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某小组利用如图所示的实验装置

发布时间:2021-02-04 03:57:44

① 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由静止释放后机械能是否守恒.实验前已

(1)游标卡尺的主尺读数为4mm,游标读数为0.1×8mm=0.8mm,所以最终读数为:4mm+0.8mm=4.8mm=0.48cm;
数字计时器记录通内过光电门的容时间,由位移公式计算出物体通过光电门的平均速度,用该平均速度代替物体的瞬时速度,故在遮光条经过光电门时滑块的瞬间速度为:
v=

d
t
0.48cm
1.2×10?2s
=0.40m/s.
(2)根据实验原理可知,该实验中需要比较重力势能的减小量和动能的增加量是否相等即可判断机械能是否守恒,故需要测量的物理量为: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;故选B;
(3)钩码和滑块所组成的系统为研究对象,其重力势能的减小量为mgs,系统动能的增量为:
1
2
(M+m)(
d
△t
)2,因此只要比较二者是否相等,即可验证系统机械能是否守恒.
(4)要减小误差,绳子要轻,绳子与滑轮摩擦要小;轨道要水平,保证M重力势能不变;故选A;
(5)为了减小实验的误差,需减小摩擦的影响.
故答案为:(1)0.48;0.40;
(2)B;
(3)mgs;
(4)A;
(5)减小摩擦.

② 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.

③ 某实验小组利用如图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)某同学用游标卡尺测得

(1)游标卡尺的读数等于5mm+0.05×8mm=5.40mm=0.540mcm.
(2)滑块经过光电门的瞬时速度v=

d
△t
0.54×10?2
1.2×10?2
=0.45m/s.
(3)需验证专系统机械能守恒,系属统重力势能的减小量为mgs,系统动能的增加量为
1
2
(M+m)v2=
1
2
(m+M)(
d
△t
)2,即验证mgs与
1
2
(m+M)(
d
△t
)2在误差允许的范围内是否相等.
故答案为:(1)0.540,(2)0.45
(3)滑块上的遮光条初位置到光电门的距离s;滑块的质量M
(4)mgs,
1
2
(m+M)(
d
△t
)2.

④ 某实验小组利用如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)由

(1)整刻度为0.5cm,游标尺的第2条刻线与上方刻线对齐,则游标尺读数为:2×0.1mm=0.2mm=0.02cm,故最终回读数为:0.5cm+0.02cm=0.52cm;
短时间内的平答均速度可以代替瞬时速度,故滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式为
d
t 1
,块经过光电门2时的瞬时速度的表达式为
d
t 2

滑块做匀加速直线运动,根据速度位移关系公式,加速度为: a=
v 22
-v 21
2s

(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)0.52,
d
t 1
d
t 2
v 22
-v 21
2s
;(2)a-
1
m

⑤ 某学生实验小组利用如图甲所示的实验装置,探究外力对滑块做功与滑块动能变化的关系.(1)如图乙所示,

(1)游标卡尺的主尺读数为:1.5cm=15mm,游标尺上第12个刻度和主尺上某一刻度对齐,所回以游标读答数为12×0.05mm=0.60mm,所以最终读数为:15mm+0.60mm=15.60mm.即遮光条的宽度d=15.60mm.
(2)滑块静止时遮光条到光电门的距离L,则重力对钩码做的功为W=mgL,
遮光条到达光电门时的速度为v=

d
△t
,所以滑块(含遮光条)的动能变化量的表达式为△Ek=
1
2
Mv2?0=
1
2
M(
d
△t
)2.
故答案为:(1)15.60;(2)mgL;
1
2
M(
d
△t
)2.

⑥ 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

⑦ 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.(1)如图乙所示,用游标

(1)主尺抄:5mm,游标尺:对齐的是2,所以读数为:2×

1
10
=0.2mm,故遮光条宽度d=5.2mm,
v=
d
△t
=0.433m/s
(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.
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
故答案为:(1)5.2;0.433;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)mgs;
1
2
(M+m)(
d
△t
)2

⑧ 实验题:某实验小组利用如图所示的实验装置来“探究动能定理”.(1)用游标卡尺测得遮光条的宽度为d,由

(1)由于遮光条复比较小,通过光电门的制时间极短,因此可以利用平均速度来代替其瞬时速度,因此滑块经过光电门时的瞬时速度为:v=

d
△t

(2)钩码和滑块所组成的系统为研究对象,钩码在下降的过程中,其重力做功mgs,系统动能的增加,增量为:
1
2
(m+M)(
d
△t
)2,因此只要比较二者是否相等,即可探究合外力做功与动能改变量之间关系是否相等.
故答案为:(1)
d
△t
;(2)mgs
1
2
(m+M)(
d
△t
)2

⑨ 某实验小组利用如图所示的实验装置来测量匀加速直线运动的加速度.(1)实验时用游标卡尺测得遮光条的宽

(1)根据抄极短时间内的平袭均速度等于瞬时速度知,v=

d
△t

根据速度时间公式得,a=
v
t
d
t△t
,知需测量滑块(遮光条)从释放到光电门处运动的时间t.
(2)从左向右改变光电门的位置,则滑块到达光电门的速度变小,可知遮光条通过光电门的时间△t将会增大,根据速度时间图线,即
d
△t
-t,通过图线的斜率求解加速度.
故答案为:(1)
d
△t
,滑块(遮光条)从释放到光电门处运动的时间t,
d
t△t

(2)增大,
d
△t
-t

⑩ 某实验小组利用如图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)遮光条的宽度为d,实验

(来1)由于遮光条通过光电门的时间极自短因此可以利用平均速度来代替其瞬时速度,因此滑块经过光电门时的瞬时速度为:
v=

d
△t
,因此需要知道滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s,计算动能需要知道滑块的质量M,故还需要测量M.
(2)钩码和滑块所组成的系统为研究对象,其重力势能的减小量为mgs,系统动能的增量为:
1
2
(M+m)(
d
△t
)2.
因此只要比较二者是否相等,即可验证系统机械能是否守恒.
故答案为:(1)
d
△t
,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)mgs,
1
2
(M+m)(
d
△t
)2.

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