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
◎ 题目
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
◎ 解析
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
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