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如图所示,质量均为m的物体A、B通过一劲度系数k的弹簧相连,开始时B放在地面上,...

如图所示,质量均为m的物体AB通过一劲度系数k的弹簧相连,开始时B放在地面上,AB均处于静止状态,现通过细绳将A向上拉起,当B刚要离开地面时,A上升距离为L,假设弹簧一直在弹性限度内,则                                               (  )

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

A 【解析】
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考点分析:
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光电计时器是物理实验中经常用到的一种精密计时仪器,它由光电门和计时器两部分组成,光电门的一臂的内侧附有发光装置(发射激光的装置是激光二极管,发出的光束很细),如图中的AA′,另一臂的内侧附有接收激光的装置,如图实-4-12中的BB′,当物体在它们之间通过时,二极管发出的激光被物体挡住,接收装置不能接

收到激光信号,同时计时器就开始计时,直到挡光结束光电计时器停止计时,故此装置能精确地记录物体通过光电门所用的时间.现有一小球从两光电门的正上方开始自由下落,如图所示.

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 (1)若要用这套装置来验证机械能守恒定律,则要测量的物理量有________________________(每个物理量均用文字和字母表示,如高度H).

(2)验证机械能守恒定律的关系式为________.

【解析】:本实验是围绕机械能守恒定律的验证设计的,关键是速度的测定,本题改打点计时器测量速度为光电门测量.由于本装置可记录小球通过光电门的时间Δt,则将小球的直径D除以Δt,即可求出小球经过光电门的速度,若再测出两光电门间相距的高度H,即可验证机械能守恒定律.

(1)需要测量的物理量有:小球直径D,两光电门间的竖直高度H,小球通过上、下两光电门的时间Δt1、Δt2.则小球通过上、下两光电门处的速度分别为、.

(2)验证守恒关系式为:

m()2m()2mgH

化简得:-=2gH.

 

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用落体法“验证机械能守恒定律”的实验中:(g取9.8 m/s2)

(1)运用公式mv2mgh时对实验条件的要求是________________.为此目的,所选择的纸带第1、2两点间的距离应接近__________.

(2)若实验中所用重物质量m=1 kg,打点纸带如图所示,打点时间间隔为0.02 s,则记录B点时,重物速度vB=________,重物动能Ek=________;从开始下落起至B点,重物的重力势能减小量是__________,由此可得出的结论是____________________________________.

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 (3)根据纸带算出各点的速度v,量出下落距离h,则以为纵轴,以h为横轴画出的图象应是图中的                                             (  )

说明: 6ec8aac122bd4f6e

【解析】:(1)自由下落的物体在第一个0.02 s内,下落距离

hgt2=2 mm

(2)vB== m/s=0.59 m/s

EkmvB2=×1×0.592 J≈0.174 J

ΔEpmgh=1×9.8×17.9×10-3 J≈0.175 J.

 

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关于验证机械能守恒定律实验,下面列出一些实验步骤:

A.用天平称出重物和夹子质量

B.将重物系在夹子上

C.将纸带穿过打点计时器的限位孔,上端用手提着,下端夹上系住重物的夹子,再把纸带向上拉,让夹子靠近打点计时器,处于静止状态

D.把打点计时器接在学生电源的交流输出端,把输出电压调到6 V(电源不接通)

E.把打点计时器用铁夹固定放到桌边的铁架台上,使两个限位孔在同一竖直面内

F.在纸带上选取两个点,进行测量并记录数据

G.用秒表测出重物下落的时间

H.接通电源,待计时器打点稳定后释放纸带

I.切断电源

J.更换纸带,重新进行两次实验

K.在三条纸带中选出较好的一条

L.进行计算,得出结论,完成实验报告

M.拆下导线,整理器材

对于本实验以上步骤中,不必要的有__________________;正确步骤的合理顺序是______________________(填写代表字母).

【解析】:根据实验原理和操作步骤可知不必要的有A、G;正确步骤的合理顺序是E、D、B、C、H、I、J、K、F、L、M.

 

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.在“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz,查得当地重力加速度g=9.80 m/s2,测得所用的重物的质量为1.00 kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带(如图实-4-9所示),把第一个点记作O,另选连续的四个点ABCD作为测量的点.经测量知道ABCD各点到O点的距离分别为62.99 cm,70.18 cm,77.76 cm,85.73 cm.根据以上数据,可知重物由O点运动到C点,重力势能的减少量等于________ J,动能的增加量等于________J(取三位有效数字).

说明: 6ec8aac122bd4f6e

【解析】:根据测量数据,重物从O点运动到C点下落的高度h=0.7776 m,故重力势能减

少量

ΔEpmgh=1.00×9.80×0.7776 J=7.62 J

重物动能的增加量ΔEkmvC2mv02

根据实验情况,重物在O点的速度v0=0,C点的速度vC等于重物从B点到D点这一

段时间Δt=2× s内的平均速度.由实验数据可得

vC== m/s=3.8875 m/s

重物的动能增加量

ΔEkmvC2=×1.00×3.88752 J=7.56 J.

 

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下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法中,正确的是    (  )

A.重物质量的称量不准会造成较大误差

B.重物质量选用得大些,有利于减小误差

C.重物质量选用得较小些,有利于减小误差

D.纸带下落和打点不同步会造成较大误差

【解析】:从需要验证的关系式ghn=看,与质量无关,A错误.当重物质量大一些时,空气阻力可以忽略,B正确,C错误.纸带先下落而后打点,此时,纸带上最初两点的点迹间隔较正常时略大,用此纸带进行数据处理,其结果是重物在打第一个点时就有了初动能,因此重物动能的增加量比重物重力势能的减少量大,D正确.

 

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