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如下甲、乙两图是使用打点计时器验证机械能守恒定律的装置示意图,已知该打点计时器频率为50Hz.
(1)请比较两图,哪个图的装置较好?简要说明理由.
 

(2)某同学按照正确的操作选得纸带如下图丙,其中O是起始点,A、B、C是打点计时器打下的连续的3个点.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离并记录在图中(单位cm).该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,已知当地的重力加速度g=9.80m/s2,则该段重锤重力势能的减少量为
 
,而动能的增加量为
 
(数据均保留3位有效数字,重锤质量用m表示).
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分析:(1)实验装置要符合事物发展逻辑,要有利于操作和减小实验误差,在明确实验原理的情况下奔着这个原则即可求解
(2)纸带法实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度,从而求出动能.根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值.
解答:解:(1)甲.
理由:①因为用夹子固定纸带,可以避免乙图中用手握住纸带的弊端,一方面,由于手的抖动会造成纸带上的第一个点迹被拖长或位置不能确定;另一方面,用夹子固定纸带,便于将纸带调整为竖直方向,以避免纸带与打点计时器限位孔之间产生过大的摩擦
②重物应选用密度较大的材料,可以减小空气影响
③电火花计时器比电磁打点计时器的阻力小
(2)重力势能减小量△Ep=mgh=9.8×0.1242m J=1.22m  J.
利用匀变速直线运动的推论
vB=
x0C
t0C
=1.55m/s
EkB=
1
2
mvB2=1.20m  J
故答案为:(1)甲:①因为用夹子固定纸带,可以避免乙图中用手握住纸带的弊端,一方面,由于手的抖动会造成纸带上的第一个点迹被拖长或位置不能确定;另一方面,用夹子固定纸带,便于将纸带调整为竖直方向,以避免纸带与打点计时器限位孔之间产生过大的摩擦
②重物应选用密度较大的材料,可以减小空气影响
③电火花计时器比电磁打点计时器的阻力小
(2)1.22m,1.20m.
点评:熟练应用运动学规律处理问题,要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒,明确功能关系.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

甲、乙两同学做“研究匀变速直线运动”实验,甲同学在笔记本上写下如下实验步骤:
A.在桌面上放好长木板,在无滑轮的一端固定电磁打点计时器,将纸带固定的小车上,并使纸带穿过电火花打点计时器的限位孔.
B.用细线的一端拴住小车,细线的另一端跨过木板上的定滑轮挂上钩码,将小车放在靠近电磁打点计时器一端的木板上.
C.用导线将电火花打点计时器接到6V直流电源上.
D.放开小车,接通电源,让小车运动后使电磁打点计时器打点.
E.打开电键,取下纸带,测量和分析纸带.
乙同学检查了甲同学拟定的实验步骤,发现有两处错误.请你代他纠正甲同学的错误:
错误1:
电磁打点计时器不能接直流电源,而应该接6V交流电源
电磁打点计时器不能接直流电源,而应该接6V交流电源

错误2:
应先合上电键再放开小车,而不是先放开小车再合上电源
应先合上电键再放开小车,而不是先放开小车再合上电源

纠正错误后,两同学顺利得到了正确的纸带,如图所示,纸带上A、B、C、D、E、F、G是7个计数点,每相邻2个计数点间还有4个点未画出,已知电磁打点计时器使用的电源频率为50Hz,用毫米刻度尺测量的数据已标示在图上.则打点B时刻小车的速度
0.4
0.4
m/s;打点E时刻小车的速度为
0.64
0.64
m/s小车运动的加速度为
0.81
0.81
m/s2;(以上三空保留二位有效数字).

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(1)在用双缝干涉测光的波长的实验中,请按照题目要求回答下列问题.
①图1甲、乙两图都是光的条纹形状示意图,其中干涉图样是
 

②将下表中的光学元件放在图1丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置,并用此装置测量红光的波长.
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元件代号 A B C D E
元件名称 光屏 双缝 白光光源 单缝 透红光的滤光片
将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的排列顺序应为
 
.(填写元件代号)
③已知该装置中双缝间距d=0.50mm,双缝到光屏的距离L=0.50m,在光屏上得到的干涉图样如图7甲所示,分划板在图中A位置时游标卡尺如图2乙所示,则其示数为
 
mm;在B位置时游标卡尺如图2丙所示.由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为
 
m.
(2)用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图3所示,斜槽与水平槽圆滑连接.安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重锤线所指的位置O.接下来的实验步骤如下:
步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上.重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;
步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞.重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;
步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度.
①对于上述实验操作,下列说法正确的是
 

A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端必须水平
D.实验过程中,白纸可以移动,复写纸不能移动
E.小球1的质量应大于小球2的质量
②本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有
 

A.A、B两点间的高度差h1          B.B点离地面的高度h2
C.小球1和小球2的质量m1、m2    D.小球1和小球2的半径r
③当所测物理量满足表达式
 
(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律.如果还满足表达式
 
(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞时无机械能损失.
④完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图4所示.在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接.使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′.用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1、l2、l3.则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为
 
(用所测物理量的字母表示).

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科目:高中物理 来源:海淀区二模 题型:填空题

(1)在用双缝干涉测光的波长的实验中,请按照题目要求回答下列问题.
①图1甲、乙两图都是光的条纹形状示意图,其中干涉图样是______.
②将下表中的光学元件放在图1丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置,并用此装置测量红光的波长.

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元件代号 A B C D E
元件名称 光屏 双缝 白光光源 单缝 透红光的滤光片
将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的排列顺序应为______.(填写元件代号)
③已知该装置中双缝间距d=0.50mm,双缝到光屏的距离L=0.50m,在光屏上得到的干涉图样如图7甲所示,分划板在图中A位置时游标卡尺如图2乙所示,则其示数为______mm;在B位置时游标卡尺如图2丙所示.由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为______m.
(2)用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图3所示,斜槽与水平槽圆滑连接.安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重锤线所指的位置O.接下来的实验步骤如下:
步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上.重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;
步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞.重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;
步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度.
①对于上述实验操作,下列说法正确的是______
A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端必须水平
D.实验过程中,白纸可以移动,复写纸不能移动
E.小球1的质量应大于小球2的质量
②本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有______.
A.A、B两点间的高度差h1          B.B点离地面的高度h2
C.小球1和小球2的质量m1、m2    D.小球1和小球2的半径r
③当所测物理量满足表达式______(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律.如果还满足表达式______(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞时无机械能损失.
④完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图4所示.在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接.使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′.用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1、l2、l3.则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为______(用所测物理量的字母表示).

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科目:高中物理 来源:2011年北京市海淀区高考物理二模试卷(解析版) 题型:填空题

(1)在用双缝干涉测光的波长的实验中,请按照题目要求回答下列问题.
①图1甲、乙两图都是光的条纹形状示意图,其中干涉图样是   
②将下表中的光学元件放在图1丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置,并用此装置测量红光的波长.

元件代号ABCDE
元件名称光屏双缝白光光源单缝透红光的滤光片
将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的排列顺序应为    .(填写元件代号)
③已知该装置中双缝间距d=0.50mm,双缝到光屏的距离L=0.50m,在光屏上得到的干涉图样如图7甲所示,分划板在图中A位置时游标卡尺如图2乙所示,则其示数为    mm;在B位置时游标卡尺如图2丙所示.由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为    m.
(2)用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图3所示,斜槽与水平槽圆滑连接.安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重锤线所指的位置O.接下来的实验步骤如下:
步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上.重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;
步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞.重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;
步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度.
①对于上述实验操作,下列说法正确的是   
A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端必须水平
D.实验过程中,白纸可以移动,复写纸不能移动
E.小球1的质量应大于小球2的质量
②本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有   
A.A、B两点间的高度差h1          B.B点离地面的高度h2
C.小球1和小球2的质量m1、m2    D.小球1和小球2的半径r
③当所测物理量满足表达式    (用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律.如果还满足表达式    (用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞时无机械能损失.
④完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图4所示.在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接.使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′.用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1、l2、l3.则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为    (用所测物理量的字母表示).

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