【題目】用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。實驗所用的電源為學生電源,輸出電壓為6V 的交流電和直流電兩種,重物從高處由靜止開始落下,重物拖著的紙帶通過打點計時器打出一系列的點,對紙帶上的點的痕跡進行測量,即可驗證機械能守恒定律。

(1)下面列舉了該實驗的幾個操作步驟:

A.按照圖示的裝置安裝器件;

B.將打點計時器接到電源的直流輸出端上;

C.用天平測量出重物的質(zhì)量;

D.釋放懸掛紙帶的夾子,接通電源開關(guān)打出一條紙帶;

E.測量打出的紙帶上某些點之間的距離;

F.根據(jù)測量的結(jié)果計算重物下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能。

其中沒有必要進行的步驟是__________;操作不恰當?shù)牟襟E是___________。

(2)某同學做“驗證機械能守恒定律”的實驗時,打下的一條紙帶如圖所示,0點為起始點,測得3 點、6 點、9 點與第一點0 間的距離分別為hA=1.75cm,hB=7.00cm,hC=15.70cm,交流電的周期是0.02s,當?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8m/s2,設重物的質(zhì)量是m=1.00kg,則從0 點到6 點,重物的動能增量ΔEk=____J,重物重力勢能減少量ΔEp=____________J。(兩空有效數(shù)字均保留至小數(shù)點后第2位)

(3)在驗證機械能守恒定律的實驗中發(fā)現(xiàn),重物減少的重力勢能總是大于重物動能的增加,其原因主要是在重物下落過程中存在著阻力的作用,可以通過該實驗裝置測定該阻力的大小。若已知當?shù)刂亓铀俣葹間,重物的質(zhì)量為m,打點計時器的打點頻率為f,AC 和CE 之間的距離分別為s1,s2,如圖所示。請用上述已知量表示出重物在下落過程中受到的平均阻力大小為F=__________。

【答案】 (1)C BD (2)0.67 0.69

【解析】(1)因為我們是比較mgh、mv2的大小關(guān)系,故m可約去比較,不需要用天平,故C沒必要.將打點計時器應接到電源的“交流輸出”上,故B錯誤.步驟D應先接通電源后放紙帶;故錯誤的步驟是BD.
(2)在勻變速直線運動中,時間中點瞬時速度等于該過程中的平均速度,由此可得打第6個點時的速度為:

則從0點到6點,重物的動能增量:△Ek=mv62×1.00×(1.1625)2J≈0.67J
從打下起始點O到打下C點的過程中,重錘重力勢能的減少量等于重力所做功,因此有:
△EP=mghB=0.69J

(3)由題意可知,s1、s2是相鄰的相等時間內(nèi)的位移,而計數(shù)點時間T′=2T.
由△x=aT′2可得: ;
設阻力大小為F,由牛頓第二定律可知,mg-F=ma,
得 F=m(g-a)=m(g-).

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在利用自由落體法“驗證機械能守恒定律”的實驗中:

(1)打點計時器所用交流電的頻率為50 Hz,實驗得到的甲、乙兩條紙帶如圖所示,應選______紙帶好。

(2)若通過測量紙帶上某兩點間的距離來計算某時刻的瞬時速度,進而驗證機械能守恒定律,現(xiàn)測得2、4兩點間的距離為X1,0、3兩點間的距離為X2,打點周期為T,為了驗證0、3兩點間的機械能守恒,則X1、X2和T應滿足的關(guān)系是______。

(3)在本實驗中,需要特別注意的有______

A.稱出重物的質(zhì)量

B.手提紙帶,先接通電源再釋放紙帶讓重物落下

C.可不考慮前面較密集的點,選取某個清晰的點作為起始運動點處理紙帶,驗證mgh=mv2/2是否成立

D.必須選取第1、2兩點間距離一定等于2mm的紙帶,才能從第1點起處理紙帶,驗證mgh=mv2/2是否成立

(4)在本節(jié)實驗中,根據(jù)紙帶算出各點的速度v,量出下落距離h,則以v2/2為縱軸,以h為橫軸,畫出的圖象應是下圖所示中的哪個______。

A. B. C. D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】利用傳感器與計算機結(jié)合,可以繪制出物體運動的圖象。某同學在一次實驗中得到一沿平直軌道運動的小車的速度–時間圖象如圖所示,由此圖象可知

A.小車在20~40 s做加速度恒定的勻變速直線運動

B.20 s末小車回到出發(fā)點

C.小車0~10 s內(nèi)的平均速度大于10~20 s內(nèi)的平均速度

D.小車10~30 s內(nèi)的加速度方向相同

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】兩個完全相同的條形磁鐵,放在平板AB上,磁鐵的N、S極如圖所示,開始時平板及磁鐵皆處于水平位置,且靜止不動.

甲:現(xiàn)將AB突然豎直向上平移(平板與磁鐵之間始終接觸),并使之停在AB處,結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩個條形磁鐵吸在了一起.

乙:如果將AB從原來位置突然豎直向下平移(平板與磁鐵之間始終接觸),并使之停在位置AB處,結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩條形磁鐵也吸在了一起,則下列說法正確的是(

A.開始時兩磁鐵靜止不動說明磁鐵間的作用力是排斥力

B.開始時兩磁鐵靜止不動說明磁鐵有慣性

C.甲過程中磁鐵開始滑動時,平板正在向上減速

D.乙過程中磁鐵開始滑動時,平板正在向下減速

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖為用拉力傳感器和速度傳感器探究加速度與物體受力的關(guān)系實驗裝置.用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小,在長木板上相距L=48.00cmAB兩點各安裝一個速度傳感器,分別記錄小車到達AB時的速率.

實驗主要步驟如下:

將拉力傳感器固定在小車上;

平衡摩擦力,讓小車做勻速直線運動;

把細線的一端固定在拉力傳感器上,另一端通過定滑輪與鉤碼相連;

接通電源后自C點釋放小車,小車在細線拉動下運動,記錄細線拉力F的大小及小車分別到達A、B時的速率vAvB;

改變所掛鉤碼的數(shù)量,重復的操作.

1)表中記錄了實驗測得的幾組數(shù)據(jù),是兩個速度傳感器記錄速率的平方差,請將表中第3次的實驗數(shù)據(jù)填寫完整(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(請寫在答題紙的橫線上);

次數(shù)

F/N

m3/s3

am/s2

1

0.60

0.77

0.80

2

1.04

1.61

1.68

3

1.42

2.34


4

2.62

4.65

4.84

5

3.00

5.49

5.72

2)依據(jù)表中數(shù)據(jù),在坐標紙上作出aF關(guān)系圖線;

3)比較實驗結(jié)果與理論計算得到的關(guān)系圖線(圖2中已畫出理論圖線),造成上述偏差的原因是

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】甲、乙兩個物體在同一時刻沿同一直線運動,他們的速度–時間圖象如圖所示,下列有關(guān)說法正確的是

A.在4~6 s內(nèi),甲、乙兩物體的加速度大小相等、方向相反

B.前6 s內(nèi)甲通過的路程更大

C.前4 s內(nèi)甲、乙兩物體的平均速度相等

D.甲、乙兩物體一定在2 s末相遇

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一勁度系數(shù)為200N/m的輕質(zhì)彈簧,原長為20cm,當它的形變量為10cm時彈簧的狀態(tài)以及彈力的大小為

A. 彈簧一定處于拉伸狀態(tài)

B. 彈簧可能處于壓縮狀態(tài)

C. 彈力的大小為40N

D. 彈力的大小為20N

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(7分)如圖為測量物塊與水平桌面之間動摩擦因數(shù)的實驗裝置示意圖。實驗步驟如下:

A.用天平測出物塊質(zhì)量M500g、重物質(zhì)量m200g;

B.調(diào)整長木板上的輕滑輪,使細線水平;

C.調(diào)整長木板傾斜程度,平衡摩擦力;

D.打開電源,讓物塊由靜止釋放,打點計時器在紙帶上打出點跡;

E.多次重復步驟(D),選取點跡清晰的紙帶,求出加速度a;

F.根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)求出動摩擦因數(shù)μ

回到下列問題:

1)以上實驗步驟中,不需要的步驟是_____;

2)某紙帶如圖所示,各點間還有4個點未標出,則物塊的加速度a___ms2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字);

3)根據(jù)實驗原理,動摩擦因數(shù)μ_____(用M、m、a和重力加速度g表示)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(18分)如圖所示,等腰直角三角形ACD的直角邊長為2aPAC邊的中點,QCD邊上的一點,DQ=a。在△ACD區(qū)域內(nèi),既有磁感應強度大小為B.方向垂直紙面向里的勻強磁場,又有電場強度大小為E的勻強電場,一帶正電的粒子自P點沿平行于AD的直線通過△ACD區(qū)域。不計粒子的重力。

1)求電場強度的方向和粒子進入場區(qū)的速度大小v0;

2)若僅撤去電場,粒子仍以原速度自P點射入磁場,從Q點射出磁場,求粒子的比荷;

3)若僅撤去磁場,粒子仍以原速度自P點射入電場,求粒子在△ACD區(qū)域中運動的時間。

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