物體在空中下落的過程中,重力做正功,物體的動能越來越大,為了“探究重力做功和物體動能變化間的定量關(guān)系”,我們提供了如圖的實驗裝置.

(1)某同學(xué)根據(jù)所學(xué)的知識結(jié)合該圖設(shè)計一個本實驗情景的命題:
如圖所示,設(shè)質(zhì)量為m(已測定)的小球在重力mg作用下從開始端自由下落,測出小球下落至光電門時發(fā)生的____________和通過光電門時的____________,試探究外力做的功____________ 與小球動能變化量____________的定量關(guān)系.(請在①②空格處填寫物理量的名稱和對應(yīng)符號;在③④空格處填寫數(shù)學(xué)表達式.)
(2)某同學(xué)根據(jù)上述命題進行如下操作并測出如下數(shù)字.(在計算過程中g(shù)取10 m/s2,所有計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)
①用天平測定小球的質(zhì)量為0.50 kg;
②用游標(biāo)尺測出小球的直徑為10.0 mm;
③用刻度尺測出電磁鐵下端到光電門的距離為80.80 cm;
④電磁鐵先通電,讓小球________;
⑤________,小球自由下落;      ⑥在小球經(jīng)過光電門時間內(nèi),計時裝置記下小球經(jīng)過光電門所用時間為2.50×10-3 s,由此可算得小球經(jīng)過光電門時的速度為________m/s;
⑦計算得出重力做的功為________ J,小球動能變化量為________J。
(3)試根據(jù)在(2)條件下做好本實驗的結(jié)論:________________________________.
(1)位移x  速度v    mgx      (2)④吸在開始端  
⑤電磁鐵斷電 、4.00  ⑦4.04      4.00    (3)在誤差允許范圍內(nèi),重力做的功與物體動能的變化量相等

試題分析:(1)該實驗要探究重力做功和物體動能變化的定量關(guān)系,所以我們要測量小球在重力mg作用下從開始端自由下落至光電門發(fā)生的位移x通過光電門時的速度v,來探究外力做的功與小球動能變化量的定量關(guān)系.
(2)④電磁鐵先通電,讓小球吸在開始端.使得小球處于靜止?fàn)顟B(tài).
⑤電磁鐵斷電,小球只受重力,小球自由下落.
⑥利用平均速度代替瞬時速度算得小球經(jīng)過光電門時的速度得:小球經(jīng)過光電門時的速度為
⑦重力做功 J
小球動能變化量為
(3)在誤差允許范圍內(nèi),重力做的功與物體動能的變化量相等.
點評:本題關(guān)鍵是要根據(jù)探究功與動能變化關(guān)系的實驗的實驗原理,測出需要比較的物理量.計算過程中要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留.
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

利用如圖所示的裝置可以研究影響向心力大小的因素。轉(zhuǎn)動手柄1,使長槽4和短槽5分別隨變速塔輪2和3勻速轉(zhuǎn)動。皮帶分別套在塔輪2和3上的不同圓盤上,可使兩個槽內(nèi)的小球分別以幾種不同的角速度做勻速圓周運動。小球做圓周運動的向心力由橫臂6的擋板對小球的壓力提供,球?qū)醢宓姆醋饔昧Γㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測力筒7下降,從而露出標(biāo)尺8。標(biāo)尺8上露出的等分格子的多少可以顯示出__________________________。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實驗題

某同學(xué)利用下述裝置對輕質(zhì)彈簧的彈性勢能進行探究,一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上,彈簧左端固定,右端與一小球接觸而不固連:彈簧處于原長時,小球恰好在桌面邊緣,如圖(a)所示。向左推小球,使彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放。小球離開桌面后落到水平地面。通過測量和計算,可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能。

回答下列問題:
(1)本實驗中可認(rèn)為,彈簧被壓縮后的彈性勢能Ep與小球拋出時的動能Ek相等。已知重力加速度大小為g,為求得Ek,至少需要測量下列物理量中的          (填正確答案標(biāo)號)。
A.小球的質(zhì)量m
B.小球拋出點到落地點的水平距離s
C.桌面到地面的高度h
D.彈簧的壓縮量△x
E.彈簧原長l0
(2)用所選取的測量量和已知量表示Ek,得Ek=           。
(3)圖(b)中的直線是實驗測量得到的s—△x圖線。從理論上可推出,如果h不變。m增加,s—△x圖線的斜率會      (填“增大”、“減小”或“不變”);如果m不變,h增加,s—△x圖線的斜率會   (填“增大”、“減小”或“不變”)。由圖(b)中給出的直線關(guān)系和Ek的表達式可知,Ep與△x        次方成正比。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示是“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗裝置,實驗中,通過改變橡皮筋的條數(shù)來改變橡皮筋對小車做的功。下列說法正確的是
A.實驗中不需要平衡阻力
B.釋放小車后開啟打點計時器
C.需要測量橡皮筋對小車做功的數(shù)值
D.每次都要從同一位置由靜止釋放小車

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實驗題

用如圖所示的裝置驗證小球做自由落體運動時機械能守恒,圖中O為釋放小球的位置,A、B、C、D為固定速度傳感器的位置且與O在同一條豎直線上。

(1)若當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,還需要測量的物理量有__________。
A.小球的質(zhì)量m
B.小球下落到每一個速度傳感器時的速度v
C.小球下落到每一個速度傳感器時下落的高度h
D.小球下落到每一個速度傳感器時所用的時間t
(2)作出v2—h圖象,由圖象算出其斜率k,當(dāng)k=____________可以認(rèn)為小球下落過程中機械能守恒。
(3)寫出對減小本實驗誤差有益的一條建議:_______________________________________
________________________。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實驗題

在驗證“機械能守恒”實驗中,一同學(xué)進行如下操作:
①將打點計時器水平地固定在鐵架臺上
②將長約0.5 m的紙帶用小夾子固定在重物上后穿過打點計時器.用手提著紙帶,使重物靜止在靠近打點計時器的地方
③先松開紙帶,后接通電源,讓重物自由下落,計時器就在紙帶上打下一系列的點
④換幾條紙帶,重做上面的實驗
⑤在打出的紙帶中挑選第一、二兩點間距接近2 mm,且點跡清楚的紙帶進行測量,先記下O點的位置,依次再取四個計數(shù)點A、B、C、D.求出相應(yīng)位置對應(yīng)的速度及其下落的高度
⑥將測量數(shù)據(jù)及計算結(jié)果填入自己設(shè)計的表格中
⑦根據(jù)以上測得數(shù)據(jù)計算相應(yīng)的v2和gh的值.驗證機械能守恒定律
(1)以上操作有錯誤的是         ;
(2)實驗中選出一條紙帶如圖所示.其中O點為起始點,A、B、C、D為四個計數(shù)點,打點計時器所選用電源是頻率為50 Hz的交流電,用最小刻度為1 mm的刻度尺,測得OA="11.13" cm,OB="17.69" cm,OC="25.90" cm.,在計數(shù)點A和B之間,B和C之間各還有一個點,重錘的質(zhì)量為m="1.5" kg,根據(jù)以上數(shù)據(jù),當(dāng)打點到B點時重錘的重力勢能比開始下落時減少了           ,這時它的動能是           ;(保留三位有效數(shù)字,g取9.8 m/s2

(3)實驗中往往出現(xiàn)重錘的重力勢能減少量大于動能的增加量,其主要原因是           
                                                             

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

用打點計時器拉動通過計時器的紙帶來分析物體運動速度和加速度的實驗中,可以分析的運動應(yīng)該是(   )
A.速度恒為正值,加速度亦為正值的運動
B.速度恒為負(fù)值,加速度亦為負(fù)值的運動
C.速度由正值變負(fù)值,加速度為負(fù)值的運動
D.速度由負(fù)值變正值,加速度為正值的運動

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實驗題

(1)在“研究平拋物體運動”的實驗中,可以描繪平拋物體運動軌跡和求物體的平拋初速度。實驗簡要步驟如下:

A.讓小球多次從斜槽上同一位置上由靜止?jié)L下,記下小球落在接球凹槽的一系列位置;
B.安裝好器材,注意斜槽末端水平和平板豎直,記下斜槽末端O點和過O點的豎直線;
C.測出曲線上某點的坐標(biāo)x 、y ,算出該小球的平拋初速度,實驗需要對多個點求v0的值,然后求它們的平均值。
D.取下白紙,以O(shè)為原點,以豎直線為軸建立坐標(biāo)系,用平滑曲線畫平拋軌跡。
上述實驗步驟的合理順序是_                   _____(只排列序號即可);步驟C中計算小球平拋運動的初速度的表達式為         
(2).在探究平拋運動規(guī)律的實驗中,下列關(guān)于實驗誤差的的說法,正確的是(    )
A.若斜槽軌道末端沒有調(diào)整水平,會導(dǎo)致誤差              
B.斜槽軌道的不光滑會產(chǎn)生誤差
C.為減小實驗誤差,實驗小球應(yīng)選用質(zhì)量較大、體積較小的金屬球
D.小球在斜槽軌道上釋放點的高度越高,實驗誤差越小
(3)某同學(xué)在做平拋運動實驗時得到了如圖所示的物體運動軌跡,因為記錄軌道末端位置,在軌跡上任取一點a為坐標(biāo)原點建立如圖的坐標(biāo)系(y軸豎直,x軸水平),又在軌跡上另取b、c兩點的位置(如圖). (g取10m/s2)則

①小球平拋的初速度為      m/s.
②小球開始做平拋運動的位置坐標(biāo)為x=       cm,y=       cm.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

在驗證機械能守恒定律的實驗中
①自由落下的重錘質(zhì)量要大一些,這是為了減少               對實驗的影響.
②實驗中          測定重錘的質(zhì)量( 填“要”或“不要” )

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同步練習(xí)冊答案