根據(jù)以下提供器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.

器材：白紙、圓柱棒、毛筆、馬達(dá)（銘牌上標(biāo)有“1 440 r/min字樣”）

思路點(diǎn)撥：本題考查利用物理模型解決實(shí)際問(wèn)題的能力.本題將包有白紙的圓柱棒替代紙帶和重物，蘸有顏料的毛筆固定在馬達(dá)上并隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，使之替代打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，毛筆在圓柱棒白紙上劃出記號(hào)相當(dāng)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的各點(diǎn)，利用mgh=mv22-mv12即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.這種實(shí)驗(yàn)方法是對(duì)教材中“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新，實(shí)驗(yàn)器材不同，但其依據(jù)的實(shí)驗(yàn)原理及數(shù)據(jù)處理方法跟教材上的實(shí)驗(yàn)是一致的.

解析： 如圖（b）所示，將包有白紙的圓柱棒替代紙帶和重物，蘸有顏料的毛筆固定在馬達(dá)上并隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，使之替代打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.當(dāng)燒斷掛圓柱棒的線后，圓柱棒豎直自由落下，毛筆就在圓柱棒白紙上劃出記號(hào)，如圖（a）所示，測(cè)得記號(hào)之間的距離依次為s1、s2、s3、s4、s5、s6.

（1）由馬達(dá)銘牌“1 440 r／min”算出毛筆畫的線距的時(shí)間間隔為

T== s≈0.04 s.

（2）根據(jù)vn=算出任意選取的劃相鄰兩條線時(shí)圓柱棒的瞬時(shí)速度.

vD=,vC=

ΔEk=mvD2-mvc2

而ΔEp=mg·CD

驗(yàn)證ΔEk=ΔEp是否成立，若成立，則驗(yàn)證了圓柱棒自由下落時(shí)機(jī)械能是守恒的.


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（1）某同學(xué)為研究實(shí)驗(yàn)小車沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶的一端固定在小車上，小車拖動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)得到如圖1所示的紙帶．在打出的紙帶上每取5點(diǎn)為一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，共取了A、B、C、D、E、F六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)（每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的四個(gè)點(diǎn)末畫出）．從每一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)處將紙帶剪開分成五段（分別為a、b、c、d、e段），將其由短到長(zhǎng)緊靠但不重疊地粘在xOy坐標(biāo)系中，把每段紙條上端中心連起來(lái)．根據(jù)有關(guān)信息可求出實(shí)驗(yàn)小車的加速度大小為
 
．
（2）一只量程為1V，內(nèi)阻RV約900Ω的電壓表是由小量程電流表改裝而成的，現(xiàn)在要測(cè)量它的內(nèi)阻并對(duì)該表進(jìn)行校正．實(shí)驗(yàn)室提供了以下可供選擇的器精英家教網(wǎng)材：
A．待測(cè)電壓表．
B．標(biāo)準(zhǔn)電壓表（量程1V）
C．滑動(dòng)變阻器：最大阻值1000Ω，額定電流0.1A
D．滑動(dòng)變阻器：最大阻值10Ω，額定電流l A
E．電阻箱：最大阻值999.9Ω，阻值最小改變量0.1Ω
F．電阻箱：最大阻值99.9Ω，阻值最小改變量0.1Ω
G．電池組：電動(dòng)勢(shì)約3V，內(nèi)阻約1Ω，另外有導(dǎo)線和開關(guān)若干．
①為了用 半偏法測(cè)量該電壓表的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)汁了兩種電路（圖2中的甲和乙），要使測(cè)量較精確，應(yīng)選擇圖中的
 
電路．在器材的選擇上，除了電池組、導(dǎo)線、開關(guān)和待測(cè)電壓表外，還應(yīng)從提供的器材中選用
 
（用器材前的序號(hào)字母表示）．
②用上述方法測(cè)出的電壓表內(nèi)阻的測(cè)量值及RV
 
（填大于、等于或小于）電壓表內(nèi)阻的真實(shí)值．
③在對(duì)該電壓表進(jìn)行校正時(shí)，該同學(xué)已經(jīng)選擇好了器材，如圖3所示．若要求對(duì)電壓表的每一根刻度線都進(jìn)行校正，請(qǐng)你將這些器材連接成測(cè)量電路．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（1）有一個(gè)小燈泡上標(biāo)有“4V，2W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個(gè)燈泡的U-I圖線，有下列器材供選用：
A．電壓表（0～5V，內(nèi)阻10kΩ）     B．電壓表（0～10V，內(nèi)阻20kΩ）
C．電流表（0～0.3A，內(nèi)阻1Ω）      D．電流表（0～0.6A，內(nèi)阻0.4Ω）
E．滑動(dòng)變阻器（5Ω，1A）           F．滑動(dòng)變阻器（500Ω，0.2A）
①實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用
 
，電流表應(yīng)選用
 
．為使實(shí)驗(yàn)誤差盡量減小，要求電壓表從零開始變化且多取幾組數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用
 
（用序號(hào)字母表示）．
②請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)畫出滿足實(shí)驗(yàn)要求的電路圖，并把圖中所示的實(shí)驗(yàn)器材用實(shí)線連接成相應(yīng)的實(shí)物電路圖．
③根據(jù)U-I圖象，當(dāng)燈泡兩端所加電壓為3.2V時(shí)，電功率為
 
W
（2）在實(shí)驗(yàn)室里為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，一般采用如圖甲、乙所示的兩種裝置：
①若入射小球質(zhì)量為m1，半徑為r1；被碰小球質(zhì)量為m2，半徑為r2，則
 

A．m1＞m2，r1＞r2
B．m1＞m2，r1＜r2
C．m1＞m2，r1=r2
D．m1＜m2，r1=r2
②若采用圖乙所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以下所提供的測(cè)量工具中必需的是
 
．
A．直尺　B．游標(biāo)卡尺
C．天平　D．彈簧測(cè)力計(jì)　E．秒表
③設(shè)入射小球的質(zhì)量為m1，被碰小球的質(zhì)量為m2，則在用圖甲所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)（P為碰前入射小球落點(diǎn)的平均位置），所得“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的結(jié)論為
 
．（用裝置圖中的字母表示）
（3）在用如圖5所示的裝置做“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是
 

A．通過(guò)改變橡皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值
B．通過(guò)改變橡皮筋的長(zhǎng)度改變拉力做功的數(shù)值
C．通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來(lái)測(cè)定小車加速過(guò)程中獲得的最大速度
D．通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來(lái)測(cè)定小車加速過(guò)程中獲得的平均速度．精英家教網(wǎng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（1）為描繪出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，某同學(xué)設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)，每隔相等的時(shí)間T就將一個(gè)同樣大小的小球從斜槽軌道上P位置處由靜止釋放，這樣，在同一時(shí)刻，會(huì)有多個(gè)小球同時(shí)在空中運(yùn)動(dòng)，該同學(xué)認(rèn)為，由于每個(gè)小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是重合的，因此，只要在同一張底片上拍攝下某一時(shí)刻各小球的位置，將各小球位置用平滑的曲線連續(xù)起來(lái)應(yīng)得到了小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．在重復(fù)多次實(shí)驗(yàn)后，終于得到了一張如圖1所示的照片，圖中坐標(biāo)原點(diǎn)恰好是小球剛要水平拋出的時(shí)球心的位置．照片中有一個(gè)與C球相鄰的小球D，則在圖示時(shí)刻，設(shè)小球D的位置坐標(biāo)為（x，y），則x=
60
60
cm，y=
80
80
cm．

（2）現(xiàn)提供以下器材：
①電壓表V1（量程6V，內(nèi)阻約為30kΩ）
②電壓表V2（量程3V，內(nèi)阻約為3kΩ）
③電池E（電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻不計(jì)）
④定值電阻R1=3kΩ
⑤滑動(dòng)變阻器R2（最大阻值為20Ω）
⑥電鍵S一個(gè)，導(dǎo)線若干
（1）在所給的兩只電壓表中，能較準(zhǔn)確地測(cè)出電壓表
V
 
2
V
 
2
的內(nèi)阻（選填“V1”或“V2”）；
（2）根據(jù)你的選擇，請(qǐng)?jiān)趫D2方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖（標(biāo)注所用器材符號(hào)）；
（3）實(shí)驗(yàn)中，要讀出的物理量有
電壓表
V
 
1
的示數(shù)
U
 
1
，電壓表
V
 
2
的示數(shù)
U
 
2
電壓表
V
 
1
的示數(shù)
U
 
1
，電壓表
V
 
2
的示數(shù)
U
 
2
（寫出物理量名稱并用相應(yīng)字母表示）；
（4）請(qǐng)用已知量和測(cè)量量對(duì)應(yīng)字母表示被測(cè)電壓表內(nèi)阻的表達(dá)式RV=
U2R1
U1-U2
U2R1
U1-U2
．

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科目：高中物理 來(lái)源：2013年廣東省湛江一中高考物理模擬試卷（5月份）（解析版） 題型：解答題

（1）有一個(gè)小燈泡上標(biāo)有“4V，2W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個(gè)燈泡的U-I圖線，有下列器材供選用：
A．電壓表（0～5V，內(nèi)阻10kΩ）     B．電壓表（0～10V，內(nèi)阻20kΩ）
C．電流表（0～0.3A，內(nèi)阻1Ω）      D．電流表（0～0.6A，內(nèi)阻0.4Ω）
E．滑動(dòng)變阻器（5Ω，1A）           F．滑動(dòng)變阻器（500Ω，0.2A）
①實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用______，電流表應(yīng)選用______．為使實(shí)驗(yàn)誤差盡量減小，要求電壓表從零開始變化且多取幾組數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用______（用序號(hào)字母表示）．
②請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)畫出滿足實(shí)驗(yàn)要求的電路圖，并把圖中所示的實(shí)驗(yàn)器材用實(shí)線連接成相應(yīng)的實(shí)物電路圖．
③根據(jù)U-I圖象，當(dāng)燈泡兩端所加電壓為3.2V時(shí)，電功率為______W
（2）在實(shí)驗(yàn)室里為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，一般采用如圖甲、乙所示的兩種裝置：
①若入射小球質(zhì)量為m1，半徑為r1；被碰小球質(zhì)量為m2，半徑為r2，則______
A．m1＞m2，r1＞r2
B．m1＞m2，r1＜r2
C．m1＞m2，r1=r2
D．m1＜m2，r1=r2
②若采用圖乙所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以下所提供的測(cè)量工具中必需的是______．
A．直尺 B．游標(biāo)卡尺
C．天平 D．彈簧測(cè)力計(jì) E．秒表
③設(shè)入射小球的質(zhì)量為m1，被碰小球的質(zhì)量為m2，則在用圖甲所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)（P為碰前入射小球落點(diǎn)的平均位置），所得“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的結(jié)論為______．（用裝置圖中的字母表示）
（3）在用如圖5所示的裝置做“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是______
A．通過(guò)改變橡皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值
B．通過(guò)改變橡皮筋的長(zhǎng)度改變拉力做功的數(shù)值
C．通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來(lái)測(cè)定小車加速過(guò)程中獲得的最大速度
D．通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來(lái)測(cè)定小車加速過(guò)程中獲得的平均速度．

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