計時器的電源，由靜止釋放小車，打出一條紙帶如圖乙所示。

（1）他在打點(diǎn)計時器所打的第一個點(diǎn)上標(biāo)上O，在O點(diǎn)后面一定距離處開始每5個點(diǎn)作為一個計數(shù)點(diǎn)，依次標(biāo)上“1”、“2”、“3”，用刻度尺測出了“1”、“2”、“3”各計數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離S1、S2、S3的值如圖乙所示。則計數(shù)點(diǎn)“1”、“2”、“3”中兩相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔T=     s，打點(diǎn)計時器打下計數(shù)點(diǎn)“2”時小車的速度v2=      m/s。（小數(shù)點(diǎn)后保留兩位）
（2）他把小車作為研究對象，將鉤碼的重力當(dāng)作小車受到的合力，利用打計時器打下O點(diǎn)到打下計數(shù)點(diǎn)“2”的過程來探究合力對小車做的功與小車動能改變的關(guān)系，若實驗所在地的重力加速度g=9.80m/s2，則合力對小車做的功為W=____ _  ___ J，小車動能的改變?yōu)椤鱁k="________" J。
（3）比較W和△Ek的大小，顯然W與△Ek相差較大，即他不能得到“合力對物體做的功等于物體動能的改變”這一結(jié)論，請你根據(jù)該同學(xué)的實驗裝置和操作過程幫他分析一下，造成以上實驗結(jié)果的主要原因是：                                                。
（1）　0.10，1.50；（2）　0.54，0.45；（3）　鉤碼質(zhì)量m和小車質(zhì)M相比太大，導(dǎo)致鉤碼重力和小車受到的合力相差太大。

試題分析：（1）打點(diǎn)計時器使用的電源為頻率為50Hz的交流電源，又由于每5個點(diǎn)作為一個計數(shù)點(diǎn)，所以相鄰的計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔；因小車做勻變速直線運(yùn)動，所以根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論時間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度得：打計數(shù)點(diǎn)3時，小車的速度大小為；
（2）由題設(shè)小車所受的合力近似等于鉤碼的重力，于是，根據(jù)功的定義，合力對小車做的功為，根據(jù)動能的定義有：；
（3）以小車為研究對象，由于平衡了摩擦力，小車所受的合力F等于繩子對小車的拉力T，根據(jù)牛頓第二定律得：對小車：　　　對鉤碼：
解得：，由此可知只有當(dāng)時，鉤碼的重力才可以近似等于繩子對小車的拉力，所以鉤碼質(zhì)量m和小車質(zhì)量M相比太大，導(dǎo)致鉤碼重力和小車受到的合力相差太大，會造成較大誤差。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：實驗題

（4分）（1）在做“驗證力的平行四邊形定則”實驗時，橡皮條的一端固定在木板上，另一端系上兩根細(xì)繩，細(xì)繩的另一端都有繩套。實驗中需用兩個彈簧秤分別勾住繩套把橡皮條的一端拉到某一確定的O點(diǎn)，則下列說法中正確的是（   ）
A．兩根細(xì)繩必須等長
B．同一次實驗中，O點(diǎn)位置不允許變動
C．實驗中，把橡皮條的另一端拉到O點(diǎn)時，兩個彈簧秤之間的夾角必須取90°
D．實驗中，要始終將其中一個彈簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后調(diào)節(jié)另一彈簧秤拉力的大小和方向，把橡皮條另一端拉到O點(diǎn)
（2）如圖所示，是甲、乙兩位同學(xué)在做本實驗時得到的結(jié)果，其中F是用作圖法得到的合力，F(xiàn)’是通過實驗測得的合力，則哪個實驗結(jié)果是符合實驗事實的_______ (填“甲”或“乙”)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實驗題

分（(8分)用如圖所示的實驗裝置驗證m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測量，即可驗證機(jī)械能守恒定律。圖中給出的是實驗中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個點(diǎn)，每相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)，計數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示。已知電源的頻率為50Hz，m1=50g， m2=150g，g="9.8" m/s2，則(所有結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)

①在紙帶上打下計數(shù)點(diǎn)5時的速度v5=　　　　 m/s； 
②在打點(diǎn)0～5過程中系統(tǒng)動能的增量ΔEk=　　　　 J，系統(tǒng)勢能的減少量ΔEp=　　　　 J。
③在打點(diǎn)0～6過程中，m2運(yùn)動平均加速度的大小          m/s2

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實驗題

（18分）
（1）某同學(xué)通過實驗測量一根長度為L的電阻絲的電阻率。
①由圖甲可知電阻絲的直徑D=________mm。
②將如下實驗操作補(bǔ)充完整：按圖乙連接電路，將滑動變阻器R1的滑片P置于B端；將S2撥向接點(diǎn)1，閉合S1，調(diào)節(jié)R1，使電流表示數(shù)為I0；將電阻箱R2的阻值調(diào)至最大，S2撥向接點(diǎn)2，                        ，使電流表示數(shù)仍為I0，記錄此時電阻箱的示數(shù)為R2。

③此電阻絲的電阻率的表達(dá)式            。(用已知量和所測物理量的字母表示)
（2）某同學(xué)用如圖甲所示的裝置通過研究重錘的落體運(yùn)動來驗證機(jī)械能守恒定律。已知重力加速度為g。

①在實驗所需的物理量中,需要直接測量的是     ，通過計算得到的是     。（填寫代號）
A．重錘的質(zhì)量
B．重錘下落的高度
C．重錘底部距水平地面的高度
D．與下落高度對應(yīng)的重錘的瞬時速度
②在實驗得到的紙帶中，我們選用如圖乙所示的起點(diǎn)O與相鄰點(diǎn)之間距離約為2mm的紙帶來驗證機(jī)械能守恒定律。圖中A、B、C、D、E、F、G為七個相鄰的原始點(diǎn)，F(xiàn)點(diǎn)是第n個點(diǎn)。設(shè)相鄰點(diǎn)間的時間間隔為T，下列表達(dá)式可以用在本實驗中計算F點(diǎn)速度vF的是         。
A． vF = g（nT ）               B．vF = 
C．vF =                D．vF = 

③若代入圖乙中所測的數(shù)據(jù)，求得在誤差范圍內(nèi)等于                  （用已知量和圖乙中測出的物理量表示），即可驗證重錘下落過程中機(jī)械能守恒。即使在操作及測量無誤的前提下，所求也一定會略                  （選填“大于”或“小于”）后者的計算值，這是實驗存在系統(tǒng)誤差的必然結(jié)果。
④另一名同學(xué)利用圖乙所示的紙帶，分別測量出各點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離h，并分別計算出各點(diǎn)的速度v，繪出v2-h圖線，如圖丙所示。從v2-h圖線求得重錘下落的加速度g′=         m/s2（ 保留3位有效數(shù)字 ）。則由上述方法可知，這名同學(xué)是通過觀察v2-h圖線是否過原點(diǎn)，以及判斷      與       （用相關(guān)物理量的字母符號表示）在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等，來驗證機(jī)械能是否守恒的。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實驗題

（10分）用滴水法可以測定重力加速度的值，裝置如圖所示：
（1）下列操作步驟的正確順序為______________（只需填寫步驟前的序號）
①仔細(xì)調(diào)節(jié)水龍頭和擋板的位置，使得耳朵剛好聽到前一個水滴滴在擋板上的聲音的同時，下一個水滴剛好開始下落；
②用秒表計時：當(dāng)聽到某一水滴滴在擋板上的聲音的同時，開啟秒表開始計時，并數(shù)“1”，以后每聽到一聲水滴聲，依次數(shù)“2、3、…”，一直數(shù)到“n”時，計時結(jié)束，讀出秒表的示數(shù)為t.
③用刻度尺量出水龍頭口距離擋板的高度h；
④在自來水龍頭下安置一塊擋板Ａ，使水一滴一滴斷續(xù)地滴落到擋板上.
（2）寫出用上述步驟中測量的量計算重力加速度g的表達(dá)式：g=__________.

（3）為了減小誤差，改變h的數(shù)值，測出多組數(shù)據(jù)，記錄在表格中（表中t′ 是水滴從水龍頭口到Ａ板所用的時間，即水滴在空中運(yùn)動的時間）.利用這些數(shù)據(jù)，以_______為縱坐標(biāo)、以________為橫坐標(biāo)做圖，求出的圖線斜率的大小即為重力加速度g的值.
（4）利用表中的實驗數(shù)據(jù)，在空白處填上畫圖所需的數(shù)據(jù)，并在坐標(biāo)紙中作出以第（3）問回答的內(nèi)容為橫縱坐標(biāo)的圖象，并求出g=           m/s2.（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實驗題

在“用單擺測定重力加速度”的實驗中，用刻度尺量懸點(diǎn)到小球的距離為96.60 cm，用卡尺量得小球直徑是5.260 cm，測量周期有3次，每次是在擺球通過最低點(diǎn)時，按下秒表開始計時，同時將此次通過最低點(diǎn)作為第一次，接著一直數(shù)到計時終止，結(jié)果如下表
 
1
2
3
數(shù)的次數(shù)
61
81
71
時間/s
60.40
79.80
70.60
這個單擺振動周期的測定值是________s，當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹凳莀_______m/s2，(取三位有效數(shù)字)．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實驗題

（6分）某實驗小組設(shè)計了如下圖(a)所示的實驗裝置，通過改變重物的質(zhì)量，利用與位移傳感器、力傳感器相連的計算機(jī)可得滑塊運(yùn)動的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象．他們在軌道水平和傾斜的兩種情況下分別做了實驗，得到了兩條a－F圖線，如下圖(b)所示．

(1)圖線_______是在軌道左側(cè)抬得較高成為斜面情況下得到的(選填“①”或“②”)．
(2)滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量m＝_ _kg；滑塊和軌道間的動摩擦因數(shù)μ＝___.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實驗題

利用圖中所示的裝置可測量滑塊在斜面上運(yùn)動的加速度。一斜面上安裝有兩個光電門，其中光電門乙固定在斜面上靠近底端處，光電門甲的位置可移動，當(dāng)一帶有遮光片的滑塊自斜面上滑下時，與兩個光電門都相連的計時器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時間t。改變光電門甲的位置進(jìn)行多次測量，每次都使滑塊從同一點(diǎn)由靜止開始下滑，并用米尺測量甲、乙之間的距離s，記下相應(yīng)的t值；所得數(shù)據(jù)如下表所示。

s（m）
0．500
0．600
0．700
0．800
0．900
0．950
t（ms）
292．9
371．5
452．3
552．8
673．8
776．4
s/t（m/s）
1．71
1．62
1．55
1．45
1．34
1．22
完成下列填空和作圖：
（1）若滑塊所受摩擦力為一常量，滑塊加速度的大小a、滑塊經(jīng)過光電門乙時的瞬時速度v1測量值s和t四個物理量之間所滿足的關(guān)系式是_______；
（2）根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，在圖中給出的坐標(biāo)紙上畫出圖線；

（3）由所畫出的圖線，得出滑塊加速度的大小為a=____________m/s2（保留2位有效數(shù)字）。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實驗題

(10分)某同學(xué)利用圖甲中器材驗證機(jī)械能守恒實驗.如圖乙是該實驗得到的一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，現(xiàn)要取 A、B 兩點(diǎn)來驗證實驗，已知電磁打點(diǎn)計時器每隔0.02s打一個點(diǎn).


請回答下列問題：
①打點(diǎn)計時器應(yīng)接___________ (填“直流”或“交流”)________V的電源；
②可以判斷，連接重物的夾子應(yīng)夾在紙帶的     端
(填“左”或“右”)；
③若x2=4.80cm，則在紙帶上打下記數(shù)點(diǎn)B時的速度
vB =       m/s  (計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字).
④若x1數(shù)據(jù)也已測出，則實驗還需測出物理量為           .
⑤若分析實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)重物下落過程中減少的重力勢能明顯大于其增加的動能，則可能的原因是：                              . 

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同步練習(xí)冊答案