高三物理解答题中等难度题
在利用重物做自由落体运动来“验证机械能守恒定律”的实验中,电火花计时器接在电压为220V、50Hz的交流电源上.实验操作正确,得到一条理想的纸带,数据如图9所示,单位是cm.O、A之间的几个计数点图中未标出.
(1)打点计时器打下计数点B时,物体的速度________ m/s.
(2)从计数点A到B的过程中,重物的重力势能的减少量为ΔEp,动能的增加量为ΔEk,则实验数据显示ΔEp ________ΔEk(填写“略大于”、“略小于”或“等于”).
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如图甲所示,电火花打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律。
(1)电火花打点计时器使用电压为_________V的交流电源。
(2)关于实验过程,下列操作正确的是________(填相应选项前的字母)
A.重物选用质量较大、体积较小的物体
B.两限位孔在同一竖直平面内上下对正
C.先接通电源后,再释放重物
D.若用秒表测出时间t,可用v=gt求出瞬时速度
(3)实验中选择一条较理想的纸带,如图乙所示。测出从起始点O依次到五个连续计时点A、B、C、D、E的距离x1、x2、x3、x4、x5。已知重物的质量为m,当地的重力加速度为g,电源频率为f。则从O到D的过程中,重物的动能增加了________,重物的重力势能减少了____________。
(4)该同学又根据这一条纸带来计算重物下落过程中的加速度a,要充分利用记录数据,尽可能减少实验操作和测量过程中的误差,加速度的计算式应为a=_________(用题中给出物理量的字母表示)。
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如图所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律。该装置中的打点计时器所接交流电源频率是50Hz。
(1)对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的是_____。
A.精确测量出重物的质量
B.两限位孔在同一竖直线上
C.重物选用质量和密度较大的金属锤
D.释放重物前,重物离打点计时器下端远些
(2)按正确操作得到了一条完整的纸带,由于纸带较长,图中有部分未画出,如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点,其中O点为纸带上打出的第一个点。
①重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出,利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有______。
A.OA、OB和OG的长度
B.OE、DE和EF的长度
C.BD、BF和EG的长度
D.AC、BF和EG的长度
②用刻度尺测得图中AB的距离是1.76cm,FG的距离是3.71cm,则可计得当地的重力加速度是________m/s2。(计算结果保留三位有效数字)
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在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中,已知打点计时器电源频率为50Hz,重物质量m=1.00kg,当地重力加速度g=9.80m/s2.
某同学按照正确的操作选得纸带如图所示,其中O点是打下的第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出),该同学用毫米刻度尺测量O点到A、B、C各点的距离,并记录在图中(单位cm).
①这三组数据中不符合读数要求的是 ;
②根据图上所得的数据,应取图中O点到恰当的点来验证机械能守恒定律
③从O点到②问中所取的点,重物重力势能的减少量△Ep= J,动能的增加量△Ek= J(结果保留三位有效数字)
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如图1所示,是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验。所用的打点计时器通以50Hz的交流电。
图1 图2
(1)甲同学按照正确的实验步骤操作后,选出一条纸带如图2所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,用刻度尺测得OA=12.41cm,OB=18.60cm,OC=27.21cm,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg,取g =9.80m/s2 。在OB段运动过程中,重物重力势能的减少量ΔEp= J;重物的动能增加量ΔEk= J(结果均保留三位有效数字)。
(2)该实验没有考虑各种阻力的影响,这属于本实验的 误差(选填“偶然”或“系统”)。由此看,甲同学数据处理的结果比较合理的应当是ΔEp ΔEk(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(3)乙同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后,利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,以h为横轴,以为纵轴画出了如图3所示的图线。由于图线没有过原点,他又检查了几遍,发现测量和计算都没有出现问题,其原因可能是 。乙同学测出该图线的斜率为k,如果不计一切阻力,则当地的重力加速度g k(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(4)丙同学利用该实验装置又做了其它探究实验,分别打出了以下4条纸带①、②、③、④,其中只有一条是做“验证机械能守恒定律”的实验时打出的。为了找出该纸带,丙同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点,用刻度尺测出相邻两个点间的距离依次为x1、x2、x3。请你根据下列x1、x2、x3的测量结果确定该纸带为________。(取g =9.80m/s2)
①6.05 cm,6.10 cm,6.06 cm ②4.96 cm,5. 35 cm,5.74 cm
③4.12 cm,4.51 cm,5.30 cm ④6.10 cm,6.58 cm,7.06 cm
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如图所示,是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验。所用的打点计时器通以50Hz的交流电。
(1)甲同学按照正确的实验步骤操作后,选出一条纸带如图2所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,用刻度尺测得OA=12.41cm,OB=18.60cm,OC=27.21cm,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg,取g =9.80m/s2 。在OB段运动过程中,重物重力势能的减少量ΔEp=_________J;打B点瞬间重物的速度VB=_________m/s(结果均保留三位有效数字)。
(2)该实验没有考虑各种阻力的影响,这属于本实验的___________误差(选填“偶然”或“系统”)。由此看,甲同学数据处理的结果比较合理的应当是ΔEp________ΔEk(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(3)①乙同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后,利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,以h为横轴,以为纵轴画出了如图3所示的图线。由于图线没有过原点,他又检查了几遍,发现测量和计算都没有出现问题,其原因可能是____________(在A、B、C项中选择并填在横线上)。
A、由于空气阻力的影响
B、先释放重物再接通打点计时器电源
C、先接通打点计时器电源后释放重物
②乙同学测出该图线的斜率为k,如果不计一切阻力,则当地的重力加速度g ____k(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(4)丙同学利用该实验装置又做了其它探究实验,分别打出了以下4条纸带①、②、③、④,其中只有一条是做“验证机械能守恒定律”的实验时打出的。为了找出该纸带,丙同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点,用刻度尺测出相邻两个点间的距离依次为x1、x2、x3。请你根据下列x1、x2、x3的测量结果确定该纸带为________。(取g =9.80m/s2,将选中纸带数据前的序号填在横线上)
①6.05 cm,6.10 cm,6.06 cm ②4.96 cm,5.35 cm,5.74 cm
③4.12 cm,4.51 cm,5.30 cm ④6.10 cm,6.58 cm,7.06 cm
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如图所示是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验装置,所用的打点计时器通以50Hz的交流电.
(1)甲同学按照正确的实验步骤操作后,选出一条纸带如图所示,其中O点为重物刚要下落时打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,用刻度尺测得OA=12.41cm,OB=18.60cm,OC=27.21cm,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg,取g =9.80m/s2 。在OB段运动过程中,重物重力势能的减少量ΔEp=_________J;重物的动能增加量ΔEk=___________J(结果均保留三位有效数字)。
(2)该实验没有考虑各种阻力的影响,这属于本实验的___________误差(选填“偶然”或“系统”)。由此看,甲同学数据处理的结果比较合理的应当是ΔEp________ΔEk(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(3)乙同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后,利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,以h为横轴,以为纵轴画出了如图所示的图线.由于图线没有过原点,他又检查了几遍,发现测量和计算都没有出现问题,其原因可能是:____________.
(4)乙同学测出该图线的斜率为k,则当地重力加速度的测量值g ____ k(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
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如图所示是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验装置,所用的打点计时器通以50Hz的交流电。
(1)某同学按照正确的实验步骤操作后,选出一条纸带如图所示,其中O点为重物刚要下落时打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,用刻度尺测得OA=12.41cm,OB=18.60cm,OC=27.21cm,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg,取g =9.80m/s2 。在OB段运动过程中,重物重力势能的减少量ΔEp=_____J;重物的动能增加量ΔEk=_______J(结果均保留三位有效数字)。
(2)根据该同学数据处理的结果,回答这个结果是否合理?并简要说明依据是什么。______________________.
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