高三物理解答题中等难度题
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实验装置探究重锤下落过程中动能与重力势能的转化问题。
(1) 实验操作步骤如下:
A.按实验要求安装好实验装置。
B.使重锤靠近打点计时器,接着先释放重锤,再接通电源, 打点计时器在纸带上打下一系列的点。
C.图为一条符合实验要求的纸带,O点为打点计时器打下的第一点。分别测出若干连续打点A、B、C……与 O点之间的距离h1、h2、h3……。
以上A、B、C三个选项中哪个选项是错误的_________。
(2)已知打点计时器的打点周期为T,重锤质量为m,重力加速度为g,结合实验中所测的h1、h2、h3,可得重锤下落到B点时的速度大小为________,纸带从O点下落到B点的过程中,重锤增加的动能为________,减小的重力势能为__________,在误差允许范围内重锤动能增加量______重力势能减少量(填写“大于”、“等于”或“小于”)。
(3)取打下O点时重锤的重力势能为零,计算出该重锤下落不同高度h时所对应的动能Ek 和重力势能Ep,建立坐标系,横轴表示h,纵轴表示Ek和Ep,根据以上数据在图中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ。已求得图线Ⅰ斜率的绝对值k1=2.94 J/m,请计算图线Ⅱ的斜率k2=____J/m(保留3位有效数字)。重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为_________(用k1和k2字母表示)。
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用如图4-2-9示装置可以研究动能和重力势能转化中所遵循的规律.在摆锤从A位置由静止开始向下摆动到D位置的过程中( )
①重力做正功,重力势能增加
②重力的瞬时功率一直增大
③动能转化为重力势能
④摆线对摆锤的拉力不做功
⑤若忽略阻力,系统的总机械能为一恒量
A.①③ B.②④
C.②⑤ D.④⑤
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在学生实验“用DIS研究机械能守恒定律”中,为了研究势能与动能转化时的规律,需要按正确的实验步骤来完成.
1.请按正确的实验顺序填写下列步骤:________.
①开启电源,运行DIS应用软件,点击实验条目中的“研究机械能守恒定律”,软件界面.
②卸下“定位挡片”和“小标尺盘”,安装光电门传感器并接入数据采集器.
③摆锤置于A点,点击“开始记录”,同时释放摆锤,摆锤通过D点的速度将自动记录在表格的对应处.
④把光电门传感器放在大标尺盘最底端约D点,并以此作为零势能点.A、B、C点相对于D点的高度已事先输入,作为计算机的默认值.
⑤点击“数据计算”,计算D点的势能、动能和机械能.
⑥依次将光电门传感器放在标尺盘的C、B点,重复实验,得到相应的数据.
2.在实验过程中,是否有重要的实验步骤遗漏?若有,请写出该步骤的内容:
________
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(1)如图所示为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置.关于这一实验,下列说法中正确的是______
A.需使用天平测出重物的质量
B.应先释放纸带,后接通电源打点
C.需使用秒表测出重物下落的时间
D.测出纸带上两点迹间的距离,可知重物相应的下落高度
(2)实验时,应使打点计时器的两个限位孔在同一竖直线上.这样做可以______(选填“消除”、“减小”或“增大”)纸带与限位孔之间的摩擦.
(3)在实际测量中,重物减少的重力势能通常会________(选填“略大于”、“等于”或“略小于”)增加的动能.
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某实验小组用图所示的实验装置和器材做“探究动能定理”实验,在实验中,该小组同学把砂和砂桶的总重力当作小车受到的合外力,为探究小车的动能变化规律:
(1)为了保证实验结果的误差尽量小,在实验操作中,下面做法必要的是____。
A.实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作
B.实验操作时要先释放小车,后接通电源
C.在利用纸带进行数据处理时,所选的两个研究点离得越近越好
D.在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
(2)除实验装置图中的仪器外,还需要的测量仪器有__________________________,
(3)如图为实验中打出昀一条纸带,现选取纸带中的A、B两点来探究“动能定理”。已知打点计时器的打点周期为T,重力加速度为g,图中已经标明了要测量的物理量。另外,小车的质量为M,砂和砂桶的总质量为m。请你把要探究的结果用题中给出的字母表达出_____________________________________________。
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