热门试卷

如图所示是在“用DIS实验系统研究机械能守恒定律”的实验装置，完成下列有关问题：

（1）本实验中，采用的传感器是______（填写传感器名）．

（2）本实验中，先选取零势能面再进行实验，则零势能面位置的选取对验证摆锤动能与重力势能之和为常数______影响（选填“有”或“无”）．

（3）每次都准确从同一位置静止释放摆锤，改变传感器安装的高度，以同一零势能面测得四个不同位置的重力势能和动能数据．

分析实验数据可以发现，动能与势能之和（机械能）随测量位置的不同而不断减小，其可能的原因是：______．

（1）在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在电压为E，频率为f，的交流电源上，在实验中打下一条理想纸带，如图1所示，选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点的距离为s0，点AC间的距离为s1，点CE间的距离为s2，已知重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，则：

①从起始点O到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量为△EP=______，重锤动能的增加量为△EK______．

②根据题中提供的条件，可求出重锤实际下落的加速度a=______，它和当地的重力加速度g进行比较，则a______g（填大于，等于，小于）．

（2）如图2给出器材为：电源E（电动势为12V，内阻不计），木板N（板上从下往上依次叠放白纸、复写纸、导电纸各一张），两个金属条A、B（平行放置在导电纸上，与导电纸接触良好，用作电极），滑线变阻器R（其总阻值小于两平行电极间导电纸的电阻），直流电压表

（量程为6V，内阻很大，其负接线柱与B极相连，正接线柱与探针P相连），开关K．现要用图中仪器描绘两平行金属条AB间电场中的等势线．AB间的电压要求取为6V．

（Ⅰ）在图2中连线，画成实验电路原理图．

（Ⅱ）下面是主要的实验操作步骤，将所缺的内容填写在横线上方．

a．接好实验电路．

b．______．

c．合上K，并将探针P与A相接触．

d．______．

e．用探针压印的方法把A、B的位置标记在白纸上．画一线段连接AB两极，在连线上选取间距大致相等的5个点作为基准点，用探针把它们的位置印在白纸上．

f．将探针与某一基准点相接触，______，这一点是此基准的等势点．用探针把这一点的位置也压印在白纸上．用相同的方法找出此基准点的其它等势点．

g．重复步骤f，找出其它4个基准点的等势点．取出白纸画出各条等势线．

（3）如图3是多用表的刻度盘，当选用量程为50mA的电流档测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为______mA；若选用倍率为“×100”的电阻档测电阻时，表针也指示在图示同一位置，则所测电阻的阻值为______Ω．如果要用此多用表测量一个约2.0×104Ω的电阻，为了使测量比较精确，应选的欧姆档是______（选填“×10”、“×100”或“×1K”）．换档结束后，实验操作上首先要进行的步骤是______．

DIS实验是利用现代信息技术进行的实验。学生实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图（a）所示，某组同学在一次实验中，选择DIS以图像方式显示实验的结果，所显示的图像如图（b）所示。图像的横轴表示小球距D点的高度h，纵轴表示摆球的重力势能Ep、动能Ek或机械能E。试回答下列问题：

（1）图（b）的图像中，表示小球的重力势能Ep、动能Ek、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是__________________（按顺序填写相应图线所对应的文字）。

（2）图（a）所示的实验装置中，小球起到_____ 的作用。

（3）根据图（b）所示的实验图像，可以得出的结论是____________________________________。

某同学做“验证机械能守恒定律”实验

（1）该同学开始实验时情形如图所示，接通电源释放纸带。请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方：（i）______________________；（ii）_____________________。

（2）该同学经修改错误后，在正确操作下，研究从静止开始下落的物体所受阻力的情况，得到如图所示的纸带（A、B、C、D、E均为相邻的打点），测出A、C间的距离为14.77cm，点C、E间的距离为16.33cm。已知当地重力加速度为10m/s2，电源的频率为50Hz，重锤质量为m=1.0kg，设重锤所受阻力大小不变。在从A下落到E的过程中，阻力大小______________N，通过C点时的即时速度大小为________________m/s。（经果保留三位有效数字）

某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。弧形轨道末端水平，离地面的高度为H。将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s。

（1）若轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足s2＝____________（用H、h表示）。

（2）该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示，请在坐标纸上作出s2－h关系图。

（3）对比实验结果与理论计算得到的s2－h关系图线（图中已画出），自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率____________（填“小于”或“大于”）理论值。

（4）从s2－h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是________________________。

（1）在做“验证机械能守恒定律”的实验时，实验小组A不慎将一条选择好的纸带的前面一部分损坏，剩下的一部分纸带上各点间的距离如图所示的数值，

已知打点计时器的周期为T=0.02s，重力加速度g=9.8 m/s2；重锤的质量为m，已知S1=0.98cm，S2=1.42cm，S3=1.78cm，则记录B点时重锤的动能EKB =______________J记录C点时重锤的动能EKC = 0.32mJ；重锤从B点到C点重力势能变化量是___________J，动能变化量是_____________J。从而可以得出结论：_____________________（计算结果保留3位有效数字）。

（2）在验证机械能守恒定律的实验中

①自由落下的重锤质量要大一些，这是为了减少_____________________________对实验的影响。

②实验中__________测定重锤的质量（填“要”或“不要”）。

在“验证机械能守恒定律”的实验中，如果纸带上前面几点比较密集，不够清楚，可舍去前面比较密集的点，在后面取一段打点比较清楚的纸带，同样可以验证。如图所示，取O点为起始点，各点的间距已量出并标注在纸带上，所用交流电的频率为50Hz，g取10m/s2，重锤的质量为m（为什么不需要测量其值？）。

（1）打A点时，重锤下落的速度为vA＝________，重锤的动能EkA＝_________。　

（2）打F点时，重锤下落的速度为vF＝_________，重锤的动能EkF＝ ___________。

（3）打点计时器自打A点开始到打出F点，重锤重力势能的减少量ΔEP＝____________，动能的增加量为ΔEk＝____________。

（4）根据纸带提供的数据计算，在误差允许的范围内，重锤从打点计时器打A开始到打出F点的过程中，得到的结论是________________________。

用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。

甲

（1）实验小组A不慎将一条选择好的纸带的前面一部分损坏了，剩下的一部分纸带上各点间的距离如图所示的数值，已知打点计时器的周期为T=0.02S，重力加速度g=10m/s2；重锤的质量为m=1kg，已知S1=0.98cm，S2=1.42cm，S3=1.78cm，S4=2.18cm，重锤从B点到C点重力势能变化量是_________________J，动能变化量是_________________J。（结果保留三位有效数字）

乙

（2）若实验小组B在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加，其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用，因此想到可以通过该实验装置测阻力的大小。根据已知当地重力加速度公认的较准确的值为g，电源的频率为f,用这些物理量求出了重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F＝___________（用字母g、m、f、S1、S2、S3、S4表示）。

在验证机械能守恒定律的实验中，某个小组的三位同学按照正确的操作选得纸带如图。其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点。该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g = 9.80 m/s2，打点计时器所用电源频率为f = 50 Hz，设重锤质量为1.00 kg。

（1）甲同学发现，图中的B是除起始点外打点计时器打下的第n个点。因此他用vB = ngT（T是打点计时器的打点周期）计算B点对应时刻物体的速度，这样得到的结果是重力势能的减少量_______动能的增加量（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（2）乙同学认为，可以利用O点到B点的距离hB计算B点对应时刻物体的速度vB=，这样得到的结果是重力势能的减少量_______动能的增加量（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（3）丙同学用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的即时速度，若hA = 9.51 cm，hB = 12.42 cm，hC = 15.70 cm，则丙同学算得该段重锤重力势能的减少量为_______J（计算结果保留三位有效数字，下同），而动能的增加量为________J，这样得到的结果是使重力势能的减少量_______动能的增加量（填“大于”、“小于”或“等于”）。