2.验证机械能守恒定律 [实验原理] 只有重力做功的自由落体运动中.物体的重力势能和动能可以互相转化.但总的机械能守恒.利用打点计时器在纸带上记录下物体自由下落的高度h及计算出的瞬时速度v.从而验证物体在自由下落过程中.重力势能的减少量△P= mgh与物体动能的增加量△Ek=mv2/2相等 思考1:实脸中为什么不必用天平测童重锤的质量? 思考2:实验时不慎将一条选择好的纸带的前面一部分损坏了.能否用来验证机械能守恒定律? [实验步骤] 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

在验证机械能守恒定律的实验中,质量m=200g 的重锤拖着纸带由静止开始下落,在下落过程中,打点计时器在纸带上打出一系列的点.在纸带上选取三个相邻计数点A、B和C,相邻计数点时间间隔为0.100s,O为重锤开始下落时记录的点,各计数点到O点的距离如图所示,长度单位是cm,当地重力加速度g为9.80m/s2

(1)打点计时器打下计数点B时,重锤下落的速度vB=
2.91
2.91
m/s(保留三位有效数字);
(2)从打下计数点O到打下计数点B的过程中,重锤重力势能减小量△Ep=
0.856
0.856
J,重锤动能增加量△EK=
0.847
0.847
J(保留三位有效数字);
(3)即使在实验操作规范,数据测量及数据处理均正确的前提下,该实验求得的△Ep通常略大于△Ek,这是由于实验存在系统误差,该系统误差产生的主要原因是:
重锤下落时系统受到阻力的影响,重锤机械能减小.(说出空气阻力及其他原因,只要合理就得分)
重锤下落时系统受到阻力的影响,重锤机械能减小.(说出空气阻力及其他原因,只要合理就得分)

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Ⅰ.在“验证机械能守恒定律”的实验中:

(1)所需器材有电磁打点计时器(带导线)、纸带、复写纸,带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需要(填字母代号)___________。

A.直流电源             B.交流电源         C.游标卡尺

D.毫米刻度尺               E.天平及砝码       F.秒表

(2)按正确的实验操作得到一条纸带如图所示,若打点计时器打点的时间间隔为T,若O点是第0个点,N点是第n个点。为验证机械能是否守恒,下列利用图中数据计算N点速度大小的方法,正确的是_________。

A.       B.       

C.      D.

Ⅱ.某学校课题研究小组收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电路元件。现从这些材料中选取两个待测元件,一是电阻R0(约为2kΩ),二是手机中常用的锂电池(电动势E标称值为3.7V,允许最大放电电流为100mA)。在操作台上还准备了如下实验器材:

A.电压表V(量程4V,电阻RV 约为4.0kΩ)

B.电流表A1(量程100mA,电阻RA1 约为5Ω)

C.电流表A2(量程2mA,电阻RA2 约为50Ω)

D.滑动变阻器R1(0~40Ω,额定电流1A)

E.电阻箱R2(0~999.9Ω)

F.开关S一只、导线若干

(1)为了测定电阻R0的阻值,小组的一位成员,设计了如图所示的电路原理图,所选取的相应的器材(电源用待测的锂电池)均标在图上,其他成员发现他在器材选取中有不妥之处,你认为应该怎样调整?

________________________________________。

      

(2)在实际操作过程中,发现滑动变阻器R1、电流表A1已损坏,请用余下的器材测量锂电池的电动势E和内阻r。

①请你在方框中画出实验电路图(标注所用器材符号)

②为了便于分析,一般采用线性图象处理数据,请写出与线性图象对应的相关物理量间的函数关系式:________________________。

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(1)在“验证机械能守恒定律"的实验中,打点计时器接在电压为6 V、频率为5 0 Hz的交流  电源上,自由下落的重物质量为lkg。图所示为一条理想的纸带,单位是cm,g取9.8m/s2,O、A之间有几个计数点没画出。

  ①打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=              

②从起点O到打下计数点B的过程中,重力势能的减少量

ΔEp=      ,此过程中物体动能的增量ΔEk=         

③如果以v2/2为纵轴,以下降高度h为横轴,根据多组数据绘出v2/2-h的图象,这个图象应该是            。且图象上任意两点的纵坐标之差与横坐标之差的比等于          

(2)某同学想测量一段电阻丝的电阻率,其中使用了自己利用电流表改装的电压表。整个实验过程如下:

A.测量电流表的内阻。按图1连接电路,将电位器R调到接入电路的阻值最大。闭合开关S1,调整R的阻值,使电流表指针偏转到满刻度;然后保持R的阻值不变,合上开关S2,调整电阻箱R′的阻值,使电流表指针达到半偏,记下此时R′ 的阻值;

B.计算出改装电压表应串联的电阻R0的值。将电阻R0与电流表串联,则R0与电流表共同构成一个新的电压表;

C.将改装的电压表与标准电压表接入如图2所示的校准电路,对改装的电压表进行校准;

D.利用校准后的电压表和另一块电流表,采用伏安法测量电阻丝的电阻;

E.测量电阻丝的直径和接入电路的电阻丝的长度;

F.计算出电阻丝的电阻率。

根据上述实验过程完成下列问题:

(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,选不同的位置测量3次,求出其平均值d。其中一次测量结果如图3所示,图中读数为         mm;

(2) 已知电流表的满偏电流为200??A,若当电流表指针偏转到正好是满偏刻度的一半时R′的阻值为500Ω。要求改装后的电压表的量程为2V,则必须给电流表串联一个阻值为R0 =          Ω的电阻;

(3)在对改装后的电压表进行校准时,发现改装后的电压表的测量值总比标准电压表的测量值小一些,造成这个现象的原因是(    )

A.电流表内阻的测量值偏小,造成串联电阻R0的阻值偏小

B.电流表内阻的测量值偏大,造成串联电阻R0的阻值偏小

C.电流表内阻的测量值偏小,造成串联电阻R0的阻值偏大

D.电流表内阻的测量值偏大,造成串联电阻R0的阻值偏大

(4)在利用校准后的电压表采用伏安法测量电阻丝的电阻时,由于电压表的表盘刻度仍然是改装前电流表的刻度,因此在读数时只能读出电流表指示的电流值a。测量电阻丝的电阻时,可以读得一系列a和对应流经电阻丝的电流b。该同学根据这一系列a、b数据做出的a-b图线如图5所示,根据图线可知电阻丝的电阻值为          Ω。

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Ⅰ.(6分)在“验证机械能守恒定律”的实验中:

(1)所需器材有电磁打点计时器(带导线)、纸带、复写纸,带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需要(填字母代号)___________。

A.直流电源             B.交流电源         C.游标卡尺

D.毫米刻度尺               E.天平及砝码       F.秒表

(2)按正确的实验操作得到一条纸带如图所示,若打点计时器打点的时间间隔为T,若O点是第0个点,N点是第n个点。为验证机械能是否守恒,下列利用图中数据计算N点速度大小的方法,正确的是_________。

A.       B.       

C.      D.

Ⅱ.(11分)某学校课题研究小组收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电路元件。现从这些材料中选取两个待测元件,一是电阻R0(约为2kΩ),二是手机中常用的锂电池(电动势E标称值为3.7V,允许最大放电电流为100mA)。在操作台上还准备了如下实验器材:

A.电压表V(量程4V,电阻RV 约为4.0kΩ)

B.电流表A1(量程100mA,电阻RA1 约为5Ω)

C.电流表A2(量程2mA,电阻RA2 约为50Ω)

D.滑动变阻器R1(0~40Ω,额定电流1A)

E.电阻箱R2(0~999.9Ω)

F.开关S一只、导线若干

(1)为了测定电阻R0的阻值,小组的一位成员,设计了如图所示的电路原理图,所选取的相应的器材(电源用待测的锂电池)均标在图上,其他成员发现他在器材选取中有不妥之处,你认为应该怎样调整?

________________________________________。

      

(2)在实际操作过程中,发现滑动变阻器R1、电流表A1已损坏,请用余下的器材测量锂电池的电动势E和内阻r。

①请你在方框中画出实验电路图(标注所用器材符号)

②为了便于分析,一般采用线性图象处理数据,请写出与线性图象对应的相关物理量间的函数关系式:________________________。

 

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(1)在“验证机械能守恒定律"的实验中,打点计时器接在电压为6 V、频率为5 0 Hz的交流  电源上,自由下落的重物质量为lkg。图所示为一条理想的纸带,单位是cm,g取9.8m/s2,O、A之间有几个计数点没画出。

  ①打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=              

②从起点O到打下计数点B的过程中,重力势能的减少量

ΔEp=      ,此过程中物体动能的增量ΔEk=         

③如果以v2/2为纵轴,以下降高度h为横轴,根据多组数据绘出v2/2-h的图象,这个图象应该是            。且图象上任意两点的纵坐标之差与横坐标之差的比等于          

(2)(8分)某同学想测量一段电阻丝的电阻率,其中使用了自己利用电流表改装的电压表。整个实验过程如下:

A.测量电流表的内阻。按图1连接电路,将电位器R调到接入电路的阻值最大。闭合开关S1,调整R的阻值,使电流表指针偏转到满刻度;然后保持R的阻值不变,合上开关S2,调整电阻箱R′的阻值,使电流表指针达到半偏,记下此时R′ 的阻值;

B.计算出改装电压表应串联的电阻R0的值。将电阻R0与电流表串联,则R0与电流表共同构成一个新的电压表;

C.将改装的电压表与标准电压表接入如图2所示的校准电路,对改装的电压表进行校准;

D.利用校准后的电压表和另一块电流表,采用伏安法测量电阻丝的电阻;

E.测量电阻丝的直径和接入电路的电阻丝的长度;

F.计算出电阻丝的电阻率。

根据上述实验过程完成下列问题:

(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,选不同的位置测量3次,求出其平均值d。其中一次测量结果如图3所示,图中读数为         mm;

(2) 已知电流表的满偏电流为200µA,若当电流表指针偏转到正好是满偏刻度的一半时R′的阻值为500Ω。要求改装后的电压表的量程为2V,则必须给电流表串联一个阻值为R0 =         Ω的电阻;

(3)在对改装后的电压表进行校准时,发现改装后的电压表的测量值总比标准电压表的测量值小一些,造成这个现象的原因是(    )

A.电流表内阻的测量值偏小,造成串联电阻R0的阻值偏小

B.电流表内阻的测量值偏大,造成串联电阻R0的阻值偏小

C.电流表内阻的测量值偏小,造成串联电阻R0的阻值偏大

D.电流表内阻的测量值偏大,造成串联电阻R0的阻值偏大

(4)在利用校准后的电压表采用伏安法测量电阻丝的电阻时,由于电压表的表盘刻度仍然是改装前电流表的刻度,因此在读数时只能读出电流表指示的电流值a。测量电阻丝的电阻时,可以读得一系列a和对应流经电阻丝的电流b。该同学根据这一系列a、b数据做出的a-b图线如图5所示,根据图线可知电阻丝的电阻值为          Ω。

 

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