问题 实验题

利用电火花计时器做如下实验。

(1)(10分)甲同学使用如图1所示的装置来验证“机械能守恒定律”。

①下面是操作步骤:

a.按图1安装器材;

b.松开铁夹,使重锤带动纸带下落;

c.接通电火花计时器电源,使计时器开始工作

d.进行数据处理:

e.根据需要,在纸带上测量数据。

把上述必要的操作步骤按正确的顺序排列           .

②电火花计时器接在频率为50Hz的交流电源上,图2为实验中打出的一条纸带,从起始点O开始,将此后连续打出的7个点依次标为A、B、C、D……,

电火花计时器打F点时,重锤下落的速度为            m/s。(保留到小数点后两位)

③如果已知重锤的质量为0.50kg,当地的重力加速度为9.80m/s2。从打O点到打F点的过程中,重锤重力势能的减少量为           J,重锤动能的增加量为     J。(保留到小数点后两位)

(2)(8分)乙同学采用如图3所示的装置进行了有关“动能定理”研究的实验。

a.按图3把实验器材安装好,不挂配重,反复移动垫木直到小车能够做匀速直线运动;

b.把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂质量为100g的配重。接通电源,放开小车,电火花计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点。从某点A开始,此后在纸带上每隔4个点取一个计数点,依次标为B、C、D……;

c.测量出B、C、D、……各点与A点的距离,分别记为、……;

d.用配重受到的重力分别乘以、……,得到配重重力所做的功W1、W2、W3、……;(重力加速度g=9.80m/s2)

e.求出B、C、D、……各点速度的大小,分别记为、……,再求出它们的平方、……;

f.用纵坐标表示速度的平方,横坐标表示配重重力所做的功W,作出图象,并在图象中描出()坐标点,再连成图线;(以下计算保留到小数点后两位)

①在步骤d中,该同学测得,则配重重力所做的功      J;

②该同学得到图象如图4。通过图象可知,打A点时对应小车的速度  m/s;

③小车的质量M=        kg.

答案

解答:解:(1)①在明确实验原理的前提下,先安装实验器材,然后再进行实验,故具体步骤为:A、D、B、C、E、F.

答案为:a、c、b、e、d.

②在匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,故F点的速度为:

vF==1.15m/s,由于刻度尺在读数时需要估读,因此答案在1.14m/s-1.16m/s都正确.

故答案为:1.15(1.14---1.16).

③重力势能的减小量等于重力做功大小,故有:

△Ep=mgsOF=0.35J,由于刻度尺在读数时需要估读,因此答案在0.34J---0.35J都正确.

故答案为:0.35(0.34---0.35).

动能增量为:△Ek=-0=0.33J,答案在0.32J---0.34J范围内均正确.

故答案为:0.33(0.32---0.34).

(2)①配重重力做功为:W=mgx4=0.1×9.8×0.4≈0.39J

故答案为:0.39.

②由图可知,纵轴截距对应的就是打A点速度的平方,因此有:=0.25m2/s2

所以有:AvA=0.50m/s.

故答案为:0.50(0.48-0.52).

③根据动能定理:W=m-m,可得:=+,所以图象的斜率:K=,代入数据得:m=0.30kg.

故答案为:0.30(0.28-0.32).

解答题
选择题