.利用如7-8-4圖(a)所示的裝置做驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)，按正確的實(shí)驗(yàn)操作得到幾條打上點(diǎn)跡的紙帶，通常要求從其中挑選頭兩點(diǎn)(即0、1兩點(diǎn))間的距離接近2 mm的紙帶進(jìn)行測(cè)量.但一位同學(xué)并未按此要求,卻選取了一條操作正確、點(diǎn)跡清楚、但頭兩點(diǎn)(0與1點(diǎn))間的距離明顯小于2 mm的紙帶進(jìn)行標(biāo)點(diǎn)(標(biāo)出0、1、2、3……等各實(shí)際點(diǎn)跡)、測(cè)量(測(cè)出各點(diǎn)與0點(diǎn)的高度差h1、h2、h3……),見(jiàn)7-8-4圖(b)?.那么能否用它正確計(jì)算以比較點(diǎn) n位置處的動(dòng)能與重力勢(shì)能的對(duì)應(yīng)關(guān)系(n=2、3、4……),即能否驗(yàn)證?_________,理由是________________________,列出點(diǎn)n處瞬時(shí)速度的計(jì)算式vn=________cm/s.

圖7-8-4

能  見(jiàn)解析 


解析:

本題的實(shí)驗(yàn)過(guò)程要求先接通電源、開(kāi)動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，在紙帶上記下初始位置，然后將紙帶、重錘系統(tǒng)適時(shí)地?zé)o初速釋放使之自由下落.所謂“適時(shí)”，最理想的情況是在振針剛好打在紙帶上的一瞬間釋放，紙帶上的頭兩點(diǎn)的間隔就是自由落體在第一個(gè)0.02 s內(nèi)下落的高度,即

    ×9.8×(0.02)2 m=1.96 mm≈2 mm.

    但這種情況的機(jī)會(huì)很少,通常是在振針兩次敲擊紙帶之間的某個(gè)時(shí)刻松手釋放.但只要是無(wú)初速釋放,運(yùn)動(dòng)性質(zhì)仍然是自由落體,只是紙帶上頭兩點(diǎn)之間距離h1由于所經(jīng)歷的時(shí)間小于0.02 s而較2 mm要短些,因此完全可以用它進(jìn)行驗(yàn)證機(jī)械能守恒的計(jì)算,即比較點(diǎn)n位置的動(dòng)能與重力勢(shì)能減少量mghn的等量關(guān)系.

    盡管紙帶上頭兩點(diǎn)之間距離小于2 mm,但它的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)仍為自由落體運(yùn)動(dòng),只要將n=1的位置除外,還是能用=mghn進(jìn)行驗(yàn)證:

    .

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

[1]如圖1所示是用螺旋測(cè)微器測(cè)量一個(gè)小鋼球的直徑的示數(shù)，此讀數(shù)應(yīng)是
8.600mm
8.600mm
．
[2]在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50H z，查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8m/s2，測(cè)得所用重物的質(zhì)量為1.00kg．實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，如圖2所示．把第一個(gè)點(diǎn)記作O，另選連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)A、B、C、D作為測(cè)量點(diǎn)，經(jīng)測(cè)量知道A、B、C、D各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為62.99cm、70.18cm、77.76cm、（85.73cm．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)重力勢(shì)能的減少量等于
7.62
7.62
J，動(dòng)能的增加量等于
7.56
7.56
J．（取三位有效數(shù)字）

[3]將滿(mǎn)偏電流Ig=300μA、內(nèi)阻未知的電流表改裝成電壓表并進(jìn)行核對(duì)．
（1）利用如下圖所示的電路測(cè)量電流表的內(nèi)阻（圖中電源的電動(dòng)勢(shì)E=4V ）：先閉合S1，調(diào)節(jié)R，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿(mǎn)刻度；再閉合S2，保持R不變，調(diào)節(jié)R′，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿(mǎn)刻度的
23
，讀出此時(shí)R′的阻值為200Ω，則電流表內(nèi)阻的測(cè)量值Rg=
400
400
Ω．
（2）將該表改裝成量程為3V的電壓表，需
串聯(lián)
串聯(lián)
（填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）阻值為R0=
9900
9900
Ω的電阻．
（3）把改裝好的電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電壓表進(jìn)行核對(duì)，試在答題卡上畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖和實(shí)物連接圖．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（Ⅰ）一物理興趣小組利用學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)探究物體作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)向心力與角速度、半徑的關(guān)系．
實(shí)驗(yàn)序號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8
F/N 2.42 1.90 1.43 0.97 0.76 0.50 0.23 0.06
ω/rad?s-1 28.8 25.7 22.0 18.0 15.9 13.0 8.5 4.3
①首先，他們讓一砝碼做半徑r為0.08m的圓周運(yùn)動(dòng)，數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通過(guò)測(cè)量和計(jì)算得到若干組向心力F和對(duì)應(yīng)的角速度ω，如下表．請(qǐng)你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖甲上繪出F-ω的關(guān)系圖象．

②通過(guò)對(duì)圖象的觀察，興趣小組的同學(xué)猜測(cè)F與ω2成正比．你認(rèn)為，可以通過(guò)進(jìn)一步轉(zhuǎn)換，做出
F-ω2
F-ω2
關(guān)系圖象來(lái)確定他們的猜測(cè)是否正確．
③在證實(shí)了F∝ω2之后，他們將砝碼做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r再分別調(diào)整為0.04m、0.12m，又得到了兩條F-ω圖象，他們將三次實(shí)驗(yàn)得到的圖象放在一個(gè)坐標(biāo)系中，如圖乙所示．通過(guò)對(duì)三條圖象的比較、分析、討論，他們得出F∝r的結(jié)論，你認(rèn)為他們的依據(jù)是
做一條平行與縱軸的輔助線，觀察和圖象的交點(diǎn)中力的數(shù)值之比是否為1：2：3
做一條平行與縱軸的輔助線，觀察和圖象的交點(diǎn)中力的數(shù)值之比是否為1：2：3
．
④通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，他們得出：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的向心力F與角速度ω、半徑r的數(shù)學(xué)關(guān)系式是F=kω2r，其中比例系數(shù)k的大小為
0.037
0.037
．（計(jì)算結(jié)果取2位有效數(shù)字）
（Ⅱ）某同學(xué)想測(cè)量某導(dǎo)電溶液的電阻率，先在一根均勻的長(zhǎng)玻璃管兩端各裝了一個(gè)電極（接觸電阻不計(jì)），兩電極相距L=0.700m，其間充滿(mǎn)待測(cè)的導(dǎo)電溶液．
用如下器材進(jìn)行測(cè)量：
電壓表（量程l5V，內(nèi)阻約30kΩ）； 電流表（量程300μA，內(nèi)阻約50Ω）；
滑動(dòng)變阻器（10Ω，1A）；          電池組（電動(dòng)勢(shì)E=12V，內(nèi)阻r=6Ω）；
單刀單擲開(kāi)關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干．
下表是他測(cè)量通過(guò)管中導(dǎo)電液柱的電流及兩端電壓的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．實(shí)驗(yàn)中他還用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量了玻璃管的內(nèi)徑，結(jié)果如圖2所示
U/V 0 1.0 3.0 5.0 7.0 9.0 11.0
I/μA 0 22 65 109 155 175 240

根據(jù)以上所述請(qǐng)回答下面的問(wèn)題：
（1）玻璃管內(nèi)徑d的測(cè)量值為
30.75
30.75
mm；
（2）根據(jù)表1數(shù)據(jù)在圖3坐標(biāo)中已描點(diǎn)，請(qǐng)作出U-I圖象，根據(jù)圖象求出電阻R=
4.4×104～4.8×104
4.4×104～4.8×104
Ω（保留兩位有效數(shù)字）；
（3）計(jì)算導(dǎo)電溶液的電阻率表達(dá)式是ρ=
πRd
2
 
4L
πRd
2
 
4L
 （用R、d、L表示）
（4）請(qǐng)?jiān)冢▓Dl）中補(bǔ)畫(huà)出未連接的導(dǎo)線．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

利用如7-8-4圖(a)所示的裝置做驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)，按正確的實(shí)驗(yàn)操作得到幾條打上點(diǎn)跡的紙帶，通常要求從其中挑選頭兩點(diǎn)(即0、1兩點(diǎn))間的距離接近2 mm的紙帶進(jìn)行測(cè)量.但一位同學(xué)并未按此要求,卻選取了一條操作正確、點(diǎn)跡清楚、但頭兩點(diǎn)(0與1點(diǎn))間的距離明顯小于2 mm的紙帶進(jìn)行標(biāo)點(diǎn)(標(biāo)出0、1、2、3……等各實(shí)際點(diǎn)跡)、測(cè)量(測(cè)出各點(diǎn)與0點(diǎn)的高度差h1、h2、h3……),見(jiàn)7-8-4圖(b)?.那么能否用它正確計(jì)算以比較點(diǎn) n位置處的動(dòng)能與重力勢(shì)能的對(duì)應(yīng)關(guān)系(n=2、3、4……),即能否驗(yàn)證?_________,理由是________________________,列出點(diǎn)n處瞬時(shí)速度的計(jì)算式vn=________cm/s.

圖7-8-4

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

某同學(xué)做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，不慎將一條選擇好的紙帶的前面一部分破壞了，剩下了一段紙帶上的各個(gè)點(diǎn)間的距離，他測(cè)出的結(jié)果如圖7-8-4所示，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50 Hz，重力加速度g=9.8 m/s2.利用這段紙帶說(shuō)明重錘通過(guò)2、5兩點(diǎn)時(shí)機(jī)械能守恒.

圖7-8-4

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同步練習(xí)冊(cè)答案