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某实验小组利用图所示的实验装置

发布时间:2021-01-26 05:42:51

① 某实验小组利用如图所示的实验装置来测定匀变速直线运动的加速度.已知两个光电门中心之间的距离s,测得

由于遮光条通过光电门的时间极短,可以用平均速度回表示瞬时速度.
滑块经过光电门1时的瞬答时速度的表达式v 1 =
d
△t 1

滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v 2 =
d
△t 2

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

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

② 某实验小组利用如图所示装置研究杠杆的机械效率,实验的主要步骤如下:①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支

(1)有用功为抄W =Gh 1 ,总袭功W =Fh 2 ,则机械效率的表达式η=
W 有
W 总
×100%=
Gh
Fs
×100%.
(2)有用功是提升钩码所做的功,额外功主要是克服杠杆重力做的功,影响机械效率的因素主要是有用功和总功所占的比例;提升的钩码重一定说明有用功一定,所以影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自身的重力,因此要想提高该杠杆机械效率,需减小杠杆自重.
(3)钩码的悬挂点在A点时,由杠杠的平衡条件得G?OA=F?OB;悬挂点移至C点时,由杠杠的平衡条件得G?OC=F?OB,经对比发现,由OA到OC力臂变大,所以拉力F也变大,杠杆提升的高度减小,额外功减小,因此杠杆的机械效率变大.
故答案为:(1)
Gh
Fs
×100%;(3)减小杠杆的自重;(4)变大.

③ 某实验小组利用如图所示的实验装置粗略测量蜡烛的热值q,图中A为穿有小木棍的容器(内装有水),B为下部

(1)实验小组同学是通过测量水所吸收的热量来间接测量蜡烛释放的热量;
(2)要专完成本实验,属需要测量水的温度与水和蜡烛的质量,因此还需要温度计与天平;
(3)这支蜡烛的热值q=

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

=1.575×107J/kg.
(4)实验过程中蜡烛燃烧产生的热量有部分散失于空气中,蜡烛燃烧放出的热量没有全部被水吸收,因此实验测出的热值比真实值小.
故答案为:(1)水吸收的热量;(2)温度计;天平;(3)1.575×107;(4)小;蜡烛燃烧放出的热量没有被水完全吸收.

④ 某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒(气垫导轨水平).图乙所示

游标卡尺的主尺读数为6mm,游标读数为0.05×15mm=0.75mm,则最终读数为6.75mm=0.675cm.
滑块通过光电门的版瞬时速度v=

d
△权t
0.675×10?2
1.5×10?2
=0.45m/s.
为了验证系统的机械能是否守恒,即验证系统重力势能的减小量和系统动能的增加量是否相等,表达式为:mgx=
1
2
(M+m)v2,所以还需要测量滑块上遮光条的初始位置到光电门的距离x和滑块的质量M.
故答案为:(1)0.675,0.45,滑块上遮光条的初始位置到光电门的距离,滑块的质量.

⑤ 某实验小组利用如图1所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒.(1)如图2所示,用游标卡

(1)主尺读数为:5mm,游标尺:对齐的是2,所以读数为:2×

1
10
=0.2mm,回故遮光条宽度d=5.2mm=0.52cm,
v=
d
△t
=0.385m/s,在验证机答械能守恒时,需要求出钩码重力势能的减小量和系统动能的增加量,因此需要测量的物理量有钩码的质量m,滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s,滑块的质量M.
(2)设遮光条前进了s,钩码的重力势能减少了:mgs,系统动能增加了:
1
2
(M+m)(
d
△t
2,所以我们可以通过比较mgs和
1
2
(M+m)(
d
△t
2的大小来验证机械能守恒定律.
故答案为:(1)0.52,0.385,滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s;(2)mgs,
1
2
(M+m)(
d
△t
2

⑥ 某实验小组用如图1所示的实验装置和实验器材做“探究功与速度变化的关系”实验,在实验中,该小组同学把

(1)A、实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作,以保证小车所受合外力恰好是绳子的拉力,故A正确.
B、实验时,若先放开小车,再接通打点计时器电源,由于小车运动较快,可能会使打出来的点很少,不利于数据的采集和处理.故B错误.
C、在利用纸带进行数据处理时,所选的两个研究点离得越近测量误差越大,故C错误.
D、在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量,这样才能使得砂和砂桶的总重力近似等于细绳对小车的拉力,故D正确.
故选:AD.
(2)由于实验需要测量小车速度,速度是使用打点计时器打的纸带计算得出的,故要测量点距,需要刻度尺;本实验还要测量质量,故选要天平.
(3)小车的质量为M,砂和砂桶的总质量为m,M远大于m.则对小车的作用力等于砂和砂桶的总重力mg,所以恒力对小车做的功可表示为:mgx.
v

t
2
x
t
可知,vA=
x1
4T
vB=
x2
4T
.所以小车动能的改变量为:
1
2
MvB2?
1
2
MvA2=
1
2
M(
x2
4T
)2?
1
2
M(
x1
4T
)2=
M(
x
2

⑦ 某实验小组利用如图1所示的实验装置来验证机械能守恒定律.已知重锤质量m=1.00kg,当地的重力加速度g=9.8

(1)当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了△Ep=mgh2=1×9.80×0.1915J=1.88J.
计数版点之间的权时间间隔为:T=0.04s;
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的瞬时速度为:
vB=

(27.86?12.01)×0.01
2×0.04
=1.98m/s
因此重锤动能的增加量为:
△Ek=
1
2
m
v
2

⑧ I.某实验小组利用如图1所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒.实验前需要调整气垫导轨

I、(1)需要测钩码重力势能的减小量,所以需要测量滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s,因为该距离即为钩码下降的距离.因为要测量系统动能的增加量,所以还需测量滑块的质量M.
(2)因为验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒,所以看钩码重力势能的减小量与系统动能的增加量是否相等,即看重力势能的减小量mgs与系统动能的增加量

1
2
(M+m)(
d
△t
)2是否相等.
II.(1)直流恒流电源在正常工作状态下输出的电流恒定并且可读出其大小,电压表并联在热敏元件两侧,实物图连接如下图.
(2)该实验需测出不同温度下热敏元件的电阻,所以需记录电压表的示数和温度计的示数.
(3)根据R-t关系图线,知R与t成线性关系,为R=100+1.6t.
(4)测量时认为电压表的示数与输出电流的比值等于电阻的测量值,该值等于电压表与热敏元件的并联电阻,小于真实值.
(5)根据欧姆定律,热敏元件在温度较高时两端电压大约为15V,三个电压表量程都不够,从电表改装考虑,电压表V2和定值电阻R2共同分担的电压可达到15V左右.故B正确.
故答案为:
d
△t
)2、mgs
II.(1)如图
(2)电压表示数,温度计示数(3)100+1.6t(其中100±1,1.6±0.1均可)
(4)小(5)B

⑨ 某实验小组利用如下图所示的实验装置来探究当合外力一定时,物体运动的加速度与其质量之间的关系.(1)

(1)滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v 1 =
d
t 1
,滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v 2 =
d
t 2

根据运动学公式v 2 2 -v 1 2 =2as得,a=
v 22
-
v 21
2s
=
d 2
2s
(
1
t 22
-
1
t 21
)
(2)探究加速度与质量的关系时,分别以a为纵坐标、
1
m
为横坐标作图象,画出一条过原点的倾斜直线,这样就能直观地看出其关系.
故答案为:
(1)v 1 =
d
t 1
,v 2 =
d
t 2
d 2
2s
(
1
t 22
-
1
t 21
)
(2)a-
1
m
通过原点的直线

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