題目列表(包括答案和解析)
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在“驗證機械能守恒定律”實驗中,
I. 第一組同學用打點計時器按照圖示裝置進行實驗,則
(1)對于自由下落的重物,下述選擇的條件哪種更為有利?( )
A. 只要足夠重就可以。
B. 只要體積足夠小就可以。
C. 既要足夠重,又要體積非常小。
D. 因為不需要知道動能和勢能的具體數值,不需要測量重物的質量,所以對重物可任意選擇。
(2)已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz。查得當地的重力加速度g=9.80m/s2,測得所用的重物的質量為1.00kg。實驗中得到一條點跡清晰的紙帶,如圖所示,把第一個點記作O,在紙帶上另取連續(xù)4個點A、B、C、D作為測量的點,經測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm。根據以上數據,可知重物由O點運動到C點,重力勢能減少量等于 J,動能的增加量等于 J。(取3位有效數字)
II. 第二組同學利用下圖所示的實驗裝置,驗證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)從由靜止釋放到通過光電門這一過程機械能守恒。實驗開始時,氣軌已經調成水平狀態(tài)。
(1)已知遮光條的寬度為d,實驗時將滑塊從圖示位置由靜止釋放,由數字計時器讀出遮光條通過光電門的時間為t,則滑塊經過光電門時的速度為 。
(2)在本次實驗中還需要測量的物理量有(文字說明并用相應的字母表示):鉤碼的質量m、 和 。
3)本實驗通過比較 和 (用測量的物理量符號表示)在實驗誤差允許的范圍內是否相等,從而驗證系統(tǒng)的機械能是否守恒。
在驗證機械能守恒的實驗中(實驗裝置如圖),有下列A至F六個步驟:
A.將打點計時器豎直固定在鐵架臺上
B.接通電源,再松開紙帶,讓重錘自由下落
C.取下紙帶,更換紙帶(或將紙帶翻個面),重新做實驗
D.將重錘固定在紙帶的一端,讓紙帶穿過打點計時器,用手提紙帶
E.選擇一條紙帶,用刻度尺測出重錘下落的高度h1、h2、h3、…… hn ,計算出對應的即時速度vn
F.分別算出,比較在實驗誤差范圍內是否相等.
(1)以上實驗步驟按合理的操作步驟排列應該是
某個實驗小組的甲乙兩位同學按照正確的操作選得紙帶如圖示.其中O是起始點,A、B、C是打點計時器連續(xù)打下的3個點.用毫米刻度尺測得O到A、B、C各點的距離分別為hA =9.51cm、hB=12.42cm、hC=15.70cm,現利用OB段所對應的運動來驗證機械能守恒,已知當地的重力加速度g=9.80m/s2,打點計時器所用電源頻率為f=50Hz,設重錘質量為0.1kg.
(2)根據以上數據可以求得重錘在OB段所對應的運動過程中減小的重力勢能為__________J(計算結果保留三位有效數字,下同),而動能的增加量為________J.實驗發(fā)現二者并不完全相等,請指出一個可能的原因__________________________________.
(3)處理數據過程中,甲乙兩位同學分別發(fā)現了一種計算B點對應時刻物體速度vB的新思路:
甲同學發(fā)現,圖中的B是除起始點外打點計時器打下的第n個點.因此可以用從O點到B點的時間nT(T是打點計時器的打點周期)計算,即vB =gnT,再依此計算動能的增量.
乙同學認為,可以利用從O點到B點的距離hB計算,即,再依此計算動能的增量.
你認為,他們新思路中( )
A.只有甲同學的思路符合實驗要求 B.只有乙同學的思路符合實驗要求
C.兩位同學的思路都符合實驗要求 D.兩位同學的思路都不符合實驗要求
(4)在上圖紙帶基礎上,某同學又選取了多個計數點,并測出了各計數點到第一個點O的距離h,算出了各計數點對應的速度v,以h為橫軸,以為縱軸畫出的圖線應是如下圖中的 .圖線的斜率表示 .
在“驗證機械能守恒定律”實驗中,
I. 第一組同學用打點計時器按照圖示裝置進行實驗,則
(1)對于自由下落的重物,下述選擇的條件哪種更為有利?( )
A. 只要足夠重就可以。
B. 只要體積足夠小就可以。
C. 既要足夠重,又要體積非常小。
D. 因為不需要知道動能和勢能的具體數值,不需要測量重物的質量,所以對重物可任意選擇。
(2)已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz。查得當地的重力加速度g=9.80m/s2,測得所用的重物的質量為1.00kg。實驗中得到一條點跡清晰的紙帶,如圖所示,把第一個點記作O,在紙帶上另取連續(xù)4個點A、B、C、D作為測量的點,經測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm。根據以上數據,可知重物由O點運動到C點,重力勢能減少量等于 J,動能的增加量等于 J。(取3位有效數字)
II. 第二組同學利用下圖所示的實驗裝置,驗證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)從由靜止釋放到通過光電門這一過程機械能守恒。實驗開始時,氣軌已經調成水平狀態(tài)。
(1)已知遮光條的寬度為d,實驗時將滑塊從圖示位置由靜止釋放,由數字計時器讀出遮光條通過光電門的時間為t,則滑塊經過光電門時的速度為 。
(2)在本次實驗中還需要測量的物理量有(文字說明并用相應的字母表示):鉤碼的質量m、 和 。
3)本實驗通過比較 和 (用測量的物理量符號表示)在實驗誤差允許的范圍內是否相等,從而驗證系統(tǒng)的機械能是否守恒。
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