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题目
题型:不详难度:来源:
某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,当地重力加速度为g=9.80m/s2。实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图(b)所示。纸带上的第一个点记为O,另选连续的三个点A、B、C进行测量,图中给出了这三个点到O点的距离hA、hBhC的值。回答下列问题(计算结果保留3位有效数字)

(1)打点计时器打B点时,重物速度的大小vB=     m/s;
(2)通过分析该同学测量的实验数据,他的实验结果是否验证了机械能守恒定律?简要说明分析的依据。
答案
(1)3.90 (2)vB2/2=7.61(m/s)2 ,因为mvB2/2≈mghB,近似验证机械能守恒定律
解析
(1)由匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度可知,由电源频率为50Hz可知T=0.02s,代入其他数据可解得3.90m/s.
(2)本实验是利用自由落体运动验证机械能守恒定律,只要在误差允许范围内,重物重力势能的减少等于其动能的增加,即可验证机械能守恒定律。选B点分析,由于,故该同学的实验结果近似验证了机械能守恒定律。
【考点定位】考查验证机械能守恒定律的原理及数据处理。
核心考点
试题【某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,当地重力加速度为g=9.80m/s2。实验中该同学得到的一条点迹清晰的】;主要考察你对弹力等知识点的理解。[详细]
举一反三
小昕所在的实验小组利用图a 所示的实验装置验证机械能守恒定律,打出的纸带如图b所示,O点速度为零,A、B、C、D、E、F是打出的连续的点,已知交流电的周期为T,BC间距离为s1,CD 间距离为s2,DE间距离为s3,EF间距离为s4

(1)对于该实验,以下说法正确的是:                    
A. 应该用天平测量重物的质量
B.应该用秒表测量重物下落的时间
C.选择重锤时,应该选择质量和体积都较大的
D.如果用电磁打点计时器,不能用4节干电池(一节干电池的电压为1.5V)供电,只能接4-6V的交流电源
E.在作匀速圆周运动的“神舟十号飞船”中,“王亚平”可以用图a装置来验证机械能守恒定律
F. 实验时,应该先闭合电源再松开纸带
G.实验时,要从几条打上点的纸带中挑选第一、第二两点之间的距离接近2cm且点迹清晰的纸带进行测量。
(2)小华所在的实验小组则用该实验装置来验证动能定理,若还知道当地的重力加速度为g,但纸带B之前的点(不包含B点)模糊不清,请用题目所给的条件,写出验证动能定理的符号表达式:                        (用题干所给的符号表示) 。实际上,在实验中总有重力所做的功       (动能的变化量)(填“> ,= ,<”),其原因是:                                 。
(3)小明所在的实验小组则用该实验装置,采用作图法来验证机械能守恒定律,如果以v2为纵轴,以h(h为各点到初始点O的距离)为横轴,下图ABCD选项中是四个同学根据实验数据绘出的v2—h图线,则正确的图像是:      ,根据正确的v2—h图线,该图线的斜率等于                 

(4)小红所在的实验小组则利用该实验装置打出的纸带,还测出当地的重力加速度,其符号表达式为 g=                      (用题干所给的符号表示)。
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用落体运动验证机械能守恒定律的实验.
(1)为进行该实验,备有下列器材可供选择:A铁架台、B(电磁)打点计时器、C复写纸片、D纸带、E低压交流电源、F天平、G秒表、H导线、I重锤.其中不必要的器材是___________(填对应的字母).缺少的器材是_____________________。
(2)若实验中所用重物的质量m=1kg,打点时间间隔为0.02s,打出的纸带如图所示,O为起点,A、B、C、D为相邻的几点,测的OA=0.78cm、OB=1.79cm、OC=3.14cm、OD=4.90cm,查出当地的重力加速度g=9.80m/s2,则重物在B点时的动能EkB=_______J。从开始下落到B点的过程中,重物的重力势能减少量是________J,由此得出的结论是__________________________.(结果保留三位有效数字)

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一种游标卡尺,它的游标尺上有50个小的等分刻度,总长度为49mm。用它测量某物体长度,卡尺示数如图所示,则该物体的长度是_________cm。
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某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究,一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连:弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘,如图(a)所示。向左推小球,使弹簧压缩一段距离后由静止释放。小球离开桌面后落到水平地面。通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能。

回答下列问题:
(1)本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等。已知重力加速度大小为g,为求得Ek,至少需要测量下列物理量中的          (填正确答案标号)。
A.小球的质量m
B.小球抛出点到落地点的水平距离s
C.桌面到地面的高度h
D.弹簧的压缩量△x
E.弹簧原长l0
(2)用所选取的测量量和已知量表示Ek,得Ek=           
(3)图(b)中的直线是实验测量得到的s—△x图线。从理论上可推出,如果h不变。m增加,s—△x图线的斜率会      (填“增大”、“减小”或“不变”);如果m不变,h增加,s—△x图线的斜率会   (填“增大”、“减小”或“不变”)。由图(b)中给出的直线关系和Ek的表达式可知,Ep与△x        次方成正比。

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如图所示,装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮,固定在小车上;装置乙中橡皮筋的一端固定在导轨的左端,另一端系在小车上。一同学用装置甲和乙分别进行实验,经正确操作获得两条纸带①和②,纸带上的abc 均为打点计时器打出的点。

(1)任选一条纸带读出bc两点间的距离为           
(2)任选一条纸带求出ce两点间的平均速度大小为         ,纸带①和②上ce两点间的平均速度           (填“大于”“等于”或“小于”)。
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