某探究小组想利用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。实验步骤如下:
(i)按图甲所示安装好实验器材,在框架上装上可上下移动位置的光电门A和固定不动的光电门B;
(ii)在框架左侧竖直部分紧贴一刻度尺,零刻度线在上端;
(iii)调节框架水平部分的电磁铁,使其吸住小铁球时,小铁块的球心所在高度恰好与刻度尺零刻度线水平对齐,并与两光电门的中心在同一竖直线上;
(iv)用刻度尺测出小球的直径d(如图乙所示),记录光电门A、B的位置xA、xB;
(v)切断电磁铁线圈中的电流,小铁块由静止释放,记录小铁块先后经过光电门A、B的时间、和
;
(vi)多次改变光电门A的位置,得到多组xA、、
的数据;
(vii)进行数据处理、分析。
据此回答以下问题:(除第一小题外,其余小题中所给物理量的字母表示)
(1)小球直径d= cm。
(2)小球经过光电门A的速度大小为 。
(3)小球的质量用m表示,当地重力加速度g表示,则小球从光电门A运动到光电门B的过程增加的动能 ,减少的重力势能
。
(4)若以为纵轴、
为横轴建立坐标系,则该图像的斜率在误差允许范围内约等于 时,亦可认为机械能守恒。
...
(1)提供的测量仪器有秒表、刻度尺、天平、弹簧秤,请指出需要使用的有 。
(2)需要测量的物理量有∶用刻度尺测小球在斜槽上的起始位置到斜槽末端的高度h;还需要用 测 ;用 测 。
(3)若小球的质量为m,用测量的物理量表示出小球在斜槽上滑下至末端的过程中所减少的重力势能为 ,小球在斜槽末端具有的动能为 。(用给出和测得的物理量表示)
(4)为提高实验的准确程度,你认为以下建议确实有作用的是( )
A.斜槽表面要尽量光滑
B.小球的质量要测量精确
C.钢球的体积越大越好
D.斜槽末端水平放置
...
某实验小组利用图甲所示的装置进行“探究加速度与力、质量的关系”的实验。小车的加速度可由打点计时器打出的点计算出:
(1)实验时,某同学没有进行平衡摩擦力这一步骤,他将每组数据在坐标纸上描点、画线得到a-F图象。可能是图乙中的 (选填“A”“B”“C”)图线。
(2)关于本实验,下列说法正确的是 。
A.实验时应先释放小车后接通电源
B.小车质量应远远大于钩码的质量
C.每次改变小车质量时,都应重新平衡摩擦力
D.平衡摩擦力时,应将钩码用细线绕过定滑轮系在小车上
(3)如图丙为本实验中得到的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点间的时间间隔T=0.10 s,由该纸带可求得小车的加速度a= m/s2.(计算结果保留两位有效数字)
(4)智能手机可以辅助完成很多物理实验,实验小组的同学们又利用手机测量小车的加速度。如图丁所示,同学们在桌边固定一刻度尺,其零刻度正与小车前端对齐。调整手机使其摄像头正对刻度尺,开启视频摄像功能,用手机记录小车在水平桌面上从静止开始释放做匀加速直线的运动情况。然后通过视频回放,得到小车前端在刻度尺上的位置坐标x与运动时间t的数据。
为了减小实验误差,该组同学采用图像法来处理实验数据,他们根据测量的x和t,所绘图像如图戊所示,算出该图线斜率大小为k,则小车运动的加速度大小为 。
...
(1)甲同学利用小球从一定高处落下过程中拍得的一段频闪照片来验证机械能守恒定律.如图甲所示,频闪的频率为f,图中背景方格的实际长度均为L,则小球落到A处的速度大小为 .已知当地的重力加速度为g,只要满足条件 ,则说明小球从A处下落到B处的过程中机械能守恒(用题中所给物理量的符号表示)
(2)乙同学研究平抛运动的照片如图乙所示,若照片中小方格的边长表示的实际长度为,频闪仪的闪光频率为f,则小球的平抛速度为
= ,小球经B点时的速度
= ,当地重力加速度为g= .(用题中所给物理量的符号表示)
...
在《验证机械能守恒定律》实验中,两实验小组同学分别采用了如图甲和乙所示的装置将重物由静止释放,采用两种不同的实验方案进行实验。
(1)关于两图装置中重物以及实验器材的选择下列说法正确的是
A.在甲图中,下落物体应选择密度大的重物
B.在乙图中,两个重物的质量关系是m1 >m2
C.采用甲、乙的方案进行实验,都还需要的实验器材有交流电源、刻度尺和天平
D.采用甲、乙的方案进行实验,都必须先释放重物,再打开打点计时器
(2)实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量,下列正确的是________。
A.该误差属于偶然误差
B.该误差属于系统误差
C.可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
D.可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差
(3)甲同学利用纸带得出的数据绘制图像,如图丙所示,并求得图线的纵轴截距
和斜率
。若假设上述实验操作中不受一切阻力影响,此时绘制的
图线的纵轴截距
和斜率
与
、
的关系最可能的是______.
A.>b,
B.
,
C.
,
D.
,
...
(1)重锤从A运动到C的时间是 s.
(2)应选用下面的纸带 (选填“甲”或“乙”)来验证机械能守恒定律更合理,简要说明理由 .
(3)根据你选择的纸带,为了测量CE过程中的ΔEk和ΔEp,则应测量纸带上相应打印点间距离的长度,下列合理的是 .
A.AC、AD和AE的长度
B.BD、CE和DF的长度
C.AC、CE和AE的长度
D.AE、CD和AC的长度
...
如图,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律。
(1)下列操作中对减小该实验实验误差有利的是 。
A.精确测量出重物的质量
B.两限位孔在同一竖直线上
C.重物选用质量和密度较大的金属锤
D.释放重物前,重物离打点计时器下端远些
(2)按正确操作得到了一条完整的纸带,由于纸带较长,图中有部分未画出,如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点,其中口点为纸带上打出的第一个点。
①重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出,下列测量值能够完成验证机械能守恒定律的选项有 。
A.OA、OB和OG的长度 B.OE、DE和EF的长度
C.BD、BF和EG的长度 D.AC、BF和EG的长度
②某个实验小组的甲乙两位同学按照正确的操作选得纸带如图示。其中O是起始点,且O与相邻的点之间的距离约为2mm,A、B、C是打点计时器连续打下的清晰的3个点。用毫米刻度尺测得O到A、B、C各点的距离分别为hA、hB、hC,打点计时器所用电源频率为f,重锤质量为m,现利用OB段所对应的运动来验证机械能守恒,若已知当地的重力加速度g=9.80m/s2,hB=12.42cm,重锤质量为m=1kg。可以求得重锤在OB段所对应的运动过程中动能增加量的表达式表为△Ek= (用上述hA、hB、hC、m、f等给出的物理量符号表示);该过程减小的重力势能数值为△Ep= J(结果保留三位有效数字)。
...
验证机械能守恒定律的实验中,小红同学利用图甲实验装置进行实验,正确完成操作后,得到一条点迹清晰的纸带,如图乙所示,其中O点为纸带起始点,两相邻计数点时间间隔T。
(1)关于上述实验,下列说法中正确的是 。
A.重物最好选择密度较小的木块
B.重物的质量可以不测量
C.实验中应先接通电源,后释放纸带
D.可以利用公式v=来求解瞬时速度
(2)若重物质量为m,重力加速度为g,利用纸带所测数据,计算出C点的速度 ,在误差允许范围内,根据
验证机械能守恒定律。(用字母表示)
(3)在实验中,小红同学发现小球重力势能的减少量总是略大于小球动能的增加量,分析原因可能是 。(只需说明一种即可)
(4)实验小组的同学又正确计算出图乙中打下计数点A、B、C、D等各点的瞬时速度v,以各计数点到A点的距离h′为横轴,v2为纵轴作出图像,如图丙所示,根据作出的图像,能粗略验证自由下落的物体机械能守恒的依据是 。
...
实验器材:装有声音传感器并安装phyphox软件手机1部、铁球2个、刻度尺1把、钢尺1把等。
实验步骤:
a.将钢尺伸出水平桌面少许,用刻度尺测出钢尺上表面与地板间的高度差;
b.将质量为m的铁球放在钢尺末端,并让其保持静止状态;
c.将手机置于桌面上方,运行手机中phyphox软件,用来记录声音“振幅”(声音传感器)随时间变化规律;
d.迅速敲击钢尺侧面,让铁球自由下落;
e.手机中phyphox软件记录声音传感器声音振幅随时间的变化曲线如图乙所示。
根据题意完成下列问题:
(1)若图乙中第一、第二个尖峰的横坐标分别对应敲击钢尺和铁球落地的时刻,则铁球下落的时间间隔 s。
(2)若铁球下落过程中满足 (用h、t、g表示,其中g为重力加速度),证明铁球下落过程中机械能守恒。
(3)若敲击钢尺侧面时使铁球获得一个较小的水平速度,对实验测量结果 (填“有”或“没有”)影响。
...
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