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1、实验题 用如图实验装置验证m1 、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。已知m1=50g 、m2=150g ,则(g取10m/s2,结果保留两位有效数字)
(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到直流电源上;
C.先释放m2,再接通电源打出一条纸带;
D.测量纸带上某些点间的距离;
E.根据测量的结果,分别计算系统减少的重力势能和增加的动能。
其中操作不当的步骤是:____________(填选项对应的字母)。
(2)在纸带上打下记数点5时的速度v= ____________m/s;
(3)在打点0~5过程中系统动能的增量△EK=____________J,系统势能的减少量△EP=____________J,由此得出的结论是____________;
(4)若某同学作出图像如图,写出计算当地重力加速度g的表达式____________,并计算出当地的实际重力加速度g=____________m/s2。
2、简答题 完成下列关于“验证机械能守恒定律”实验的有关问题:
(1)在验证机械能守恒定律时,如果以
为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出的图线应是过坐标原点的直线就能验证机械能守恒定律,其斜率等于______.
(2)在做“验证机械能守恒定律”的实验时,用打点计时器打出纸带如图所示,其中A点为打下的第一个点,0、1、2…为连续的计数点.现测得两相邻计数点之间的距离分别为s1、s2、s3、s4、s5、s6,已知相邻计数点间的打点时间间隔均为T.根据纸带测量出的距离及打点的时间间隔,可以求出此实验过程中重锤下落运动的加速度大小表达式为______(逐差法),在打5号计数点时,纸带运动的瞬时速度大小的表达式为______.
3、简答题 在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,质量为m=1.00kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列点.如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带,O为打点计时器打出的第一个点,点A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出).已知打点计时器每隔0.02s打一次点,当地的重力加速度为g=9.8m/s2.那么
(1)纸带的______端(选填“左”或“右”)与重物相连;
(2)根据下图上所得的数据,应取图中O点和______点来验证机械能守恒定律;
(3)从O点到所取点,重物重力势能减少量△Ep=______J,动能增加量△Ek=______J(结果取3位有效数字).
4、简答题 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,采用两种不同的实验方案进行实验.
①在甲图中,下落物体应选择密度______(选填“大”或“小”)的重物;在乙图中,两个重物的质量关系是m1______m2(选填“>”、“=”或“<”);
②采用图乙的方案进行实验,除图中的器材外,还需要的实验器材有交流电源、刻度尺和______;
③某次实验所打纸带如图丙所示,O为第一个点,A、B、C、D点到O点的距离已标出,打点时间间隔为0.02s,则记录C点时,重物速度vC=______m/s(保留三位的效数字).
④比较两种实验方案,你认为______更合理,理由是______.
5、实验题 用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。
甲
(1)实验小组A不慎将一条选择好的纸带的前面一部分损坏了,剩下的一部分纸带上各点间的距离如图所示的数值,已知打点计时器的周期为T=0.02S,重力加速度g=10m/s2;重锤的质量为m=1kg,已知S1=0.98cm,S2=1.42cm,S3=1.78cm,S4=2.18cm,重锤从B点到C点重力势能变化量是_________________J,动能变化量是_________________J。(结果保留三位有效数字)
乙
(2)若实验小组B在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加,其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用,因此想到可以通过该实验装置测阻力的大小。根据已知当地重力加速度公认的较准确的值为g,电源的频率为f,用这些物理量求出了重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F=___________(用字母g、m、f、S1、S2、S3、S4表示)。