高一物理填空题中等难度题
为探究物体在下落过程中机械能是否守恒,某同学采用实验装置如图甲所示.
(1)其设计方案如下:让质量为m的立方体小铁块从开始端自由下落,开始端至光电门的高度差为h,则此过程中小铁块重力势能的减少量为 ;测出小铁块通过光电门时的速度v,则此过程中小铁块动能增加量为________;比较这两个量之间的关系就可得出此过程中机械能是否守恒.(已知当地重力加速度大小为g)
(2)具体操作步骤如下:
A.用天平测定小铁块的质量m;
B.用游标卡尺测出立方体小铁块的边长d;
C.用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离h();
D.电磁铁先通电(电源未画出),让小铁块吸在开始端;
E.断开电源,让小铁块自由下落;
F.计时装置记录小铁块经过光电门所用时间为t,计算出相应速度v;
G.改变光电门的位置,重复C、D、E、F等步骤,得到七组(hi,)数据;
H.将七组数据在坐标系中找到对应的坐标点,拟合得到如图乙所示直线.
上述操作中有一步骤可以省略,你认为是________(填步骤前的字母);计算小铁块经过光电门的速度表达式v=________.
(3)若图线满足条件________,则可判断小铁块在下落过程中机械能守恒.
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如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.
(1)实验时,需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某班同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案.
A.用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度;
B.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过计算出瞬时速度;
C.根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v,并通过计算出高度h;
D.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v.
(1)以上方案中只有一种正确,正确的是___________ (填入相应的字母)
(2)某同学按照正确操作选的纸带如图所示,其中O是起始点,A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点,打点频率为50Hz,该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离,并记录在图中(单位:cm),重锤的质量为m=0.1kg,重力加速度g=9.80m/s2. 根据以上数据当打点计时器打到D点时,重物重力势能的减少量为___J,动能的增加量为_____J.(要求计算数值保留三位有效数字)
(3)实验中误差产生的原因_________________ ,__________________ 。(写出两个原因)
(4)通过作图法可以剔除偶然误差较大的数据,提高实验的准确程度.从纸带上选取多个点,测量从第一点到其余各点的下落高度h,并计算各点速度的平方v2,然后以___________ 为纵轴,以___________ 为横轴,根据实验数据作出图线.若在实验误差允许的范围内,图线是一条过原点且斜率为g的直线,则验证了机械能守恒定律.
(5)该装置也可用于精度要求不是很高的重力加速度g的测量,依据第(2)问中选取的纸带可计得重力加速度g = ___________ m/s2.
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利用图甲所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时,需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案:
A.用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度v.
B.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过v=计算出瞬时速度v.
C.根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v,并通过h=计算出高度h.
D.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v.
(1)以上方案中只有一种正确,正确的是 。
(2)设重物质量为m、打点计时器的打点周期为T、重力加速度为g。图乙是实验得到的一条纸带,A、B、C、D、E为相邻的连续点。根据测得的s1、s2、s3、s4写出重锤由B点到D点势能减少量的表达式__________,动能增加量的表达式____________。
(3)在实验中发现,重物减小的重力势能总是大于重物动能的增加,其原因主要是 。
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在进行“验证机械能守恒定律”的实验中,
(1)在实验中,两实验小组同学分别采用了如图甲和乙所示的装置,采用两种不同的实验方案进行实验.
①在甲图中,下落物体应选择密度_______ (选填“大”或“小”)的重物;在乙图中,两个重物的质量关系是m1________ (选填“>”、“=”或“<”).
②采用图乙的方案进行实验,还需要的实验器材有交流电源、刻度尺和 ______________.
③比较两种实验方案,你认为________ 更合理,理由是__________________________________________.
(2)有一同学采用了甲图所示的方案,选出一条纸带如图所示,其中O点为起始点,A、B、C为三个计数点,打点计时器通以50 Hz交流电,在计数点A和B之间、B和C之间还各有一个点,重锤的质量为0.5kg,根据以上数据当打点针打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了_______J;这时它的动能是________J;根据上面这两个数据你能得到的结论是: ________________________。(结果保留三位有效数字)
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某同学利用光电门传感器设计了一个研究小物体自由下落时机械能是否守恒的实验,实验装置如图所示,图中A、B两位置分别固定了两个光电门传感器.实验时测得小物体上宽度为d的挡光片通过A的挡光时间为t1,通过B的挡光时间为t2,重力加速度为g.为了证明小物体通过A、B时的机械能相等,还需要进行一些实验测量和列式证明.
(1)下列必要的实验测量步骤是________.
A.用天平测出运动小物体的质量m
B.测出A、B两传感器之间的竖直距离h
C.测出小物体释放时离桌面的高度H
D.用秒表测出运动小物体由传感器A到传感器B所用时间Δt
(2)如果能满足 关系式,即能证明在自由落体过程中小物体的机械能是守恒的.
(3)考虑到空气阻力的影响,小物体重力势能的减少量会 动能的增加量(“大于”或“小于”).
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某同学利用光电门传感器设计了一个研究小物体自由下落时机械能是否守恒的实验,实验装置如图所示,图中A、B两位置分别固定了两个光电门传感器。实验时测得小物体上宽度为d的挡光片通过A处传感器的挡光时间为t1,通过B处传感器的挡光时间为t2,重力加速度为g。为了证明小物体通过A、B时的机械能相等,还需要进行一些实验测量和列式证明。
(1)下列必要的实验测量步骤是________;
A.用天平测出运动小物体的质量m
B.测出A、B之间的竖直距离h
C.测出小物体释放时离桌面的高度H
D.用秒表测出运动小物体由A到B所用时间Δt
(2)若该同学用d和t1、t2的比值分别来反映小物体经过A、B光电门时的速度,并设想如果能满足____________________关系式,即能证明在自由落体过程中小物体的机械能是守恒的。
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