1.一般公式法
一般公式法指速度、位移公式的運(yùn)用,即基本規(guī)律的運(yùn)用。它們均是矢量式,使用時(shí)注意方向。一般以v0的方向?yàn)檎较颍溆嗯c正方向相同者取正,與正方向相反者取負(fù)。
2.(上海市楊思中學(xué)2007學(xué)年第一學(xué)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(dá)(即電動(dòng)機(jī))上并隨之轉(zhuǎn)動(dòng),使之替代打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.當(dāng)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(hào),測(cè)得記號(hào)之間的距離依次為26 mm、42mm、58mm、74mm、90mm、106mm.已知馬達(dá)銘牌上標(biāo)有“1440 r/min”的字樣,由此驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.根據(jù)以上內(nèi)容回答下列問題:
(1)毛筆畫的相鄰記號(hào)間的時(shí)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(jù)圖中所給的數(shù)據(jù),可知毛筆畫下記號(hào)C時(shí),圓柱棒下落的速度VC=_________,畫下記號(hào)D時(shí),圓柱棒下落的速度VD=_________,動(dòng)能的變化量為__________,在這段這位移上,圓柱棒重力勢(shì)能的變化量為_____________(設(shè)棒的質(zhì)量為m)。
1.
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(1)你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有 .
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)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(zhì)量應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是 ,實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要做的步驟是 .
(3)在(2)的基礎(chǔ)上,某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量M.往沙桶中裝入適量的細(xì)沙,用天平稱出此時(shí)沙和沙桶的總質(zhì)量m.讓沙桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng),用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況,在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn),測(cè)出這兩點(diǎn)的間距L和這兩點(diǎn)的速度大小v1與v2(v1< v2).則本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為
(用題中的字母表示實(shí)驗(yàn)中測(cè)量得到的物理量).
3.實(shí)際上重錘和紙帶在下落過程中要克服阻力(主要是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的阻力)做功,故動(dòng)能的增加量△Ek必定稍小于勢(shì)能的減少量△EP,這是屬于系統(tǒng)誤差。
[應(yīng)用2](春來高中2007-2008學(xué)年度上期高三第四次月考)在用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí),某同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如圖。其中O是起始點(diǎn),A、B、C是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的3個(gè)點(diǎn).該同學(xué)用毫米刻度尺測(cè)量O到A、B、C各點(diǎn)的距離,并記錄在圖中(單位cm)。
(1)這三個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是 ,應(yīng)記作 cm。
(2)該同學(xué)用重錘在OB段的運(yùn)動(dòng)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒,已知當(dāng)?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(diǎn)對(duì)應(yīng)的物體的即時(shí)速度,則該段重錘重力勢(shì)能的減少量為 ,而動(dòng)能的增加量為 ,(均保留3位有效數(shù)字,重錘質(zhì)量用m表示).這樣驗(yàn)證的系統(tǒng)誤差總是使重力勢(shì)能的減少量 動(dòng)能的增加量(填“大于”、“小于”或“等于”),原因是 。
導(dǎo)示:(1)從題目提供的數(shù)據(jù)看,OA及OB段小數(shù)點(diǎn)后保留兩位有效數(shù)字,而OC段小數(shù)點(diǎn)后只有一位有效數(shù)字,應(yīng)寫成15.70。
(2)△EP=mghOB=1.22m J
△Ek=mvB2/2=1.20m J
大于 因?yàn)橛心Σ辽鸁幔瑴p少的重力勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
2.本實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)關(guān)于速度的求解,只能從紙帶上直接求出物體實(shí)際下落的速度,而不能用理論值計(jì)算;高度h只能用刻度尺直接測(cè)量。
1.由于測(cè)量長(zhǎng)度帶來的誤差屬于偶然誤差,減小辦法:一是測(cè)距離時(shí)都應(yīng)從刻度清晰的某點(diǎn)量起;二是多測(cè)幾次取平均值;三是用圖象法處理數(shù)據(jù)。
6.選取的紙帶最好使第1,2兩點(diǎn)間的距離接近2mm并且點(diǎn)跡清晰.因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一次點(diǎn),自由落體運(yùn)動(dòng)在最初0.02s內(nèi)下落的距離2 mm。所以,紙帶第1,2兩點(diǎn)間的距離接近2 mm,意味著紙帶是在打第1個(gè)點(diǎn)的瞬間開始下落.
[應(yīng)用1]在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50 Hz,當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?. 80 m/s2,測(cè)得所用重物的質(zhì)量為1.0 kg,甲、乙、丙三學(xué)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(diǎn)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(cuò)誤,錯(cuò)誤是 。
導(dǎo)示: 因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一次點(diǎn),自由落體運(yùn)動(dòng)在最初0.02s內(nèi)下落的距離2 mm。所以,紙帶第1,2兩點(diǎn)間的距離接近2 mm。故操作有錯(cuò)誤的上甲 、丙,它們第1,2兩個(gè)點(diǎn)間距與2mm相差太大。
第1,2兩點(diǎn)間距2mm是我們判斷紙帶初速為零常用方法之一。
知識(shí)點(diǎn)三數(shù)據(jù)處理及誤差分析
5.為減小測(cè)量h值的相對(duì)誤差,選取的各個(gè)記數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)遠(yuǎn)些.紙帶也不宜過長(zhǎng),約40 cm即可.
4.手提紙帶上端時(shí),釋放紙帶時(shí),保證重錘下落的初速度為零,并且紙帶上打出的第一個(gè)點(diǎn)是清晰的一個(gè)小點(diǎn).
3.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器必須接50 Hz交流低壓電源.
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