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某研究性学习小组用如图(a)所示装置验证机械能守恒定律.让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置,若不考虑空气阻力,小球的机械能应该守恒,即
1
2
mv2=mgh
.直接测量摆球到达B点的速度v比较困难.现让小球在B点处脱离悬线做平抛运动,利用平抛的特性来间接地测出v.如图(a)中,悬点正下方P点处放有水平放置炽热的电热丝,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断,小球由于惯性向前飞出作平抛运动.实验步骤如下(将下列实验步骤补充完整,自己设定需用的字母):
(1)在地面上放上白纸,上面覆盖着复写纸,当小球落在复写纸上时,会在下面白纸上留下痕迹.
(2)用重锤线确定出A、B点的投影点N、M.
(3)让小球每一次都
同一点由静止
同一点由静止
释放,重复实验10次.球的落点痕迹如图(b)所示,图中米尺水平放置,零刻度线与M点对齐.
(4)用米尺量出
AN的高度h1、BM的高度h2
AN的高度h1、BM的高度h2
,算出A、B两点的竖直距离,再量出
M、C之间的距离x
M、C之间的距离x
,即可验证机械能守恒定律.已知重力加速度为g,小球的质量为m.
(5)数据处理
①根据图(b)可以确定小球平抛时的水平射程为
65.0
65.0
cm.
②表示出小球平抛时的初速度v0=
x.
g
2h2
x.
g
2h2
.(用题中所给字母和自己设定的字母表示)
③用测出的物理量表示出小球从A到B过程中,重力势能的减少量△EP=
mg(h1-h2
mg(h1-h2
,动能的增加量△EK=
mgx2
4h2
mgx2
4h2
.(用题中所给字母和自己设定的字母表示)
④本实验误差的主要来源有
小球在运动过程中受到阻力
小球在运动过程中受到阻力
(试举出一条).
分析:实验中验证A到B的过程中机械能是否守恒,即判断A到B过程中动能的增加量和重力势能的减小量是否相等.小球在B点的速度通过平抛运动的知识解决.
解答:解:(3)小球每次释放时,要从同一点由静止释放,保证到达B点的速度相同.
(4、5)用米尺测量出AN的高度h1、BM的高度h2,M、C之间的距离x,根据h2=
1
2
gt2
,x=v0t,得到v0=x
g
2h2

则动能的增加量Ek=
1
2
mv2=
mgx2
4h2
,重力势能的减小量△Ep=mg(h1-h2).
小球平抛运动的水平射程为65.0cm.
实验的误差可能来自小球在运动过程中受到阻力; 长度测量; 悬线摆至电热丝处时损失机械能; 小球落地点位置的确定等.
故答案为:(3)同一点由静止释放,(4)AN的高度h1、BM的高度h2,M、C之间的距离x
(5)①65.0 (64.0~-65.5)②x.
g
2h2
       ③mg(h1-h2),
mgx2
4h2

④小球在运动过程中受到阻力;     长度测量;   悬线摆至电热丝处时损失机械能;   小球落地点位置的确定等.(说出任意合理的一条都对)
点评:解决本题的关键知道实验的原理,验证A到B过程中动能的增加量和重力势能的减小量是否相等.
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2011?甘肃二模)某研究性学习小组用如图(a)所示装置验证机械能守恒定律.让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置,若不考虑空气阻力,小球的机械能应该守恒,即
1
2
mv2=mgh.直接测量摆球到达B点的速度v比较困难.现让小球在B点处脱离悬线做平抛运动,利用平抛的特性来间接地测出v.
如图(a)中,悬点正下方P点处放有水平放置炽热的电热丝,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断,小球由于惯性向前飞出作平抛运动.在地面上放上白纸,上面覆盖着复写纸,当小球落在复写纸上时,会在下面白纸上留下痕迹.
用重锤线确定出A、B点的投影点N、M.重复实验10次(小球每一次都从同一点由静止释放),球的落点痕迹如图(b)所示,图中米尺水平放置,零刻度线与M点对齐.用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2,算出A、B两点的竖直距离,再量出M、C之间的距离x,即可验证机械能守恒定律.已知重力加速度为g,小球的质量为m.
(1)根据图(b)可以确定小球平抛时的水平射程为
65.0
65.0
cm.
(2)用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v0=
x
g
2h2
x
g
2h2

(3)用测出的物理量表示出小球从A到B过程中,重力势能的减少量△EP=
mg(h1-h2
mg(h1-h2
,动能的增加量△EK=
mgx2
4h2
mgx2
4h2

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(1)某研究性学习小组用如图1所示装置验证机械能守恒定律.图中悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝,当悬线摆至电热丝处时能瞬间被烧断,小球由于惯性向前飞出做平抛运动.在水平地面上放上白纸,上面覆盖着复写纸,当小球落在复写纸上时,会在下面白纸上留下痕迹.用重垂线确定出A、B点在白纸上的投影点N、M.用米尺量出AN的高度H、BM的高度h,算出A、B两点的竖直距离,再量出M、C之间的距离x,即可验证机械能守恒定律.已知重力加速度为g,小球的质量为m.

①用题中所给的物理量表示出小球从A到B过程中,重力势能的减少量△EP=
mg(H-h)
mg(H-h)
,动能的增加量△Ek=
mgx2
4h
mgx2
4h

②要想验证小球从A到B的过程中机械能守恒,只需验证关系式
H-h=
x2
4h
H-h=
x2
4h
成立即可.
(2)①在“测金属电阻率”实验中,用螺旋测微器测得金属丝的直径的读数如图2所示,则直径d=
0.900
0.900
mm.
②测得接入电路的金属丝的长度为L,已知其电阻大约为25Ω.
在用伏安法测其电阻时,有下列器材供选择,除必选电源(电动势1.5V,内阻很小)、导线、开关外,电流表应选
Al
Al
,电压表应选
V2
V2
,滑动变阻器应选
R1
R1
.(填代号)并将设计好的测量电路原理图画在虚框内(图3).
电流表 A1(量程40mA,内阻约0.5Ω)
电流表A2(量程10mA,内阻约0.6Ω)
电压表V1 (量程6V,内阻约30kΩ)
电压表V2(量程1.2V,内阻约的20kΩ)
滑动变阻器R1(范围0-10Ω)
滑动变阻器R2(范围0-2kΩ)

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43
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