(10分)某同學(xué)利用透明直尺和光電計時器來驗證機(jī)械能守恒定律,實驗的簡易示意圖如圖甲所示,當(dāng)有不透光物體從光電門間通過時,光電計時器就可以顯示物體的擋光時間。光電門傳感器可測的最短時間為0.01ms。將擋光效果較好的黑色磁帶(寬度為d)貼在透明直尺上,從一定高度由靜止釋放,并使其豎直通過光電門。某同學(xué)測得各段黑色磁帶通過光電門的時間△ti與圖中所示的高度差△hi,并將部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行了處理,結(jié)果如下表所示。(取g=9.8 m/s2,注:表格中M為直尺質(zhì)量)


次數(shù)
?ti(10-3s)
 (m·s-1)

?hi(m)
Mg?hi
1
1.56
2.85
 
 
 
2
1.46
3.05
0.59M
0.06
0.59M
3
1.37
3.25
1.22M
0.13
1.23M
4
1.30
3.42
1.79M
0.18
1.80 M
5
1.25
3.55
2.25M
0.23
2.26M
(1)從表格中數(shù)據(jù)可知,直尺上磁帶通過光電門的瞬時速度是利用求出的,請你簡要分析該同學(xué)這樣做的理由是:                                   。
(2)該同學(xué)用20等分的游標(biāo)卡尺測量出黑色磁帶的寬度,其示數(shù)如圖乙所示,則d =_______mm。
(3)根據(jù)該實驗表格數(shù)據(jù),請在答題紙上繪出圖像,由圖像可得出結(jié)論:                   

(1)瞬時速度等于極短時間或極短位移內(nèi)的平均速度  (2分)(2)  4.45mm  (2分)
(3)在誤差允許范圍內(nèi),直尺在下落過程中機(jī)械能守恒(2分)

解析試題分析:(1)寬度為d的黑色磁帶位移極短,速度變化量小,平均速度接近于瞬時速度(2)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)分兩部分,一部分是游標(biāo)尺零刻度線左側(cè)讀出主尺上毫米的整數(shù)部分即,另一部分是游標(biāo)尺與主尺對齊的第條刻度線乘以精確度即,最終讀數(shù)為(3)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制圖如下。根據(jù)圖像可見增加的動能等于減少的重力勢能,所以機(jī)械能守恒。

考點:游標(biāo)卡尺 光電門的使用 驗證機(jī)械能守恒

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

在做“研究勻變速直線運動”的實驗時,為了能夠較準(zhǔn)確地測出加速度,將你認(rèn)為正確的選項前面的字母填在橫線上:______________________

A.把附有滑輪的長木板放在實驗桌上,并使滑輪伸出桌面
B.把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端,連接好電路
C.再把一條細(xì)繩拴在小車上,細(xì)繩跨過滑輪,下邊掛上合適的鉤碼
D.把紙帶穿過打點計時器,并把它的一端固定在小車的后面
E.把小車停在靠近打點計時器處,接通直流電源后,放開小車,讓小車拖著紙帶運動,打點計時器就在紙帶上打下一系列的點,隨后立即關(guān)閉電源,換上新紙帶,重復(fù)三次
F.從三條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶,舍掉開頭比較密集的點,在后邊便于測量的地方找一個開始點,并把每打五個點的時間作為時間單位.在選好的開始點下面記作0,往后第六個點作為計數(shù)點1,依此標(biāo)出計數(shù)點2、3、4、5、6,并測算出相鄰兩點間的距離
G.根據(jù)公式a1=(x4x1)/3T2,a2=(x5x2)/3T2,a3=(x6x3)/3T2=(a1a2a3)/3求出

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

(9分)現(xiàn)要測量某小量程電流表的內(nèi)阻,可選用的器材如下:
A.待測電流表A(量程10 mA,內(nèi)阻約5~8Ω)
B.電壓表V1(量程0.3 V,內(nèi)阻約3kΩ)
C.電壓表V2(量程3 V,內(nèi)阻約30kΩ)
D.滑動變阻器R1(10Ω,0.2A)
E.滑動變阻器R2(100Ω,0.1A)
F.標(biāo)準(zhǔn)電阻R0(R0=20Ω)
G.電源E(電動勢3V,內(nèi)阻約1Ω)
H.開關(guān)S及導(dǎo)線若干。
要求:測量結(jié)果盡可能精確;能測多組數(shù)據(jù)且電流表、電壓表的示數(shù)能從零開始調(diào)節(jié);所設(shè)計電路安全且便于操作。
(1)請同學(xué)們在虛線框內(nèi)將電路補(bǔ)充完整;

(2) 閉合電鍵S前應(yīng)先將滑動變阻器R2的阻值置于         處(填“最大”或“最小”);
(3)實驗中測得一組數(shù)據(jù):電壓表讀數(shù)U、電流表讀數(shù)I,則電流表A的內(nèi)阻可表示為RA=_______,(用物理量表示)

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

(5分)用如圖甲所示的 實驗裝置驗證機(jī)械能守 恒定律,質(zhì)量m =1OOg 的重物拖動紙帶自由下 落,打點計時器在紙帶 上打出一系列點.如圖 乙所示為選取的一條符 合實驗要求的紙帶,O 點為打出的第一個點,A、B、C為從合適位置 開始選取的三個連續(xù)的點(其它點未畫出).已知打點計時器每隔0.02s打一次點,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?g=9.80m/s2.那么:

(1)根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù),應(yīng)取圖中O點和______點來驗證機(jī)械能守恒定律;
(2)從O點到所取點,鉤碼重力勢能減少量ΔEp=______J,動能增加量ΔEk=______J;(結(jié)果取3位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

(8分)在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中,實驗小組選擇如圖所示紙帶,紙帶上選取的連續(xù)三個點A、B、C,測出A點距起點O的距離為S0,A、B兩點間的距離為S1,B、C兩點間的距離為S2,交流電的周期為T,實驗時:

(1)為了減少空氣阻力對實驗的影響,自由落下的重錘密度要       (填“大”或“小”)一些.(2)在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中測重錘的質(zhì)量               (填“要”或“不要”).
(3)打點計時器打出B點時,重錘的速度vB=                (用題中所給的字母表示)
(4)實驗小組在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中發(fā)現(xiàn),以O(shè)為起點B為研究終點,計算結(jié)果是:重錘減小的重力勢能總是大于重錘增加的動能.其原因主要是該實驗中存在阻力作用,因此該組同學(xué)想到可以通過該實驗測算平均阻力的大小.已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎禐間,重錘的質(zhì)量為m,則該實驗中存在的平均阻力大小f=            (結(jié)果用m,g,vB,S0,S1表示).

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中:
①下列操作正確且必要的有______。
A. 用秒表測出重物下落的時間
B. 用天平稱出重物的質(zhì)量
C. 裝配好器材,接通電源,松開紙帶,讓重物自由下落
D. 在點跡清晰的紙帶上,沿重物下落的方向,依次取若干個連續(xù)的點并標(biāo)記,作為 測量點
②某小組的同學(xué),用6V、50Hz的打點計時器打出的一 條紙帶,如圖所示,0為重錘下落的起點,選取的測量點為A、 B、C、D、E, F,各測量點到O點的距離h已標(biāo)在測量點下面。打點計時器打C點時,重物下落的速度V0=______m/s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字);分別求出打其他各點時的速度v;作 v2—h關(guān)系圖像如圖所示,圖線是一條直線,則該實驗______(選填“能”或“不能”)驗證機(jī)械能守恒定律。


③該小組的同學(xué)利用在②中得到的V2-h關(guān)系圖像求本地的重力加速度。則g=______m/s2。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

(13分)某同學(xué)利用下述裝置對輕彈簧的彈性勢能進(jìn)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,可得彈簧壓縮后的彈性勢能。回答下列問題:

(1)本實驗中可以認(rèn)為,彈簧被壓縮后的彈性勢能與小球拋出時的動能相等。已知重力加速度大小為.為求得,至少需要測量下列物理量中的(    )(填正確答案的番號)

A.小球的質(zhì)量
B.小球拋出點到落地點的水平距離
C.桌面到地面的高度
D.彈簧的壓縮量
E.彈簧原長
(2)用所選取的測量量和已知量表示,得=____________.
(3)圖(b)中的直線是實驗測得的圖線,從理論上可推出,如果不變,增加,圖線的斜率會________(填“增大”、“減小”或“不變”);如果不變,增加,s—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)系和的表達(dá)式可知,的________次方成正比。

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

(10分)待測電阻Rx的阻值約為20,現(xiàn)要測量其阻值,實驗室提供器材如下:

A.電流表A1(量程150mA,內(nèi)阻約為10) 
B.電流表A2(量程20mA,內(nèi)阻r2=30) 
C.電壓表V(量程15V,內(nèi)阻約為3000) 
D.定值電阻R0=100 
E.滑動變阻器R1,最大阻值為5,額定電流為1.0A
F.滑動變阻器R2,最大阻值為50,額定電流為0.5A
G.電源E,電動勢E=4V(內(nèi)阻不計)
H.電鍵S及導(dǎo)線若干
(1)為了使電表調(diào)節(jié)范圍較大,測量準(zhǔn)確,測量時電表讀數(shù)不得小于其量程的,請從所給的器材中選擇合適的實驗器材     _______________________(均用器材前對應(yīng)的序號字母填寫);
(2)根據(jù)你選擇的實驗器材,請你在虛線框內(nèi)畫出測量Rx的最佳實驗電路圖并標(biāo)明元件符號;

(3)待測電阻的表達(dá)式為Rx=________________,式中各符號的物理意義為_______________________。

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

圖甲是某物理小組驗證系統(tǒng)的機(jī)械能是否守恒的實驗裝置,一端帶有定滑輪的木板放置在水平桌面上,木板上有一小車,小車一端與穿過電磁打點計時器的紙帶相連,另一端通過跨過定滑輪的細(xì)線與鉤碼相連。開始時將木板固定打點計時器的一端適當(dāng)墊高,在不掛鉤碼的條件下,輕推小車使小車能夠沿木板勻速滑動。掛上鉤碼后,釋放小車,在紙帶上打出一系列小點。已知交流電源的頻率為50 Hz。


(1)圖乙是實驗中獲取的一條紙帶的一部分:0、1、2、3、4、5、6是計數(shù)點,每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點,圖中未標(biāo)出。計數(shù)點間的距離x1、x2、x3、…、x6依次為:2.34 c m、2.81 cm、3.29 cm、3.76 cm、4.25 cm、4.73 cm。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計算打下計數(shù)點5時的速度v5=       m/s,小車運動的加速度a=       m/s2;(保留三位有效數(shù)字)
(2)實驗中測出小車的質(zhì)量為M、鉤碼的質(zhì)量為m,計時器的打點周期為T。若不計小車沿木板運動時下降的高度,從打下計數(shù)點l到計數(shù)點5的過程中,小車和鉤碼組成的系統(tǒng),減小的重力勢能(用x1、x2、…、m、M、g和r表示)△Ep=        ,增加的動能△Ek=           。

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同步練習(xí)冊答案