【題目】某同學(xué)用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律.實驗所用的電源為學(xué)生電源,可以提供輸出電壓為6 V的交變電流和直流電,交變電流的頻率為50 Hz.重錘從高處由靜止開始下落,重錘拖著的紙帶上打出一系列的點,對紙帶上的點測量并分析,即可驗證機械能守恒定律.

(1)他進行了下面幾個操作步驟:

A.按照圖示的裝置安裝器件;

B.將打點計時器接到電源的“直流輸出”上;

C.用天平測出重錘的質(zhì)量;

D.先接通電源,后釋放紙帶,打出一條紙帶;

E.測量紙帶上某些點間的距離;

F.根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于其增加的動能.

其中沒有必要進行的步驟是________,操作不當(dāng)?shù)牟襟E是________(填選項字母)

(2)這位同學(xué)進行正確測量后挑選出一條點跡清晰的紙帶進行測量分析,如圖乙所示,其中O點為起始點,AB、C、DE、F為六個計數(shù)點.根據(jù)紙帶上的測量數(shù)據(jù),可得出打B點時重錘的速度為___________ms(保留3位有效數(shù)字)

(3)他根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)算出各點的速度,量出下落距離h,并以為縱軸、以h為橫軸畫出圖象,應(yīng)是下列圖中的_________

(4)他進一步分析,發(fā)現(xiàn)本實驗存在較大誤差,為此對實驗設(shè)計進行了改進,用如圖丙所示的實驗裝置來驗證機械能守恒定律:通過電磁鐵控制的小鐵球從A點自由下落,下落過程中經(jīng)過光電門B時,通過與之相連的毫秒計時器(圖中未畫出)記錄擋光時間t,用毫米刻度尺測出A、B之間的距離h,用游標(biāo)卡尺測得小鐵球的直徑d.重力加速度為g.實驗前應(yīng)調(diào)整光電門位置使小鐵球下落過程中球心通過光電門中的激光束.小鐵球通過光電門時的瞬時速度__________.如果滿足關(guān)系式________,就可驗證機械能守恒定律.

【答案】 C B 1.84 C

【解析】試題分析:勻變速直線運動中中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度,由此求出B點的速度,進一步可以求出重錘動能的增加量;該實驗利用小球經(jīng)過光電門的平均速度來代替瞬時速度,根據(jù)功能關(guān)系可知該實驗需要驗證的關(guān)系式為,由此可以求出該實驗中需要驗證的關(guān)系式.

1要驗證機械能守恒定律,需要驗證,則只需驗證即可,故不需要測出重錘的質(zhì)量,所以沒有必要進行的步驟是C.打點計時器只能使用交流電源,故操作不當(dāng)?shù)牟襟E是B.

2由勻變速直線運動的中間時刻速度推論可得,B點的速度.

3由關(guān)系式可知, 圖象應(yīng)是過原點的傾斜直線,故選C.

4小鐵球通過光電門的時間很短,故可用小鐵球經(jīng)過光電門的平均速度近似求出小鐵球通過光電門的瞬時速度,即,代入可得

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A. B. C. D.

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A. 物體運動到A的速度為2 m/s

B. 物體在摩擦力作用下從AB —直做勻加速直線運動

C. 物體從A運動到B的時間是l.5 s

D. 物體從A運動到B的過程中,產(chǎn)生的熱量為2 J

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A. 10N B. 15N C. 20N D. 40N

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A. 全過程中最大加速度是0.025m/s2

B. 潛水員感到超重發(fā)生在0~1 min8~10min的時間段內(nèi)

C. 圖中代表本次下潛最大深度,應(yīng)為360m

D. 整個潛水器在8~10min時的時間段內(nèi)機械能守恒

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A. t=3t0時刻,A、B相距最遠

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A. 拉力和摩擦力,施力物體是地球和桌面

B. 拉力和摩擦力,施力物體是繩和桌面

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A. x2 = 5x1 v2 = 3v1

B. x1 = 9x2 v2 = 5v1

C. x2 = 5x1 W2 = 8W1

D. v2 = 3v1 W2 = 9W1

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②已知重錘質(zhì)量為m,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,要測出某一過程合外力對滑塊做的功還必須測出這一過程滑塊________(寫出物理名稱及符號,只寫一個物理量),合外力對滑塊做功的表達式W________.

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