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题文

用打点计时器和重锤在自由下落的情况下验证机械能守恒定律的实验中,电源频率为50 Hz,依次打出的点为0,1,2,3,4,则
(1)在图中两条纸带中应选取的纸带是________,因为______________   
(2)如从起点0到第3点之间来验证,必须测量和计算出的物理量为________,验证的表达式为______________.

科目 物理   题型 实验题   难度 较易
知识点: 实验中常用仪器及其正确操作方法
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近一种新出厂的游标卡尺,与普通游标卡尺不同,它游标尺的刻线看起就很“稀疏”,使得读数时清晰明了,方便了使用者正确读取数据。

(1)如果此游标尺的刻线是将“39mm等分成20份”那么它的准确度是mm
(2)用游标卡尺测量某一物体的厚度,如图所示,那么它的正确读数是mm

如图所示的实验装置可以验证牛顿运动定律,小车上固定一个盒子,盒子内盛有沙子,沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙子质量)记为m,小车的总质量(包括小车、盒子及盒内沙子质量)记为M。

(1)验证在质量不变的情况下,加速度与合外力成正比:从盒子中取出一些沙子,装入沙桶中,称量并记录沙桶的总重力mg,将该力视为合外力F,对应的加速度则从打下的纸带上计算得出。多次改变合外力F的大小,每次都会得到一个相应的加速度。本次实验中,桶内的沙子取自小车中,故系统的总质量不变。以合外力F为横轴,以加速度为纵轴,画出a—F图象,图象是一条过原点的直线。
①a—F图线斜率的物理意义是
②你认为把沙桶的总重力mg当做合外力F是否合理?答:________。(填“合理”或”不合理”);
③本次实验中,是否应该满足材M >>m这样的条件?答:__________ (填“是”或“否”);
理由是_____________________________________________。
(2)验证在合外力不变的情况下,加速度与质量成反比:保持桶内沙子质量m不变,在盒子内添加或去掉一些沙子,验证加速度与质量的关系。本次实验中,桶内的沙子总质量不变,故系统所受的合外力不变。用图象法处理数据时,以加速度为纵轴,应该以____________的倒数为横轴。

用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落,打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点,对纸带上的点痕进行测量,即可验证机械能守恒定律。

(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上;
C.用天平测出重锤的质量;
D.先接通电源,后释放纸带,打出一条纸带;
E.测量纸带上某些点间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。
其中没有必要进行的步骤是,操作不当的步骤是
(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。根据打出的纸带,选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E,测出各点之间的距离如图所示。使用交流电的频率为,则计算重锤下落的加速度的表达式=。(用表示)

(3)在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能,其主要原因是重锤和纸带下落过程中存在阻力作用,可以通过该实验装置测阻力的大小。若已知当地重力加速度为g,还需要测量的物理量是。试用这些物理量和纸带上的数据符号表示重锤和纸带在下落的过程中受到的平均阻力大小=_________________。

某同学利用如图甲的实验装置测量重力加速度大小。

(1)该同学开始实验时情形如图甲所示,接通电源释放纸带。请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方:
___________________________ ;②
(2)该同学经修改错误并正确操作后得到如图乙所示的纸带,取连续六个点A、B、C、D、E、F为计数点,测得A点到B、C、D、E、F的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5。若打点的频率为f,则打E点时重物的速度表达式VE=;该同学先分别计算出各计数点的速度值,并试画出速度的二次方(V2)与对应重物下落的距离(h)的关系如图丙所示,则重力加速度g=___________m/s2

橡皮筋也像弹簧一样,在弹性限度内,伸长量x与弹力F成正比,即F=kx,k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关,理论与实践都表明k=YS/L,其中Y是一个由材料决定的常数,材料力学中称之为杨氏模量。

(1)有一段横截面是圆形的橡皮筋,应用如图甲所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值。下表为橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录,请在图乙中作出F—x图象.

拉力F/N
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
伸长量x/cm
1.60
3.20
4.80
6.40
8.00

(2)由以上实验可求出该橡皮筋的K值为___________N/m(保留两位有效数字)。
(3)某同学在家中用三根相同的橡皮筋(遵循胡克定律)来探究合力的方法,如图所示,三根橡皮筋在O点相互连接,拉长后三个端点用图钉固定在A、B、C三点。在实验中,可以通过刻度尺测量橡皮筋的长度来得到橡皮筋的拉力大小,并通过OA、OB、OC的方向确定三个拉力的方向,从而探究求其中任意两个拉力的合力的方法。在实验过程中,下列说法正确的是()
A.只需要测量橡皮筋的长度,不需要测出橡皮筋的原长
B.为减小误差,应选择劲度系数尽量大的橡皮筋
C.以OB、OC为两邻边作平行四边形,其对角线必与OA在一条直线上且长度与OA相等
D.多次实验中即使O点不固定,也可以探究求合力的方法

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