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落下,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点的痕迹进行测量,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端上;
C 用天平测量出重锤的质量;
D 释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;
E 测量打出的纸带上某些点之间的距离;
F 根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能在误差范围内是否等于增加的动能.
指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤,将其选项对应的字母填在右边的横线上___________
实验中得到一条纸带,如图所示.根据打出的纸带,选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E,测出A点距起始点O的距离为s0,点A、C间的距离为s1,点C、E间的距离为s2,使用交流电的周期为T,设重锤质量为m,则________
A 打点计时器打C点时重锤的动能为
B 打点计时器在打O点和C点的这段时间内重锤的重力势能的减少量为
C 重锤下落的加速度a的表达式为
D 重锤下落的加速度a的表达式为
(3)在本实验中发现,重锤减少的重力势能总是______(填“大于”或“小于”)重锤增加的动能,其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用,可以通过该实验装置测定该阻力的大小,试用(2)中已知物理量和纸带上的测量数据表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小为________________
用如图所示的装置探究加速度与合外力和质量的关系,现有如下一些操作:
①在实验中,要进行“平衡摩擦力”的操作,下列关于“平衡摩擦力”的说法正确的是
A.平衡摩擦力的目的是为了使小车受到的合外力等于小车受到绳子的拉力
B.平衡摩擦力的目的是为了使小车受到绳子的拉力等于所挂砂桶的总重力
C.平衡摩擦力时,绳子上不挂砂桶,也不挂纸带,只通过改变斜面的倾角,使小车在斜面上能匀速下滑
D.平衡摩擦力时,不改斜面的倾角,绳子挂上质量适当的砂桶,使小车在斜面上能匀速下滑
②选择适当的小车和砝码的总质量、砂和砂桶的总质量,让小车由靠近打点计时器位置无初速释放,得到如图所示的一条纸带,A、B、C、D、F为5个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。用刻度尺测量计数点间的距离如图所示。已知打点计时器的工作频率50Hz,则小车的加速度_____m/s2(结果保留2位有效数字)。
③保持砂和砂桶的总质量不变,改变小车和砝码的总质量,重复上述实验操作,得到对应的加速度,这是为了探究“_______不变,加速度与______的关系”。
某同学用游标卡尺测量圆形钢管内径时的测量结果如图甲所示,则该圆形钢管的内径是_____mm.如图乙所示是某次用千分尺测量时的情况,读数为________mm.
未来“嫦娥五号”落月后,轨道飞行器将作为中继卫星在绕月轨道上做圆周运动,如图所示.设卫星距离月球表面高为h,绕行周期为T,已知月球绕地球公转的周期为T0,地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,月球半径为r,万有引力常量为G.试分别求出:
(1)地球的质量和月球的质量;
(2)中继卫星向地球发送的信号到达地球,最少需要多长时间?(已知光速为c,且h≤r≤R)
如图所示为“探究加速度与物体受力的关系”的实验装置图。图中A为小车,质量为m1,连接在小车后面的纸带穿过电火花打点计时器B,它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上,p的质量为m2 ,C为弹簧测力计,实验时改变p的质量,读出测力计不同读数F,不计绳与定滑轮、动滑轮之间的摩擦。
(1)下列说法不正确的是
A.一端带有定滑轮的长木板必须保持水平 |
B.实验时应先接通电源后释放小车 |
C.实验中m2应远小于m1 |
D.测力计的读数始终为![]() |
(2)实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力这一步骤,他测量得到的a—F图像,可能是下图中的图线 。
某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律,频闪仪每隔0.05 s闪光一次,如图所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表。(当地重力加速度取9.8 m/s2,小球质量m=0.4 kg) (结果保留3位有效数字)
时刻 |
t2 |
t3 |
t4 |
t5 |
速度(m/s) |
4.99 |
4.48 |
3.98 |
(1)由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5=________ m/s
(2)从t2到t5时间内,重力势能增量ΔEp=______ J,动能减少量ΔEk=______ J;
(3)在误差允许的范围内,若ΔEp与ΔEk近似相等,即可验证了机械能守恒定律。由上述计算得ΔEp________Ek(选填“>”“<”或“=”),造成这种结果的主要原因是_____________
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