1.在“用DIS研究機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,
(1)請(qǐng)按正確的實(shí)驗(yàn)順序填寫下列步驟:_____.
①開啟電源,運(yùn)行DIS應(yīng)用軟件,點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)條目中的“研究機(jī)械能守恒定律”軟件界面
②卸下“定位擋片”和“小標(biāo)尺盤”,安裝光電門傳感器并接入數(shù)據(jù)采集器
③擺錘置于A點(diǎn),點(diǎn)擊“開始記錄”,同時(shí)釋放擺錘,擺錘通過D點(diǎn)的速度將自動(dòng)記錄在表格的對(duì)應(yīng)處
④把光電門傳感器放在大標(biāo)尺盤最底端的D點(diǎn),并以此作為零勢(shì)能點(diǎn).A、B、C點(diǎn)相對(duì)于D點(diǎn)的高度已事先輸入,作為計(jì)算機(jī)的默認(rèn)值
⑤點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)計(jì)算”,計(jì)算D點(diǎn)的勢(shì)能、動(dòng)能和機(jī)械能
⑥依次將光電門傳感器放在標(biāo)尺盤的C、B點(diǎn),重復(fù)實(shí)驗(yàn),得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)
(2)(多選題)除了以上實(shí)驗(yàn)步驟,該實(shí)驗(yàn)還需要測(cè)量的物理量有_________。
A.?dāng)[線的長(zhǎng)度 B.?dāng)[錘的直徑 C.?dāng)[錘的質(zhì)量 D.?dāng)[錘下落的時(shí)間.
2.小明同學(xué)采用如圖1所示的裝置進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn).
(1)除了圖1裝置中的器材之外,還必須從圖2中選取實(shí)驗(yàn)器材,其名稱是____;
(2)指出圖1裝置中不合理的地方(一處)________;
(3)小明同學(xué)得到了如圖3的一條紙帶,讀出0、4兩點(diǎn)間的距離為___cm;
(4)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50 Hz,打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)紙帶速度的大小為___m/s(保留2位有效數(shù)字).
3.甲同學(xué)準(zhǔn)備做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn),乙同學(xué)準(zhǔn)備做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)
(1)圖1中A、B、C、D、E表示部分實(shí)驗(yàn)器材,甲同學(xué)需在圖中選用的器材_____________,乙同學(xué)需在圖中選用的器材___________.(用字母表示)
(2)乙同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室選齊所需器材后,經(jīng)正確操作獲得如圖2所示的兩條紙帶①和②.紙帶__________的加速度大(填①或者②),其加速度大小為____________.
4.(1)某同學(xué)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,利用圖a的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.
①物塊P于A點(diǎn)由靜止沿軌道滑下,并在末端B處水平拋出,落在水平地面C點(diǎn).
②用刻度尺量出A點(diǎn)與桌面的高h(yuǎn),B點(diǎn)與地面的高H,B點(diǎn)正下方的D點(diǎn)與C點(diǎn)距離x.其中某次對(duì)x的測(cè)量結(jié)果如圖b所示,x=________cm.
③若P的質(zhì)量為m、重力加速度為g,根據(jù)測(cè)得的h、H、x寫出P下滑到B點(diǎn)時(shí),重力勢(shì)能減少量的表達(dá)式_________,動(dòng)能增量的表達(dá)式____________.
④若P的運(yùn)動(dòng)過程機(jī)械能守恒,則x2與h之間應(yīng)滿足關(guān)系式_______.
5.用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源,輸出電壓為6 V的交流電和直流電兩種。重錘從高處由靜止開始落下,重錘上拖著的紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn),對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,已知重力加速度為g。

(1)下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟:
A.按照?qǐng)D示的裝置安裝器件
B.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的直流輸出端上
C.用天平測(cè)量出重錘的質(zhì)量
D.先釋放懸掛紙帶的夾子,然后接通電源開關(guān)打出一條紙帶
E.測(cè)量打出的紙帶上某些點(diǎn)之間的距離
F.根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過程中減少的重力勢(shì)能在誤差范圍內(nèi)是否等于增加的動(dòng)能
其中沒有必要或操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E是____(填寫選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的字母)。
(2)如圖所示是實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶,將起始點(diǎn)記為O,并在離O點(diǎn)較遠(yuǎn)的任意點(diǎn)依次選取6個(gè)連續(xù)的點(diǎn),分別記為A、B、C、D、E、F,量出各點(diǎn)與O點(diǎn)的距離分別為h1、h2、h3、h4、h5、h6,使用交流電的周期為T,設(shè)重錘質(zhì)量為m,則在打E點(diǎn)時(shí)重錘的動(dòng)能為____,在打O點(diǎn)和E點(diǎn)這段時(shí)間內(nèi)的重力勢(shì)能的減少量為_____。
(3)在本實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),重錘減少的重力勢(shì)能總是__(填“大于”或“小于”)重錘增加的動(dòng)能,主要是因?yàn)樵谥劐N下落過程中存在著阻力的作用,為了測(cè)定阻力大小,可算出(2)問中紙帶各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度,分別記為v1至v6。并作vn2—hn圖像,如圖所示,直線斜率為k,則可測(cè)出阻力大小為___。
6.在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,有位同學(xué)按以下步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作:
A.用天平稱出重錘和夾子的質(zhì)量
B.固定好打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,將連著重錘的紙帶穿過限位孔,用手提住且讓手盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
C.松開紙帶,接通電源,開始打點(diǎn),并如此重復(fù)多次,以得到幾條打點(diǎn)紙帶
D.取下紙帶,挑選點(diǎn)跡清晰的紙帶,記下起始點(diǎn)O,在距離O點(diǎn)較近處選擇幾個(gè)連續(xù)計(jì)數(shù)點(diǎn)(或計(jì)時(shí)點(diǎn)),并計(jì)算出各點(diǎn)的速度值
E.測(cè)出各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離,即得到重錘下落高度
F.計(jì)算出mghn和,看兩者是否相等
在以上步驟中,不必要的步驟是____;有錯(cuò)誤或不妥的步驟是___(填寫代表字母)。
7.如圖所示的裝置可用來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,擺錘A拴在長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩一端,輕繩另一端固定在O點(diǎn),在A上放一個(gè)質(zhì)量很小的小鐵塊,現(xiàn)將擺錘拉起,使繩與豎直方向成θ角,由靜止開始釋放擺錘,當(dāng)其到達(dá)最低位置時(shí),受到豎直擋板P的阻擋而停止運(yùn)動(dòng),之后鐵塊將飛離擺錘做平拋運(yùn)動(dòng).
(1)為了驗(yàn)證擺錘在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒,必須求出擺錘在最低點(diǎn)的速度.為了求出這一速度,還應(yīng)測(cè)量的物理量有__________.
(2)用測(cè)得的物理量表示擺錘在最低點(diǎn)的速度v=__________.
(3)用已知的和測(cè)得的物理量表示擺錘在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒的關(guān)系式為______.
8.利用自由落體運(yùn)動(dòng)可測(cè)量重力加速度.有兩組同學(xué)分別利用下面甲,乙兩種實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),其中乙圖中的M為可恢復(fù)簧片,M與觸頭接觸,開始實(shí)驗(yàn)時(shí)需要手動(dòng)敲擊M斷開電路,使電磁鐵失去磁性釋放第一個(gè)小球,當(dāng)前一個(gè)小球撞擊M時(shí)后一個(gè)小球被釋放.
①下列說法正確的有__________
A.兩種實(shí)驗(yàn)都必須使用交流電源
B.甲實(shí)驗(yàn)利用的是公式△x=gT2;乙實(shí)驗(yàn)利用的是公式h= gt2,所以都需要用秒表測(cè)量時(shí)間,用直尺測(cè)量距離
C.甲實(shí)驗(yàn)要先接通電源,后釋放紙帶;乙實(shí)驗(yàn)應(yīng)在手動(dòng)敲擊M的同時(shí)按下秒表開始計(jì)時(shí)
D.這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置均可以用來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律
②圖是用甲實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后選取的一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶,O為第一個(gè)點(diǎn),A,B,C為從合適位置開始選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)(其他點(diǎn)未畫出).已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一次點(diǎn),可以計(jì)算出重力加速度g=__________m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).
③用乙實(shí)驗(yàn)裝置做實(shí)驗(yàn),測(cè)得小球下落的高度H=1.200m,10個(gè)小球下落的總時(shí)間t=5.0s. 可求出重力加速度g=_______m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).
9.在用重錘下落來驗(yàn)證機(jī)械能守恒時(shí),某同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如下圖所示.其中O是起始點(diǎn),A、B、C、D、E是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的5個(gè)點(diǎn),打點(diǎn)頻率為50Hz該同學(xué)用毫米刻度尺測(cè)量O到A、B、C、D、E各點(diǎn)的距離,并記錄在圖中(單位:cm)
(1)這五個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是___點(diǎn)讀數(shù).(填A(yù)、B、C、D或E)
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),在釋放重錘___(選填“之前”或“之后”)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,在紙帶上打出一系列的點(diǎn).
(3)該實(shí)驗(yàn)中,為了求兩點(diǎn)之間重錘的重力勢(shì)能變化,需要知道重力加速度g的值,這個(gè)g值應(yīng)該是:______
A.取當(dāng)?shù)氐膶?shí)際g值; B.根據(jù)打出的紙帶,用Δs=gT2求出;
C.近似取10m/s2即可; D.以上說法都不對(duì).
(4)如O點(diǎn)到某計(jì)時(shí)點(diǎn)的距離用h表示,重力加速度為g,該點(diǎn)對(duì)應(yīng)重錘的瞬時(shí)速度為v,則實(shí)驗(yàn)中要驗(yàn)證的等式為______.
(5)若重錘質(zhì)量m=2.00×kg,重力加速度g=9.80m/,由圖中給出的數(shù)據(jù),可得出從O到打下D點(diǎn),重錘重力勢(shì)能的減少量為_____J,而動(dòng)能的增加量為_______J(均保留3位有效數(shù)字).
10.在用自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí),某同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如圖所示.其中O點(diǎn)是起始點(diǎn),A、B、C是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的三個(gè)點(diǎn),該同學(xué)用毫米刻度尺測(cè)量O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離,并記錄在圖中(單位cm).已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz,重錘質(zhì)量為m,當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.80m/s2.
(1)這三組數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是_______________;
(2)該同學(xué)用重錘取OB段的運(yùn)動(dòng)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,先計(jì)算出該段重錘重力勢(shì)能的減小量為_________,接著從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)O數(shù)起,數(shù)到圖中B點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第9個(gè)點(diǎn),他用vB=gt計(jì)算跟B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物體的瞬時(shí)速度,得到動(dòng)能的增加量為___________(均保留三位有效數(shù)字).這樣他發(fā)現(xiàn)重力勢(shì)能的減小量__________(填“大于”或“小于”)動(dòng)能的增加量,造成這一錯(cuò)誤的原因是 .
11.在用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí),某同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如圖.其中O是起始點(diǎn),A、B、C是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的3個(gè)點(diǎn).該同學(xué)用毫米刻度尺測(cè)量O到A、B、C各點(diǎn)的距離,并記錄在圖中(單位cm).
(1)這三個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是______ ,應(yīng)記作_________cm.
(2)該同學(xué)用重錘在OB段的運(yùn)動(dòng)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒,已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2,他用AC段的平均速度作為跟B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物體的即時(shí)速度,則該段重錘重力勢(shì)能的減少量為_______,而動(dòng)能的增加量為________,(均保留3位有效數(shù)字,重錘質(zhì)量用m表示).這樣驗(yàn)證的系統(tǒng)誤差總是使重力勢(shì)能的減少量_______動(dòng)能的增加量,原因是______________________________.
(3)另一位同學(xué)根據(jù)同一條紙帶,同一組數(shù)據(jù),也用重錘在OB段的運(yùn)動(dòng)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒,不過他數(shù)了一下:從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)O數(shù)起,圖中的B是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第9個(gè)點(diǎn).因此他用vB=gt計(jì)算跟B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物體的即時(shí)速度,得到動(dòng)能的增加量為________,這樣驗(yàn)證時(shí)的系統(tǒng)誤差總是使重力勢(shì)能的減少量_______動(dòng)能的增加量,原因是________________.
12.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,有如下可供選擇的實(shí)驗(yàn)器材:鐵架臺(tái),電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,紙帶,電源,秒表等.其中不必要的器材是_______,在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理時(shí),得到重錘動(dòng)能的增量總小于重錘勢(shì)能的減少量,其原因可能是____________.
13.在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,使質(zhì)量為m=1.00kg的重物自由下落,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn),選取一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶如圖所示。O為第一個(gè)點(diǎn),A、B、C為從合適位置開始選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)(其他點(diǎn)未畫出).已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn),當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?.8m/s2,那么
(1)紙帶的________(填“左”或“右”)端與重物相連;
(2)根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù),應(yīng)取圖中O點(diǎn)到________點(diǎn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律;
(3)從O點(diǎn)到第(2)題中所取的點(diǎn),重物重力勢(shì)能的減少量ΔEp=________J,動(dòng)能增加量ΔEk=________J。(結(jié)果取三位有效數(shù)字)
14.某次“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,用6V、50Hz的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條無漏點(diǎn)的紙帶,如圖所示,O點(diǎn)為重錘下落的起點(diǎn),選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)為A、B、C、D,各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的長(zhǎng)度已在圖上標(biāo)出,單位為毫米,重力加速度取9.8m/s2,若重錘質(zhì)量為1kg,則
①.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí),重錘下落的速度vB=___m/s,重錘的動(dòng)能EkB=____J.
②.從開始下落算起,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí),重錘的重力勢(shì)能減小量為________J.
③.根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù),在誤差允許的范圍內(nèi),重錘從靜止開始到打出B點(diǎn)的過程中,得到的結(jié)論是________________________________.
15.在《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
(1)根據(jù)打出的紙帶,選取紙帶上打出的連續(xù)五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E,測(cè)出A點(diǎn)距起點(diǎn)O的距離為x0,點(diǎn)A、C間的距離為x1,點(diǎn)C、E間的距離為x2,交流電的周期為T,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,則根據(jù)這些條件計(jì)算打C點(diǎn)時(shí)的速度表達(dá)式為:vc=_________________(用x1 、x2和T表示)
(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理,只要驗(yàn)證表達(dá)式_____________________________(用g、x0、x1 、x2和T表示)成立,就驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。
(3)完成實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),重錘減少的重力勢(shì)能總是大于重錘增加的動(dòng)能,其原因主要是因?yàn)樵谥劐N下落過程中存在著阻力的作用,我們可以通過該實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定該阻力的大小則還需要測(cè)量的物理量是____________(寫出名稱)
參考答案
1.②①④③⑤⑥ BC
【分析】
擺錘擺動(dòng)過程受到拉力和重力,拉力不做功,只有重力做功,在這個(gè)條件下得出結(jié)論:只有重力做功的情況下擺錘機(jī)械能守恒.實(shí)驗(yàn)前使標(biāo)尺盤上的豎直線與擺線平行,能使得光電門的接收孔與測(cè)量點(diǎn)位于同一水平面內(nèi).
【詳解】
(1)卸下“定位擋片”和“小標(biāo)尺盤”,安裝光電門傳感器,用來采集數(shù)據(jù);再開啟電源,運(yùn)行軟件;確定零勢(shì)能點(diǎn),然后輸入相應(yīng)的高度;開始點(diǎn)擊“開始記錄”,同時(shí)釋放擺錘;更換光電門位置,重復(fù)實(shí)驗(yàn);最后點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)計(jì)算”,計(jì)算D點(diǎn)的勢(shì)能、動(dòng)能和機(jī)械能.
故答案為②①④③⑤⑥;
(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知,減小的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的增加.還需要測(cè)量擺鍾的直徑△d,及其質(zhì)量m;故BC正確,AD錯(cuò)誤;
故答案為(1)②①④③⑤⑥;(2)BC.
2.刻度尺 重錘離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn) 3.10 0.91~0.92
【詳解】
(1)[1]應(yīng)該選取一個(gè)測(cè)量點(diǎn)間距離的工具,游標(biāo)卡尺與測(cè)微器雖然精確,但操作不方便,刻度尺即可;
(2)[2]不合理的是重物太低,應(yīng)該將重物提高一些,提到計(jì)時(shí)器附近;
(3)[3]讀出0、4兩點(diǎn)間的距離為
4.10cm-1.00cm=3.10cm
(4)[4]打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)紙帶速度的大小
v5==0.91m/s
3.(1)AB;BDE(2)①,2.5 m/s2()
【解析】
(1)“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn),需要在豎直面上打出一條重錘下落的紙帶,即可驗(yàn)證,故選儀器AB;“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)需要鉤碼拉動(dòng)小車打出一條紙帶,故選BDE
(2)紙帶①中前第1、2點(diǎn)與第2、3點(diǎn)的位移差為三個(gè)點(diǎn)的位移差為
紙帶②中前第1、2點(diǎn)與第2、3點(diǎn)的位移差為三個(gè)點(diǎn)的位移差為
根據(jù)逐差法可得紙帶①的加速度大,大小為
【考點(diǎn)定位】“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn);“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)
【方法技巧】此類實(shí)驗(yàn),一般都會(huì)運(yùn)用到勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的兩個(gè)推導(dǎo)公式,即做勻變速直線運(yùn)動(dòng)過程中一段位移中間時(shí)刻速度等于過程中的平均速度和做勻變速直線運(yùn)動(dòng)過程中,在相等時(shí)間內(nèi)走過的位移差是一個(gè)定值,即
4.20.47(20.46—20.50均可) mgh 或 或
【詳解】
②[1]30.47 10.00=20.47cm;
③[2][3]重力勢(shì)能減少量的表達(dá)式mgh;根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向
水平方向
因此到達(dá)B點(diǎn)的動(dòng)能
④[4]若滿足機(jī)械能守恒,則
整理得
5.BCD mgh5 大于 m(g-)
【詳解】
(1)[1]打點(diǎn)計(jì)時(shí)器利用的是交流電的周期性變化來改變電路的工作狀態(tài),從而實(shí)現(xiàn)打點(diǎn)計(jì)時(shí)。因此打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要接到電源的交流輸出端上;故B錯(cuò)誤;
本實(shí)驗(yàn)只需要驗(yàn)證,即
兩邊消掉質(zhì)量m,則并不需要測(cè)量質(zhì)量,故C不需要;
試驗(yàn)中需要先接通電源,后釋放懸掛紙帶的夾子,故D錯(cuò)誤。
故選BCD。
(2)[2][3]根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度
則在E點(diǎn)的動(dòng)能為

在打O點(diǎn)到E點(diǎn)的過程中,物體下落的高度為h5,這段時(shí)間內(nèi)重力勢(shì)能的減少量為

(3)[4][5]根據(jù)動(dòng)能定理可知,物體動(dòng)能的變化量等于物體所受各外力所做功的代數(shù)和。本實(shí)驗(yàn)中,物體下落過程中,除了重力外,還有摩擦力做功。動(dòng)能增量等于重力的功和摩擦力的功的代數(shù)和。由于摩擦力做負(fù)功,故而重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能增加量;

解得
f=m(g-)
6.A BCDF
【詳解】
[1][2]AF.比較mgh、的大小關(guān)系,m可約去,即比較gh、,所以實(shí)驗(yàn)不需要用天平,故A項(xiàng)不必要,F(xiàn)項(xiàng)不妥;
B.固定好打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,將連著重錘的紙帶穿過限位孔,用手提住,讓紙帶下端盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,以便測(cè)出更多的數(shù)據(jù),以減小誤差,故B錯(cuò)誤;
C.應(yīng)該先接通電源,后松開紙帶,故C錯(cuò)誤;
D.取下紙帶,挑選點(diǎn)跡清晰的紙帶,記下第一個(gè)打下的點(diǎn)O,在紙帶中間處選擇幾個(gè)連續(xù)計(jì)數(shù)點(diǎn),不要離計(jì)數(shù)點(diǎn)較近,以便減小測(cè)量誤差,故D錯(cuò)誤;
E.測(cè)出各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離,即得到重錘下落高度,故E項(xiàng)正確。
綜上,不必要的步驟是A,有錯(cuò)誤或不妥的步驟是BCDF。
7.遇到擋板之后鐵片的水平位移s和堅(jiān)直下落高度h
【詳解】
①鐵片在最低點(diǎn)飛出時(shí)做平拋運(yùn)動(dòng),平拋的初速度即為鐵片在最低點(diǎn)的速度,
根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以知道因此要想求出平拋的初速度,應(yīng)該測(cè)量遇到擋板后鐵片的水平位移x和豎直下落高度h.
②根據(jù)鐵片做平拋運(yùn)動(dòng)有: 聯(lián)立得出:
③下落到最低點(diǎn)過程中,擺錘重力勢(shì)能的減小量等于其重力做功,因此有:
動(dòng)能的增量為: ,根據(jù)得機(jī)械能守恒的關(guān)系式為
8.CD; 9.5; 9.6;
【解析】
【詳解】
①[1].甲圖利用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,需用交流電源;乙圖利用的電磁鐵,應(yīng)通直流電,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;甲圖的時(shí)間間隔由交流電的頻率可以得出,不需用秒表測(cè)量,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;甲實(shí)驗(yàn)中使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,應(yīng)先通電再釋放,乙圖中用手撞擊M的同時(shí)按下秒表計(jì)時(shí),記錄的是從第一個(gè)小球開始下落到最后一個(gè)小球撞擊M的總時(shí)間,故選項(xiàng)C正確;甲實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律;乙實(shí)驗(yàn)中可以測(cè)量小球下落的高度h,根據(jù)測(cè)得的小球下落時(shí)間t,由可以求得小球撞擊M時(shí)的速度,從而驗(yàn)證mgh和的關(guān)系,從而驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,故選項(xiàng)D正確
②[2].由題意知
由可知
③[3].由題意可知一個(gè)小球下落的時(shí)間為,由可知

9.B 之前 A 0.380 0.376
【詳解】
(1)[1]其他都是小數(shù)點(diǎn)后兩位,只有12.4是小數(shù)點(diǎn)后1位,B不符合;
(2)[2]在做實(shí)驗(yàn)時(shí),先打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,再放手重錘;
(3)[3]重力勢(shì)能是根據(jù)mgh測(cè)出的這里的g應(yīng)取當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋?br>(4)[4]等式應(yīng)是,另外兩邊的質(zhì)量可以消去就成了
(5)[5][6]重力勢(shì)能的減小量
打D點(diǎn)的速度就是CE段的平均速度,

動(dòng)能的增加量
10.(1)OC;(2)1.22m,1.23m,小于,實(shí)際測(cè)得的高度比自由落體對(duì)應(yīng)下落的高度小
【詳解】
(1)毫米刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度,要求估讀即讀到最小刻度的下一位.
這三個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是OC段:15.7,應(yīng)記作15.70cm.
故答案為OC.
(2)重力勢(shì)能減小量△Ep=mgh=9.8×0.1242m J=1.22mJ
由題目中要求可知
發(fā)現(xiàn)重力勢(shì)能得減少量小于動(dòng)能得增加量,可能是測(cè)量得高度比實(shí)際高度小
11.15.7 15.70 1.22m 1.20m 大于 有空氣阻力和摩擦 1.23 m 小于 重錘實(shí)際下落加速度小于g,而用重力加速度g計(jì)算將重錘速度算大了
【詳解】
(1)毫米刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度,要求估讀即讀到最小刻度的下一位.這三個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是15.7,應(yīng)記作15.70cm.
(2)重力勢(shì)能的減小量等于重力做功,故有:,
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律,B點(diǎn)的速度為:,
所以動(dòng)能的增量為:
由于重物帶動(dòng)紙帶下落過程中,除了重力還受到較大的阻力,從能量轉(zhuǎn)化的角度,由于阻力做功,重力勢(shì)能減小除了轉(zhuǎn)化給了動(dòng)能還有一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能,因此系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量大于動(dòng)能的增加量.
(3)v是按照自由落體計(jì)算的, 則物體動(dòng)能的增加量為,勢(shì)能的減少量將小于動(dòng)能的增加量,因?yàn)樗俣仁前凑兆杂陕潴w計(jì)算的,實(shí)際物體的運(yùn)動(dòng)不是自由落體,存在摩擦阻力,走相同位移需要的時(shí)間更多,因此速度計(jì)算偏大
12.秒表 由于摩擦阻力、振針阻力、空氣阻力等原因
【詳解】
在實(shí)驗(yàn)中需要刻度尺測(cè)量紙帶上點(diǎn)與點(diǎn)間的距離從而可知道重錘下降的距離,以及通過紙帶上兩點(diǎn)的距離,求出平均速度,從而可知瞬時(shí)速度.紙帶上相鄰兩計(jì)時(shí)點(diǎn)的時(shí)間間隔已知,所以不需要秒表.由于小球下落過程中,受到摩擦阻力、振針阻力、空氣阻力等作用,因此重力勢(shì)能沒有全部轉(zhuǎn)為動(dòng)能,一部分被克服阻力做功消耗掉了
13.左 B 1.89 1.70
【解析】
【詳解】
(1)[1]重物做加速運(yùn)動(dòng),紙帶在相等時(shí)間內(nèi)的位移越來越大,可知紙帶的左端與重物相連;
(2)[2]根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù),應(yīng)取圖中點(diǎn)到點(diǎn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律;
(3)[3][4]從點(diǎn)到點(diǎn)的過程中,重力勢(shì)能的減小量
點(diǎn)的速度
,
則動(dòng)能的增加量
14.1.175 0.6903 0.6909 在誤差范圍內(nèi),重錘機(jī)械能守恒
【詳解】
①[1][2]每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有一個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn),則相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.04s.利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論得
②[3]重力勢(shì)能減小量
③[4]通過以上計(jì)算可知,動(dòng)能的增量和重力勢(shì)能的減小量基本相等,因此在誤差范圍內(nèi),重錘機(jī)械能守恒。
15. 重物質(zhì)量
【詳解】
(1)[1]C點(diǎn)為AE間的平均時(shí)刻,根據(jù)平均時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于平均速度可知
(2)[2]C點(diǎn)的動(dòng)能為
重力勢(shì)能的減小量為
由機(jī)械能守恒可知
(3)[3]設(shè)阻力大小為f,則由能量守恒定律可得
可見要測(cè)量阻力f,還需要測(cè)量的物理量是重物質(zhì)量m.
【點(diǎn)睛】
本題難度較小,本實(shí)驗(yàn)中求解動(dòng)能大小是根據(jù)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于平均速度求解的,在實(shí)驗(yàn)過程中由于有阻力作用,重力勢(shì)能的減小量一般大于動(dòng)能的增大量。

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