物體在空中下落的過程中,重力做正功,物體的動(dòng)能越來越大,為了“探究重力做功和物體動(dòng)能變化間的定量關(guān)系”,我們提供了如下圖的實(shí)驗(yàn)裝置。
(1)某同學(xué)根據(jù)所學(xué)的知識(shí)結(jié)合右圖設(shè)計(jì)一個(gè)本實(shí)驗(yàn)情景的命題:如圖所示,設(shè)質(zhì)量為m(已測(cè)定)的小球在重力
mg作用下從開始端自由下落至光電門發(fā)生的位移s,通過光電門時(shí)的速度v,試探究外力做的功mgs與小球動(dòng)能變化量的定量關(guān)系。

(2)某同學(xué)根據(jù)上述命題進(jìn)行如下操作并測(cè)出如下數(shù)字。
①用天平測(cè)定小球的質(zhì)量為0.50kg;
②用游標(biāo)尺測(cè)出小球的直徑為10.0mm;
③用刻度尺測(cè)出電磁鐵下端到光電門的距離為80.80cm;
④電磁鐵先通電,讓小球                    。
⑤                  ,小球自由下落。
⑥在小球經(jīng)過光電門時(shí)間內(nèi),計(jì)時(shí)裝置記下小球經(jīng)過光電門所用時(shí)間為2.50×10-3s,由此可算得小球經(jīng)過光電門時(shí)的速度為          m/s。
⑦計(jì)算得出重力做的功為      J,小球動(dòng)能變化量為         J。(g取10m/s2,結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
(3)試根據(jù)在(2)中條件下做好本實(shí)驗(yàn)的結(jié)論: 
分析:解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理,了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng).
利用平均速度代替瞬時(shí)速度算得小球經(jīng)過光電門時(shí)的速度,從而求出動(dòng)能.
根據(jù)功的定義式求出重力做功.
解答:解:(2)④電磁鐵先通電,讓小球吸在開始端.使得小球處于靜止?fàn)顟B(tài).
⑤電磁鐵斷電,小球只受重力,小球自由下落.
⑥利用平均速度代替瞬時(shí)速度算得小球經(jīng)過光電門時(shí)的速度得:小球經(jīng)過光電門時(shí)的速度為v==4 m/s
⑦重力做功w=mgh=4.02 J,小球動(dòng)能變化量為△Ek=mv2-0=4.00J
(3)在誤差允許范圍內(nèi),重力做的功與物體動(dòng)能的變化量相等.
故答案為:④吸在開始端.⑤電磁鐵斷電、4 m/s.⑦4.02 J,4.00J.(3)在誤差允許范圍內(nèi),重力做的功與物體動(dòng)能的變化量相等.
點(diǎn)評(píng):本題關(guān)鍵是要根據(jù)探究功與動(dòng)能變化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理,測(cè)出需要比較的物理量.
計(jì)算過程中要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

(1) 某同學(xué)做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)
①該同學(xué)開始實(shí)驗(yàn)時(shí)情形如圖所示,接通電源釋放紙帶。請(qǐng)指出該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)操作中存在的兩處明顯錯(cuò)誤或不當(dāng)?shù)牡胤剑?br />
(i)                         ;(ii)                         。
②該同學(xué)經(jīng)修改錯(cuò)誤后,在正確操作下,研究從靜止開始下落的物體所受阻力的情況,得到如圖所示的紙帶(A、B、C、D、E均為相鄰的打點(diǎn)),測(cè)出A、C間的距離為14.77cm,點(diǎn)C、E間的距離為16.33cm。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?0m/s2,電源的頻率為50Hz,重錘質(zhì)量為m=1.0kg,設(shè)重錘所受阻力大小不變。在從A下落到E的過程中,阻力大小          N,通過C點(diǎn)時(shí)的即時(shí)速度大小為         m/s.(經(jīng)果保留三位有效數(shù)字)

(2)某同學(xué)用電壓表、電阻箱、開關(guān)和若干導(dǎo)線來測(cè)一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。實(shí)驗(yàn)原理圖如圖甲。
①根據(jù)原理圖,完成圖乙的實(shí)物連線。
②電阻箱某次指示如圖丙,此時(shí)阻值R=      
③改變電阻箱的阻值,得到幾組R、U值,作出圖象如圖丁,根據(jù)圖象求得該電池的電動(dòng)勢(shì)E=         ,內(nèi)阻r=        (保留三位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

某同學(xué)用圖1的實(shí)驗(yàn)裝置探究“小車加速度與力”的關(guān)系,圖中A為小車,連接在后面的紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B的限位孔,它們均置于水平放置的一端帶有定滑輪的足夠長的木板上,C為彈簧測(cè)力計(jì),P為帶有滑輪及砝碼的盤,通過增減盤中的砝碼可調(diào)節(jié)A受到的拉力。實(shí)驗(yàn)中,小車碰到定滑輪時(shí),盤和砝碼尚未到達(dá)地面。

(1)調(diào)節(jié)P中的砝碼,先接通電源、再松開小車,觀察發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)C的示數(shù)如圖2時(shí),打 點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶如圖3所示,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50Hz,可求得:(保留三位有效數(shù)字)
①滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a=        ;
②小車A的質(zhì)量為mA=     ,與真實(shí)值相比,求得小車A的質(zhì)量       (選填“偏大”或“偏小”).寫出支持你的看法的一個(gè)論據(jù):                     。
(2)利用此裝置還可以驗(yàn)證A、P組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒,若選用圖3中紙帶上的M、N兩點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證,已知小車A的質(zhì)量為mA,回答下列問題:(重力加速度為g)
①下列物理量中,還需測(cè)量或計(jì)算的是      .(填入正確選項(xiàng)前的字母)
A.P的總質(zhì)量mP    B.M點(diǎn)的速度vM和N點(diǎn)的速度vN
G.OG兩點(diǎn)間的距離hOG      D.MN兩點(diǎn)間的距離hMN
E.小車從M運(yùn)動(dòng)到N的時(shí)間t AN
②AP系統(tǒng)從M到N的過程中,重力勢(shì)能的減小量為△Ep=           ,動(dòng)能的增加量為△Ek=      .(用測(cè)量或計(jì)算的物理量字母表示)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

(1)如圖在研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)按要求描繪了小球做平拋運(yùn)動(dòng)過程的軌跡,以拋出點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn),軌跡上某點(diǎn)A的坐標(biāo)為(x,y),則小球的初速度大小為    。

(2)研究平拋物體的運(yùn)動(dòng),在安裝實(shí)驗(yàn)裝置的過程中,斜槽末端的切線必須是水平的,這樣做的目的是            (填選項(xiàng)代號(hào))。
A.保證小球飛出時(shí),速度既不太大,也不太小
B.保證小球飛出時(shí),初速度沿水平方向
C.保證小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間每次都相等
D.保證小球運(yùn)動(dòng)的軌道是一條拋物線

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

某班同學(xué)在做“利用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中,
(1)如測(cè)出擺線長為,小球直徑為D,次全振動(dòng)的時(shí)間為,則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824123813013278.png" style="vertical-align:middle;" />等于                   (用以上字母表示),為了減小測(cè)量周期的誤差,應(yīng)在           位置開始計(jì)時(shí)和結(jié)束計(jì)時(shí).
(2) 如果單擺的偏角小于50,某小組測(cè)得的值偏小,可能原因是(   )
A.單擺的振幅較小
B.測(cè)擺線長時(shí)擺線拉得過緊
C.?dāng)[線上端未牢固地系于懸點(diǎn),振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng),使擺線長度稍微增加了
D.開始計(jì)時(shí)時(shí),秒表過遲按下
E.實(shí)驗(yàn)中誤將49次全振動(dòng)計(jì)為50次
(3)為了提高實(shí)驗(yàn)精度,在實(shí)驗(yàn)中可改變幾次擺長并測(cè)出相應(yīng)的周期T,從而得出一組對(duì)應(yīng)的和T的數(shù)值,再以為橫坐標(biāo)、           為縱坐標(biāo)將所得數(shù)據(jù)連成直線,并求得該直線的斜率.則重力加速度=         (用表示)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

如圖所示,把A、B兩個(gè)小球用等長細(xì)線懸掛起來,一小球自然下垂,拉起另一個(gè)小球,放下時(shí)它們將相碰,請(qǐng)你利用該實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。

(1)寫出該實(shí)驗(yàn)必須測(cè)量的物理量(并設(shè)定表示相應(yīng)物理量的字母):         ;
(2)用你所設(shè)定的字母寫出驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律表達(dá)式:__                    ;
(3)請(qǐng)你寫出一條減小實(shí)驗(yàn)誤差的建議:                 。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

在做“研究共點(diǎn)力的合成”實(shí)驗(yàn)時(shí),
(1)(多選題)下面措施中有利于提高實(shí)驗(yàn)精確度的是
A.橡皮條彈性要好,拉到O點(diǎn)時(shí),拉力要適當(dāng)大些.
B.兩個(gè)分力F1和F2間的夾角要盡量大些.
C.拉橡皮條時(shí),橡皮條細(xì)繩和彈簧秤應(yīng)貼近且平行紙面.
D.套橡皮條的繩套要細(xì)些且稍長為好.
(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否會(huì)有誤差?若有,造成誤差的主要原因是什么?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的DIS裝置探究小車加速度與力的關(guān)系時(shí),其中木板的傾角正好能平衡小車所受的摩擦力.重物通過滑輪用細(xì)線拉小車,位移傳感器(發(fā)射器)隨小車一起沿傾斜軌道運(yùn)動(dòng),位移傳感器(接收器)固定在軌道一端,在小車和重物之間接一個(gè)不計(jì)質(zhì)量的微型力傳感器.

(1)該實(shí)驗(yàn)中小車所受的合力   ▲  (填“等于”
或“不等于”)力傳感器的示數(shù),
(2)力傳感器的示數(shù)   ▲  (填“大于”、“小于”或“等于”)重物的重力.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

在“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中,將橡皮條的A端固定在水平木板上,用兩把彈簧秤通過細(xì)繩互成角度地拉橡皮條的O端,如圖所示.在此過程中,橡皮條與兩繩的夾角 ▲ (填“一定”或“不一定”)要相等.

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同步練習(xí)冊(cè)答案