1.一般公式法
一般公式法指速度、位移公式的運用,即基本規(guī)律的運用。它們均是矢量式,使用時注意方向。一般以v0的方向為正方向,其余與正方向相同者取正,與正方向相反者取負。
2.(上海市楊思中學2007學年第一學期期中考試)如圖所示,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(即電動機)上并隨之轉動,使之替代打點計時器.當燒斷懸掛圓柱棒的線后,圓柱棒豎直自由落下,毛筆就在圓柱棒面上的紙上畫出記號,測得記號之間的距離依次為26 mm、42mm、58mm、74mm、90mm、106mm.已知馬達銘牌上標有“1440 r/min”的字樣,由此驗證機械能守恒定律.根據以上內容回答下列問題:
(1)毛筆畫的相鄰記號間的時間間隔T=________s,圖11中的圓柱棒的______端是懸掛端.(填“左”或“右”)
(2)根據圖中所給的數(shù)據,可知毛筆畫下記號C時,圓柱棒下落的速度VC=_________,畫下記號D時,圓柱棒下落的速度VD=_________,動能的變化量為__________,在這段這位移上,圓柱棒重力勢能的變化量為_____________(設棒的質量為m)。
1.
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(1)你認為還需要的實驗器材有 .
(2)實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等,沙和沙桶的總質量應滿足的實驗條件是 ,實驗時首先要做的步驟是 .
(3)在(2)的基礎上,某同學用天平稱量滑塊的質量M.往沙桶中裝入適量的細沙,用天平稱出此時沙和沙桶的總質量m.讓沙桶帶動滑塊加速運動,用打點計時器記錄其運動情況,在打點計時器打出的紙帶上取兩點,測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v1與v2(v1< v2).則本實驗最終要驗證的數(shù)學表達式為
(用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量).
3.實際上重錘和紙帶在下落過程中要克服阻力(主要是打點計時器的阻力)做功,故動能的增加量△Ek必定稍小于勢能的減少量△EP,這是屬于系統(tǒng)誤差。
[應用2](春來高中2007-2008學年度上期高三第四次月考)在用落體法驗證機械能守恒定律時,某同學按照正確的操作選得紙帶如圖。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.該同學用毫米刻度尺測量O到A、B、C各點的距離,并記錄在圖中(單位cm)。
(1)這三個數(shù)據中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是 ,應記作 cm。
(2)該同學用重錘在OB段的運動來驗證機械能守恒,已知當?shù)氐闹亓铀俣?i style='mso-bidi-font-style:normal'>g=9.80m/s2,他用AC段的平均速度作為跟B點對應的物體的即時速度,則該段重錘重力勢能的減少量為 ,而動能的增加量為 ,(均保留3位有效數(shù)字,重錘質量用m表示).這樣驗證的系統(tǒng)誤差總是使重力勢能的減少量 動能的增加量(填“大于”、“小于”或“等于”),原因是 。
導示:(1)從題目提供的數(shù)據看,OA及OB段小數(shù)點后保留兩位有效數(shù)字,而OC段小數(shù)點后只有一位有效數(shù)字,應寫成15.70。
(2)△EP=mghOB=1.22m J
△Ek=mvB2/2=1.20m J
大于 因為有摩擦生熱,減少的重力勢能一部分轉化為內能
2.本實驗實驗關于速度的求解,只能從紙帶上直接求出物體實際下落的速度,而不能用理論值計算;高度h只能用刻度尺直接測量。
1.由于測量長度帶來的誤差屬于偶然誤差,減小辦法:一是測距離時都應從刻度清晰的某點量起;二是多測幾次取平均值;三是用圖象法處理數(shù)據。
6.選取的紙帶最好使第1,2兩點間的距離接近2mm并且點跡清晰.因為打點計時器每隔0.02 s打一次點,自由落體運動在最初0.02s內下落的距離2 mm。所以,紙帶第1,2兩點間的距離接近2 mm,意味著紙帶是在打第1個點的瞬間開始下落.
[應用1]在“驗證機械能守恒定律”的實驗中,打點計時器所用電源的頻率為50 Hz,當?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?. 80 m/s2,測得所用重物的質量為1.0 kg,甲、乙、丙三學生分別用同一裝置打出三條紙帶,量出各紙帶上第1、第2兩點間的距離分別為0. 10 cm、0. 19 cm和0. 25 cm,則可肯定 (選填“甲” 、“乙” 、“丙”)在操作上有錯誤,錯誤是 。
導示: 因為打點計時器每隔0.02 s打一次點,自由落體運動在最初0.02s內下落的距離2 mm。所以,紙帶第1,2兩點間的距離接近2 mm。故操作有錯誤的上甲 、丙,它們第1,2兩個點間距與2mm相差太大。
第1,2兩點間距2mm是我們判斷紙帶初速為零常用方法之一。
知識點三數(shù)據處理及誤差分析
5.為減小測量h值的相對誤差,選取的各個記數(shù)點要離起始點遠些.紙帶也不宜過長,約40 cm即可.
4.手提紙帶上端時,釋放紙帶時,保證重錘下落的初速度為零,并且紙帶上打出的第一個點是清晰的一個小點.
3.打點計時器必須接50 Hz交流低壓電源.
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