- 机械能守恒定律
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某探究学习小组的同学们欲探究“做功与物体动能变化的关系”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置。该学习小组的同学想用砂和砂桶的重力作为滑块受到的合外力,探究滑块所受合外力做功与滑块动能变化的关系。为了实现这个想法,该小组成员提出了以下实验措施,你认为有效的是:( )
正确答案
BDE
保持砂和砂桶的质量远小于滑块质量,A错;B对;把木板的左端垫起适当的高度以平衡摩擦力,C错;D对;
(6分)在“探究小车的速度随时间变化的规律”的实验中,某同学操作过程中有以下实验步骤:
E.把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上,并使附有定滑轮的一端伸出桌面;
F.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔;G.换上新纸带,重复操作两次。
(1)其中有错误的步骤是 ;应改正为 。
(2)将改正后的步骤按合理的顺序写在横线上: 。
正确答案
(6分)(1)①A
②应先接通电源,再放开纸带
(2)步骤顺序为:E、B、C、F、A、D、G
(1)拉住纸带,将小车移至靠近打点计时器处,先接通电源,再放开纸带(2)由本实验的实验步骤可知顺序为E、B、C、F、A、D、G
电磁打点计时器是可以记录物体运动信息的仪器,其工作电压约为 V;电源频率是50Hz, 则它每隔 s打一次点。在测定匀变速直线运动加速度实验中,某次实验纸带的记录如上图所示,每打5个点取一个记数点,分别标明0、1、2、3、4。量得x1=30.0mm,x2=36.0mm,x3=42.0mm,x4=48.0mm,则打印点2时小车的瞬时速度v2= m/s;物体的加速度a= m/s2
正确答案
4-6V 0.02S 0.39 m/s 0.6 m/s2
试题分析:电磁打点计时器的工作电压约为4-6V,打点的时间间隔是,每打5个点取一个记数点,相邻两计数点间的间隔是T=0.1s,
,由
得到
。
点评:本题学生熟练掌握会根据纸带求任一点的瞬时速度,若是匀变速运动会据纸带求其运动的加速度。
读出下面图中游标卡尺与螺旋测微器的读数,游标卡尺读数为________mm,螺旋测微器读数为________mm。
正确答案
16.60或15.55 m m(2分), 5.693 mm(2分)。(5.692-5.696)mm.
略
如图所示,在“研究平抛物体运动”的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长为。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为
= ;小球经b点的竖直速度___________;抛出点在a点上方的高度___________。(结果用
、
表示)
正确答案
,
,
试题分析:小球在竖直方向上做自由落体运动,在相等的时间内走过的位移差是一个定值,所以有,在水平方向上做匀速直线运动,所以
小球在b点的竖直速度为ac两点的竖直平均速度,故,在b点的速度为:
a点竖直方向的速度为,而
,联立解得:
点评:匀变速直线运动的一切规律都适用于自由落体运动
在测定匀变速直线运动的加速度的实验中,使用如下图所示的打点计时器测量小车做匀变速直线运动的加速度。根据打点计时器构造图,指出部件7的名称:__________。实验得到的一条纸带如下图所示,0、1、2、3……是选用的计数点,每相邻的计数点间还有4个打出的点没有在图上标出。图中还画出了某次实验将米尺靠在纸带上进行测量的情况,读出图中所给的计数点1的读数是_______cm。计算出物体的加速度的大小是_____m/s2(计算结果保留三位有效数字)。
正确答案
复写纸 12.60cm 1.60 m/s2
略
在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点,图中没有画出,打点计时器接周期为T=0.02s的交流电源。
(1)计算的公式为
(用给定字母表示);
(2)若测得,物体的加速度
m/s2。(结果保留三位有效数)
正确答案
3.00
试题分析:因为每相邻两个计数点间还有4个点,所以相邻的计数点之间的时间间隔为5T.
利用匀变速直线运动规律可知时间中点的速度等于平均速度,故根据匀变速直线运动的推论公式△x=a
可得,
在“用单摆测定重力加速度”的实验中,测得单摆摆角小于5°,完成n次全振动的时间为t,用毫米刻度尺测得摆线长为L,用螺旋测微器测得摆球直径为d。
(1) 从上图可知,摆球直径d的读数为________mm.
(2) 实验中有个同学发现他测得重力加速度的值偏大,其原因可能是( )
正确答案
(1)5.980mm (2)C
试题分析:(1)摆球直径d的读数为5.5mm+0.01mm×48.0="5.980mm." (2)根据,若悬点未固定紧,振动中出现松动,使摆线增长了,则测得的周期T偏小,g偏大,A错;摆球质量不影响周期,B错;把n次全振动时间误当成(n+1)次全振动时间,则测得的周期T偏小,g偏大,选项C正确;以摆线长作为摆长来计算,则L偏小,g偏小,选项D错误。
在“用单摆测定重力加速度”的实验中:
(1)摆动时偏角应满足的条件是 ,为了减小测量周期的误差,计时开始时,摆球应是经过最 (填“高”或“低”)点的位置,且用秒表测量单摆完成多次全振动所用的时间,求出周期.图甲中秒表示数为一单摆全振动50次所经过的时间,则单摆振动周期为 s。
(2)用最小刻度为1mm的刻度尺测摆长,测量情况如图乙所示.O为悬挂点,从图乙中可知单摆的摆长为 cm。
(3)若用L表示摆长,T表示周期,那么重力加速度的表达式为 。
正确答案
(1);低;2.05s (2)99.70-99.80(3)
(1)在验证单摆的回复力是否满足形式时,我们用到
这个式子,而此式成立的条件是单摆摆动时偏角不大于5度。在最低位置比较好判断。长指针转动一圈,小指针走半格,所以小指针上走了90s,大指针此时在
,故单摆全振动50次的时间为
,所以一周期为2.05s。
(2)从系摆线那点到球的中心为摆长。
(3)由公式得
某实验小组采用图示的装置“探究恒力做功与物体的动能改变量的关系”,图中小车中可放置砝码,实验中,小车碰到制动装置时,尚未到达地面,打点针时器工作频率为 50 Hz。实验中备有下列器材:
(1)其中多余的器材是 ,缺少的器材是
(2)器材中测量时间的工具是 (填写序号)
(3)实验中适当垫高轨道的一端是为了____________
(4)实验为了确保小车受到的合外力与钩码的重力基本相等,钩码的质量m与小车的质量M应满足
(5)若实验中外力对物体做功的大小与物体速度如下表所记录的数据关系,试分析功与物体速度之间的关系是 。
正确答案
(1)C.D,刻度尺 (2)A (3)平衡摩擦力 (4)m<<M;
(5)功与速度的平方成正比
略
利用打点计时器验证自由落体运动的机械能是否守恒,提供了如下器材:铁架台、低压交流电源、导线、天平、重物、纸带、刻度尺,其中多余的器材是: ,可以推断实验中测得的重力势能的减小将略 (填大于或小于)动能的增加。
正确答案
天平,大于
试题分析:验证机械能守恒定律时,要看看减少的重力势能mgh,和增加的动能的之间的关系,由于两者均含有质量,所以质量并不需要测量。因此天平多余。在验证过程中,由于存在空气阻力,所以减少的重力势能应该大于动能增加量。
点评:本题考查了验证机械能守恒定律的注意事项。在验证过程中由于重力势能、动能都含有质量,所以并不需要知道质量。
如图所示,两个质量各为m1、m2的小物块A和B, 分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端, 已知m1>m2. 现要利用此装置验证机械能守恒定律。
(1)若选定物块A从静止开始下落的过程进行测量, 则需要测量的物理量有_________.(在横线上填入选项前的编号)
①物块的质量m1、m2;
②物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间;
③物块B上升的距离及上升这段距离所用的时间;
④绳子的长度。
(2)为提高实验结果的准确程度, 某小组同学对此实验提出以下建议:
①绳的质量要轻;
②在“轻质绳”的前提下,绳子越长越好;
③尽量保证物块只沿竖直方向运动,不要摇晃
④两个物块的质量之差要尽可能小。
以上建议中确实对提高准确度有作用的是____________。(在横线上填入选项前的编号)
(3)写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议:_________________________________________________________________________。
正确答案
(1)①②或者①③。 (2)①③。
(3)例如:对同一高度进行多次测量取平均值;或受力后相对伸长尽量小的绳;等等。
略
(1)使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中,有如下基本步骤:
E.取下纸带
F.断开开关
这些步骤正确的排列顺序为______ _。
(2) 某同学利用打点计时器所记录的纸带来研究做匀变速直线运动小车的运动情况。实验中获得一条纸带如图所示。其中两相邻的计数点间有四个点未画出。已知所用电源的频率为50HZ,则相邻两个计数点间的时间为 s,打A点时小车运动的速度VA = m/s;小车运动的加速度a = m/s2.(后两空保留三位有效数字)
正确答案
(1)ABDCFE (3分)(2)0.1 s VA = 0.337m/s, a =0.393m/s2(每空2分)
试题分析:(1)先接通电源后松开纸带,最后先断开电源再取出纸带(2)所用电源的频率为50HZ 即每隔0.02 s打一个计时点,两相邻的计数点间有四个点未画出则有5个时间间隔即0.1s .匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度所以又。根据连续相等时间间隔内位移之差
,分析纸带可得
下图是用螺旋测微器测量两根金属棒直径的示意图,图(a)的读数是 mm,图(b)的读数是 mm。
正确答案
3.205 1.880
试题分析:a图中,乙图中
点评:解决本题的关键掌握螺旋测微器的读数方法,螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读.
在测定匀变速直线运动的加速度的实验中,计时器所用电源的频率为50 Hz。随小车一起做匀加速直线运动的纸带上记录下0、1、2、3、4、5等一些计数点如图所示,每相邻的两计数点之间,都有四个点未画出,那么从0到3经历的时间是_______。用米尺量出0到1、2、3、4、5的距离分别是2.78 cm、6.77 cm、11.96 cm、18.36 cm、25.97 cm,则小车在经历计数点3时的速度大小是_______m/s。
正确答案
0.30s 0.580
试题分析:每相邻的两个计数点之间有四个未画出,可知相邻计数点时间间隔5×0.02S=0.1s,计数点0到3经历的时间是3×0.1="0.3s" 。计数点3瞬间速度大小等于2、4之间的平均速度大小。
点评:容易题。对于匀变速直线运动的瞬时速度等于以这一点为中点时刻的一段纸带的平均速度,这段纸带不能太长也不能太短,合适的长度可以尽可能的减小误差。
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