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在用落体法验证机械能守恒定律时,某小组按照正确的操作选得纸带如图.其中O是起始点...

在用落体法验证机械能守恒定律时,某小组按照正确的操作选得纸带如图其中O是起始点,A、B、C是打点计时器连续打下的3个点用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中.(已知当地的重力加速度g=980 m/s2,重锤质量为m=1 kg,计算结果均保留3位有效数字

1图中的三个测量数据中不符合有效数字读数要求的是________段的读数,应记作________cm;

2甲同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,他用AC段的平均速度作为B点对应的瞬时速度vB,则求得该过程中重锤的动能增加量ΔEk=________J,重力势能的减少量ΔEp=______J这样验证的系统误差总是使ΔEk_____ΔEp选填“>”、“<”或“=”

3乙同学根据同一条纸带,同一组数据,也用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,将打点计时器打下的第一个点O记为第1个点,图中的B是打点计时器打下的第9个点因此他用v=gt计算与B点对应的瞬时速度vB,求得动能的增加量ΔEk=________J这样验证的系统误差总是使ΔEk________ΔEp选填“>”“<”或“=”).

4上述两种处理方法中,你认为合理的是________同学所采用的方法.(选填“甲”或“乙”

 

(1)OC 15.70 (2)1.20 1.22 < (3)1.23 > (4)甲 【解析】(1)毫米刻度尺读数要估读到毫米下一位,OC长度读数到1毫米,不符合读数要求.应记作15.70 cm.(2)AC段的平均速度即B点瞬时速度vB== m/s=1.55 m/s,则系统增加的动能ΔEk=≈1.20 J,重力势能减少了ΔEp=mg≈1.22 J,由于摩擦力的作用,部分重力势能转化为内能,所以ΔEk<ΔEp.(3)B是打点计时器打下的第9个点,所以B点的速度vB=gt=g×8×0.02 s=1.57 m/s,动能的增加量ΔEk=≈1.23 J,这样做把加速度按照自由落体计算,没有考虑摩擦力的作用,而实际上,由于摩擦力的作用,加速度aΔEp.(4)乙方案中直接把加速度按照重力加速度计算,不符合事实,而且误差大,所以合理的是甲方案.  
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考点分析:
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如图为利用气垫导轨滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略验证机械能守恒定律的实验装置,完成以下填空

实验步骤如下:

将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于1 m,将导轨调至水平

测出挡光条的宽度l和两光电门中心之间的距离s

将滑块移至光电门1左侧某处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门2

读出滑块分别通过光电门1和光电门2的挡光时间Δt1和Δt2

用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出托盘和砝码的总质量m

滑块通过光电门1和光电门2时,可以确定系统包括滑块、挡光条、托盘和砝码的总动能分别为Ek1=_________________和Ek2=____________________

在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的减少量ΔEp=__________.(重力加速度为g

如果满足关系式______________,则可认为验证了机械能守恒定律

 

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某同学利用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律

1该同学开始实验时情形如图甲所示,接通电源释放纸带请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方:

___________________;

___________________

2该同学经修改错误并正确操作,让质量为1 kg的重锤下落,通过打点计时器在纸带上记录运动过程,打点计时器所接电源为频率是50 Hz的交变电源,纸带打点如图乙所示

纸带上O点为重锤自由下落时的打点起点O、A间有点未画出,选取的计数点A、B、C、D依次间隔一个点图中未画出,各计数点与O点距离如图乙所示,单位为mm,重力加速度为98 m/s2,则:结果保留三位有效数字

根据纸带,打点计时器打下B点时,重锤速度vB=________,重锤动能EkB=________,从开始下落算起,打点计时器记录B点时,重锤势能减少量为________由此可以得到的实验结论是:________________

 

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在“验证机械能守恒定律”的实验中:

1从下列器材中选出实验所必须的,其编号为________

A打点计时器包括纸带

B重物

C天平

D毫米刻度尺

E秒表

F运动小车

2打点计时器的安装放置要求为________;开始打点计时的时候,应先________,然后________

3实验中产生系统误差的原因主要是________________,使重物获得的动能往往________为减小误差,悬挂在纸带下的重物应选择_______________________

4如果以为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出的-h图线是________,该线的斜率等于_____________

 

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在“验证机械能守恒定律”的实验中,要验证的是重物重力势能的减少量等于其动能的增加量,以下步骤仅是实验中的一部分,在这些步骤中多余或错误的有 

A把打点计时器固定到铁架台上,并用导线把它和低压流电源连接起来

B把纸带的一端固定到重物上,另一端穿过打点计时器的限位孔,把重物提升到一定高度

C接通电源,释放纸带

D用停表测出重物下落的时间

 

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如图是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带有关尺寸在图中已注明我们选中n点来验证机械能守恒定律下面举一些计算n点速度的方法,其中正确的是 

An点是第n个点,则vn=gnT

Bn点是第n个点,则vn=gn-1T

Cvn

Dvn

 

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