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某小組利用如圖所示的實驗裝置

發布時間:2021-02-04 03:57:44

① 某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置來驗證鉤碼和滑塊所組成的系統由靜止釋放後機械能是否守恆.實驗前已

(1)游標卡尺的主尺讀數為4mm,游標讀數為0.1×8mm=0.8mm,所以最終讀數為:4mm+0.8mm=4.8mm=0.48cm;
數字計時器記錄通內過光電門的容時間,由位移公式計算出物體通過光電門的平均速度,用該平均速度代替物體的瞬時速度,故在遮光條經過光電門時滑塊的瞬間速度為:
v=

d
t
0.48cm
1.2×10?2s
=0.40m/s.
(2)根據實驗原理可知,該實驗中需要比較重力勢能的減小量和動能的增加量是否相等即可判斷機械能是否守恆,故需要測量的物理量為:滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離s,滑塊的質量M;故選B;
(3)鉤碼和滑塊所組成的系統為研究對象,其重力勢能的減小量為mgs,系統動能的增量為:
1
2
(M+m)(
d
△t
)2,因此只要比較二者是否相等,即可驗證系統機械能是否守恆.
(4)要減小誤差,繩子要輕,繩子與滑輪摩擦要小;軌道要水平,保證M重力勢能不變;故選A;
(5)為了減小實驗的誤差,需減小摩擦的影響.
故答案為:(1)0.48;0.40;
(2)B;
(3)mgs;
(4)A;
(5)減小摩擦.

② 某實驗小組利用如圖所示的實驗裝置粗略測量蠟燭的熱值q,圖中A為穿有小木棍的容器(內裝有水),B為下部

(1)實驗小組同學是通過測量水所吸收的熱量來間接測量蠟燭釋放的熱量;
(2)要專完成本實驗,屬需要測量水的溫度與水和蠟燭的質量,因此還需要溫度計與天平;
(3)這支蠟燭的熱值q=

Q放
m蠟燭
=
Q水吸
m蠟燭
=
c水m水△t水
m蠟燭
=
4.2×103J/(kg?℃)×0.15kg×(40℃?25℃)
0.0206kg?0.020kg

=1.575×107J/kg.
(4)實驗過程中蠟燭燃燒產生的熱量有部分散失於空氣中,蠟燭燃燒放出的熱量沒有全部被水吸收,因此實驗測出的熱值比真實值小.
故答案為:(1)水吸收的熱量;(2)溫度計;天平;(3)1.575×107;(4)小;蠟燭燃燒放出的熱量沒有被水完全吸收.

③ 某實驗小組利用如圖所示的實驗裝置來驗證鉤碼和滑塊所組成的系統機械能守恆.(1)某同學用游標卡尺測得

(1)游標卡尺的讀數等於5mm+0.05×8mm=5.40mm=0.540mcm.
(2)滑塊經過光電門的瞬時速度v=

d
△t
0.54×10?2
1.2×10?2
=0.45m/s.
(3)需驗證專系統機械能守恆,系屬統重力勢能的減小量為mgs,系統動能的增加量為
1
2
(M+m)v2=
1
2
(m+M)(
d
△t
)2,即驗證mgs與
1
2
(m+M)(
d
△t
)2在誤差允許的范圍內是否相等.
故答案為:(1)0.540,(2)0.45
(3)滑塊上的遮光條初位置到光電門的距離s;滑塊的質量M
(4)mgs,
1
2
(m+M)(
d
△t
)2.

④ 某實驗小組利用如圖所示的實驗裝置來探究當合外力一定時,物體運動的加速度與其質量之間的關系.(1)由

(1)整刻度為0.5cm,游標尺的第2條刻線與上方刻線對齊,則游標尺讀數為:2×0.1mm=0.2mm=0.02cm,故最終回讀數為:0.5cm+0.02cm=0.52cm;
短時間內的平答均速度可以代替瞬時速度,故滑塊經過光電門1時的瞬時速度的表達式為
d
t 1
,塊經過光電門2時的瞬時速度的表達式為
d
t 2

滑塊做勻加速直線運動,根據速度位移關系公式,加速度為: a=
v 22
-v 21
2s

(2)探究加速度與質量的關系時,分別以a為縱坐標、
1
m
為橫坐標作圖象,畫出一條過原點的傾斜直線,這樣就能直觀地看出其關系;
故答案為:(1)0.52,
d
t 1
d
t 2
v 22
-v 21
2s
;(2)a-
1
m

⑤ 某學生實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置,探究外力對滑塊做功與滑塊動能變化的關系.(1)如圖乙所示,

(1)游標卡尺的主尺讀數為:1.5cm=15mm,游標尺上第12個刻度和主尺上某一刻度對齊,所回以游標讀答數為12×0.05mm=0.60mm,所以最終讀數為:15mm+0.60mm=15.60mm.即遮光條的寬度d=15.60mm.
(2)滑塊靜止時遮光條到光電門的距離L,則重力對鉤碼做的功為W=mgL,
遮光條到達光電門時的速度為v=

d
△t
,所以滑塊(含遮光條)的動能變化量的表達式為△Ek=
1
2
Mv2?0=
1
2
M(
d
△t
)2.
故答案為:(1)15.60;(2)mgL;
1
2
M(
d
△t
)2.

⑥ 某實驗小組利用如圖所示的實驗裝置來測定勻變速直線運動的加速度.已知兩個光電門中心之間的距離s,測得

由於遮光條通過光電門的時間極短,可以用平均速度回表示瞬時速度.
滑塊經過光電門1時的瞬答時速度的表達式v 1 =
d
△t 1

滑塊經過光電門2時的瞬時速度的表達式v 2 =
d
△t 2

根據
v 22
-
v 21
=2as得,
a=
(
d
△t 2
) 2 -(
d
△t 1
) 2
2s

故答案為:
d
△t 1
d
△t 2
(
d
△t 2
) 2 -(
d
△t 1
) 2
2s

⑦ 某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置來驗證鉤碼和滑塊所組成的系統機械能守恆.(1)如圖乙所示,用游標

(1)主尺抄:5mm,游標尺:對齊的是2,所以讀數為:2×

1
10
=0.2mm,故遮光條寬度d=5.2mm,
v=
d
△t
=0.433m/s
(2)設遮光條前進了s,鉤碼的重力勢能減少了:mgs,系統動能增加了:
1
2
(M+m)(
d
△t
)2,所以我們可以通過比較mgs和
1
2
(M+m)(
d
△t
)2的大小來驗證機械能守恆定律.
需要測量的物理量有:鉤碼的質量m,滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離s,滑塊的質量M
故答案為:(1)5.2;0.433;滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離s;滑塊的質量M
(2)mgs;
1
2
(M+m)(
d
△t
)2

⑧ 實驗題:某實驗小組利用如圖所示的實驗裝置來「探究動能定理」.(1)用游標卡尺測得遮光條的寬度為d,由

(1)由於遮光條復比較小,通過光電門的制時間極短,因此可以利用平均速度來代替其瞬時速度,因此滑塊經過光電門時的瞬時速度為:v=

d
△t

(2)鉤碼和滑塊所組成的系統為研究對象,鉤碼在下降的過程中,其重力做功mgs,系統動能的增加,增量為:
1
2
(m+M)(
d
△t
)2,因此只要比較二者是否相等,即可探究合外力做功與動能改變數之間關系是否相等.
故答案為:(1)
d
△t
;(2)mgs
1
2
(m+M)(
d
△t
)2

⑨ 某實驗小組利用如圖所示的實驗裝置來測量勻加速直線運動的加速度.(1)實驗時用游標卡尺測得遮光條的寬

(1)根據抄極短時間內的平襲均速度等於瞬時速度知,v=

d
△t

根據速度時間公式得,a=
v
t
d
t△t
,知需測量滑塊(遮光條)從釋放到光電門處運動的時間t.
(2)從左向右改變光電門的位置,則滑塊到達光電門的速度變小,可知遮光條通過光電門的時間△t將會增大,根據速度時間圖線,即
d
△t
-t,通過圖線的斜率求解加速度.
故答案為:(1)
d
△t
,滑塊(遮光條)從釋放到光電門處運動的時間t,
d
t△t

(2)增大,
d
△t
-t

⑩ 某實驗小組利用如圖所示的實驗裝置來驗證鉤碼和滑塊所組成的系統機械能守恆.(1)遮光條的寬度為d,實驗

(來1)由於遮光條通過光電門的時間極自短因此可以利用平均速度來代替其瞬時速度,因此滑塊經過光電門時的瞬時速度為:
v=

d
△t
,因此需要知道滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離s,計算動能需要知道滑塊的質量M,故還需要測量M.
(2)鉤碼和滑塊所組成的系統為研究對象,其重力勢能的減小量為mgs,系統動能的增量為:
1
2
(M+m)(
d
△t
)2.
因此只要比較二者是否相等,即可驗證系統機械能是否守恆.
故答案為:(1)
d
△t
,滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離s,滑塊的質量M.(2)mgs,
1
2
(M+m)(
d
△t
)2.

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