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某同学利用图甲所示的实验装置验证机械

发布时间:2021-01-19 18:55:37

A. 某同学利用重物自由下落来“验证机械能守恒定律”的实验装置如图7(甲)所示。 (1)请指出实验装置中存

(1)来应接自交流电源。(2)A (3)gh 3 =

B. (1)某同学利用图甲所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律.物块在重物的牵引下开始运动,重

①从纸带上的数据分析得知:在点计数点6之前,两点之间的位移逐渐增大,是加速运动,在计数点7之后,两点之间的位移逐渐减小,是减速运动,所以物块在相邻计数点6和7之间某时刻开始减速;
②v 5 =
x 46
2T
=1.00m/s
v 6 =
x 57
2T
=1.20m/s
③由纸带可知,计数点7往后做减速运动,根据作差法得:
a=
0.046+0.066-0.0861-0.1060
0.04
=-2.00m/s 2 .所以大小为2.00m/s 2
测量值与真实值比较,测量值偏大,因为实验中存在阻力,比如:没有考虑纸带与打点计时器间的摩擦;没有考虑空气阻力等.
(2)、①从图中读出金属丝的直径为d=1.5mm+27.5×0.01mm=1.775mm


②因测量金属丝的电阻率电流不能太大,电流表应选A 1 ;待测电阻的电压约为2V,所以电源选择E 1
电阻值较小,电流表应用分压式,电路图如图所示
故答案为:(1)①6,7;②1.00,1.20;③2.00,偏大
(2)①1.775(1.773~1.775均正确);②A 1 ,E 1 ,电路如图所示

C. 某同学利用“验证机械能守恒定律”的实验装置来探究动能定理.准备静止释放物体前,装置如图甲.(Ⅰ)请

(I)打点计时器不能使用直流电源,应使用交流电源.重物开始释放时应紧靠打点计时版器,否则打不到点或打权的点太少.
(II)E点的速度等于DF段的平均速度,所以vE=

h5?h3
2T
=
h5?h3
2
f.
根据:mgh=
1
2
mv2-
1
2
m
v
2

D. 某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律.该同学经正确操作得到打点纸带,在纸带后段每两个计

利用描点法作出图象如下所示:

1
2
k =9.75m/s 2
故答案为:9.75,图线为通过坐标原点的一条直线,斜率g′与g基本相等.

E. 某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律.弧形轨道末端水平,离地面的高度为H.将钢球从轨道

(1)物体在光滑轨道上下落时,机械能守恒有:mgh=
1
2
mv 2
平抛回后有:x=v 0 t ②
H=
1
2
gt 2
联立答①②③解得:x 2 =4Hh.
(2)图象如图所示



对比实验结果与理论计算得到的s 2 --h关系图线中发现:自同一高度静止释放的钢球,也就是h为某一具体数值时,理论的s 2 数值大于实验的s 2 数值,根据平抛运动规律知道同一高度运动时间一定,所以实验中水平抛出的速率小于理论值.
(3)由于客观上,轨道与小球间存在摩擦,机械能减小,因此会导致实际值比理论值小.小球的转动也需要能量维持,而机械能守恒中没有考虑重力势能转化成转动能的这一部分,也会导致实际速率明显小于“理论”速率.
所以造成上述误差的可能原因是小球与轨道间存在摩擦力.
故答案为:(1)4Hh.
(2)小于.
(3)小球与轨道间存在摩擦力.

F. 某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律. (1)请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错

(1)打点计时器不能使用直流电源,应使用交流电源.重物开始释放时应紧靠打点计时器,否则打不到点或打的点太少.
(2)E点的速度等于DF段的平均速度,所以 v E =
h 5 - h 3
2T

故答案为:(1)打点计时器应使用交流电源,重物释放时应紧靠打点计时器.(2)
h 5 - h 3
2T

G. 某同学利用重物自由下落来“验证机械能守恒定律”的实验装置如图(甲)所示.(1)请指出实验装置中存在

(1)打点计时器不能使用直流电源,应使用交流电源.
(2)当先接通电源后,纸带释放,打出纸带的初速度才能为零;
(3)3点的速度等于DF段的平均速度,所以v 3 =
h 4 - h 2
2T
,则此处的动能为 E K =
1
2
m
v 23
=
m
8 T 2
( h 4 - h 2 ) 2 ;
只有当gh 3 =
1
8 T 2
( h 4 - h 2 ) 2 时,才可验证下落过程中,机械能是否守恒.
答案为:(1)打点计时器不能接“直流电源”(或打点计时器应接“交流电源”)
(2)A
(3)
1
8 T 2
( h 4 - h 2 ) 2

H. 某同学利用如图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律的正确性,具体方法如下:将一木块放在水平长木板上,左

(1)木块受到滑动摩擦力大小为f=μmg;
根据牛顿第二定律,则有a=

f
m
μ版mg
m
=μg=2.9m/s2
(2)根据纸带数据,由公式权a=
△x
T2
,取前四段作为时间T,则相等时间T内,位移之差为△X.
则有a=
(7.72+7.21+6.71+6.25)?(5.76+5.29+4.81+4.31)
(8×0.02)2
m/s2=3.0m/s2
(3)通过比较分析,重物落地后,木块在运动过程中,除受到水平面的摩擦阻力作用外,还受到空气的阻碍,因此产生误差的原因是空气阻力影响,
故答案为:
(1)2.9m/s2(2)3.0m/s2(3)空气阻力影响.

I. 某同学利用图甲所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图,如图乙所示,

(1)根据该同学的结果得出a-m图线是曲线,即小车的加速度与钩码的质量成非线性关系;
(2)从上图中发现直线没过原点,当a=0时,m≠0,即F≠0,也就是说当绳子上拉力不为0时,小车的加速度为0,所以可能的原因是存在摩擦力.
(3)若利用本实验来验证“小车质量不变的情况下,小车的加速度与作用力成正比”的结论,并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力,则实验中应采取的改进措施是:
①调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力,即使得绳子上拉力等于小车的合力.
②根据牛顿第二定律得,整体的加速度a=

mg
M+m
,则绳子的拉力F=Ma=
mg
1+
m
M
,知钩码的质量远小于小车的质量时,绳子的拉力等于钩码的重力,所以钩码的质量应满足的条件是远小于小车的质量.
故答案为:(1)非线性;
(2)存在摩擦力;
(3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力;远小于小车的质量.

J. 某同学利用图甲所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动,重物落地

(1)6,7(2)1.00,1.20(3)2.00

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