问题 填空题

(1)用油膜法估测分子的大小.

实验中将每个油酸分子视为球形模型,并让油酸尽可能地在水面上扩展开,则形成的油膜可视为______.若已知滴入水中的酒精油酸溶液中所含的纯油酸的体积为V,油膜的面积为S,由此可估算出油酸分子的直径为______.

(2)如图甲,用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物,蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之匀速运动.当接通电源待电机稳定转动后,烧断悬挂圆柱棒的细线,圆柱棒自由下落,毛笔可在圆柱棒的纸上画出记号.图乙是按正确操作顺序画出的一条纸带,图中O是画出的第一个痕迹,A、B、C、D、E、F、G是依次画出的痕迹,设毛笔接触棒时不影响棒的运动.测得痕迹之间沿棒方向的距离依次为OA=26.0mm、AB=50.0mm、BC=74.0mm、CD=98.0mm、DE=122.0mm、EF=146.0mm,已知电动机铭牌上标有“1200r/min”字样,由此验证机械能守恒定律.根据以上内容,可得:

①根据乙图所给的数据,可知毛笔画下痕迹B、E两时刻间棒的动能变化量为______J,重力势能的变化量为______J,由此可得出的结论是______.(g取9.80m/s2,结果保留三位有效数字)

②实验中某同学利用获得的实验数据同时测定了当地的重力加速度g的值.假设OF间的距离为h,EG间的距离s.电动机转动频率用f表示.有下面三种方法求重力加速度的值,分别是:______

A.根据h=

1
2
gt2,其中t=
6
f
,求得:g=
2hf2
62

B.根据vF=gt,其中t=

6
f
,而vF=
s
2T
(其中T=
1
f
),求得:g=
sf2
12

C.根据

v2F
=2gh,而vF=
s
2T
,(其中T=
1
f
),求得:g=
s2f2
8h

你认为用哪种方法比较妥当?其它方法可能存在的问题是什么?

答:______.

答案

(1)将每个分子视为球体,让油酸尽可能地在水面上散开,则形成的油膜可视为单分子油膜,这时油膜的厚度可视为油酸分子的直径.

油酸分子的直径为

V
S

(2)①毛笔画相邻两条线的时间间隔为电动机的转动周期.

已知电动机铭牌上标有“1200r/min”字样,即每秒转20周,所以T=0.05s

根据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,有:

vB=

XAC
2T
=1.24m/s

vE=

XDF
2T
=2.68m/s

动能的增量为:△Ek=

1
2
mvE2-
1
2
mvB2=2.82J

重力做功等于重力势能的减小量,所以有:△Ep=mgh=mgXBE=2.88J

根据计算可知,动能的增加量和势能的减小量基本相等,故可得出在实验误差范围内物体下落机械能守恒的结论.

②方法C比较妥当,方法A、B都用到了t=

6
f
,但OA间的时间间隔一般不等于
1
f
(要小于它),因此t≤
6
f
,从而A、B两种方法存在问题.

故答案为:(1)单分子油膜;

V
S

(2)①2.82,2.88,在误差范围内,圆柱棒的机械能守恒.

②C,方法A、B都用到了t=

6
f
,但OA间的时间间隔一般不等于
1
f
(要小于它),因此t≤
6
f
,从而A、B两种方法存在问题.

单项选择题
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