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(1)在验证机械能守恒定律的实验中,质量m=1kg的重锤自由下落,在纸带上打出了一系列的点,如图1所示,相邻记数点时间间隔为0.02s,长度单位是cm.求:
①打点计时器打下记数点B时,物体的速度VB=______ m/s(保留三位有效数字);
②该同学操作符合规范,考虑到各种误差因素并尽可能减小了误差.根据题中提供的条件,可求出当地重力加速度g=______ m/s2.(保留三位有效数字)
(2)为了测量一电动势约为2V,内阻约0.1Ω蓄电池的电动势和内阻.实验室提供了下列器材:
A.电压表(0~15V,内阻约为30kΩ);       B.电流表A1(0~0.6A,内阻r1约为2Ω);
C.电流表A2(0~20mA,内阻r2=10Ω);      D.滑动变阻器R1(0~10Ω,2A);
E.滑动变阻器R2(0~100Ω,0.5A);        F.阻值为1Ω的标准定值电阻R
G.定值电阻R=90Ω;                        H.开关1只,足量导线.
①为了使电动势和内阻的测量尽可能准确,实验时滑动变阻器及可能用到的电阻应选______(填写器材的字母代号)
②在虚线框中画出实验原理电路图.(在图上标出所用器材的字母符号);
③根据实验中测得数据作出的I2-I1图象如图2所示,由此可得:电源电动势为E=______V,电源的内阻为r=______Ω.

【答案】分析:(1)利用在匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小.利用匀变速直线运动的推论△x=at2求出重力加速度g.
(2)将电流表A2串联一个电阻,可以改装成较大量程的电压表,采用较小最大值的滑动变阻器,有利于数据的测量和误差的减小.根据闭合回路欧姆定律列出等式求解电动势和内阻.
解答:解:(1)①中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小:
vB==0.98m/s
②利用匀变速直线运动的推论△x=at2
a==9.8m/s2
(2)①上述器材中电压表量程较大,不利于读数,但给出了两个电流表,将电流表A2串联一个电阻R,可以改装成较大量程的电压表.
采用较小最大值的滑动变阻器,有利于数据的测量和误差的减小.滑动变阻器应选R1
标准定值电阻R作为保护电阻应用到电路中.
②实验原理电路图为:

③根据实验中测得数据作出的I2-I1图象如图2所示,
当I1=0时,I2=20mA,
由此可得:电源电动势为E=2.00V,
从I2-I1图象中可以找出图象的斜率k=0.012
所以电源的内阻为r=100k-R=0.20Ω
故答案为:(1)0.98m/s    9.8m/s2
(2)①R1、R、R       ②电路图
③2.00,0.20
点评:正确解答实验问题的前提是明确实验原理,从实验原理出发进行分析所需实验器材、实验步骤、所测数据等,会起到事半功倍的效果.本题为测量电源的电动势和内电阻的实验的变形,注意由于没有电压表,本实验中采用改装的方式将表头改装为电压表,再根据原实验的研究方法进行分析研究,注意数据处理的方法.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

气垫导轨可以在导轨和滑块之间形成一薄层空气膜,使滑块和导轨间的摩擦几乎为零,如图1所示,让滑块从气垫导轨是某一高度下滑,滑块上的遮光片的宽度为△s,当遮光片通过电门时与光电门相连的数字毫秒器显示遮光时间为△t,则庶光片通过光电门的平均速度为v=
△s
△t

(1)关于这个平均速度,有如下讨论:
A.这个平均速度不能作为实验中遮光片通过光电门时滑块的瞬时速度
B.理论上,遮光片宽度越窄,遮光片通过光电门的平均越接近瞬时速度
C.实验中所选遮光片并非越窄越好,还应考虑测量时间的精确度,遮光片太窄,时间测量精度就会降低,所测瞬时速度反而不准确
D.实验中,所选遮光片越宽越好,这样时间的测量较准,得到的瞬时速度将比较准确,这些讨论中,正确的是:;
(2)利用这一装置可验证机械能守桓定律,如图2.滑块和遮光片总质量记为M(kg),若测出气垫导轨总长L0、遮光片的宽度△s,气垫导轨两端到桌面的高度差h、滑块从由静止释放到经过光时门时下滑的距离L和遮光时间△t,这一过程中:滑块减少的重力势能的表达式为:,滑块获得的动能表达式为:
1
2
M(
△s
△t
)
2
1
2
M(
△s
△t
)
2

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(1)为进行“验证机械能守恒定律”的实验,有下列器材可供选择:铁架台、打点计时器以及复写纸、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、电键,刻度尺,其中不必要的器材是
低压直流电源、天平、秒表
低压直流电源、天平、秒表
,缺少的器材是
低压交流电源、重锤
低压交流电源、重锤

(2)验证机械能守恒亦可用如图甲所示装置,用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物,蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动,使之替代打点计时器.当烧断悬挂圆柱棒的线后,圆柱棒竖直自由下落,毛笔就在圆柱棒面上的纸上画出记号,如图6乙所示,设毛笔接触棒时不影响棒的运动.测得记号之间的距离依次为26.0mm、42.0mm、58.0mm、74.0mm、90.0mm、106.0mm,已知电动机铭牌上标有“1440r/min”字样,由此验证机械能守衡.根据以上内容.回答下列问题:
①毛笔画相邻两条线的时间间隔T=
1
24
1
24
s,图乙中的圆柱棒的
端是悬挂端(填左或右).
②根据乙所给的数据,可知毛笔画下记号C时,圆柱棒下落的速度vc=
1.2
1.2
m/s;画下记号D时,圆柱棒下落的速度vD=
1.6
1.6
m/s;记号C、D之间棒的动能的变化量为
0.52
0.52
J,重力势能的变化量
0.57
0.57
J(g=9.8m/s2).由此可得出的结论是
在误差允许范围内圆柱下落过程中机械能守恒
在误差允许范围内圆柱下落过程中机械能守恒
.(计算结果保留2位有效数字)

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2010?成都二模)(1)在验证“机械能守恒定率”的试验中:
①下面叙述正确的是
AB
AB
(填序号字母)
A.选用的重物的体积应当小一些
B.操作时应先通电再释放纸带
C.应该选用点迹清晰,且第一、二两点间的距离接近2mm的纸带进行分析
D.电磁打点计时器都应接在电压为20V的交流电源上
②实验室有下列器材可供选用:铁架台,电磁打点计时器(包括复写纸),纸带,停表,低压交流电源(带开关),导线,天平,刻度尺.
其中不必要的器材有
停表,天平
停表,天平
;缺少的器材是
重物
重物

(2)某同学想测某个电阻的电阻值Rx(约为130Ω),为此他找来下列器材:
A.电流E:电动势约为1.5V,内阻可忽略不计
B.电流表A1:量程为0~10mA,内电阻r1=10Ω
C.电流表A2:量程为0~20mA电阻r2约为5Ω
D.定值电阻R0:阻值R0=90Ω
E.滑动变阻器R1:最大阻值为20Ω
F.滑动变阻器R2:最大阻值为1000Ω
G.单刀单掷开关S,导线若干
①该同学的设计思路是:先将其中一只电流表改装成电压表,然后利用伏安法测出Rx.为了尽量准确的测出Rx的阻值,请你根据找到的器材和该同学的设计思路,在虚线框内画出实验电路图,并标出器材符号.
②你所选用的滑动变阻器是
R1
R1
(填器材序号字母或器材符号).
③若某次测量中电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,则Rx的表达式为:Rx=
I1(R0+r1)
I2-I1
I1(R0+r1)
I2-I1

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网气垫导轨可以在导轨和滑块之间形成一薄层空气膜,使滑块和导轨间的摩擦几乎为零,如图所示,让滑块从气垫导轨的某一高度下滑,滑块上的遮光片的宽度为△s,当遮光片通过电门时与光电门相连的数字毫秒器显示遮光时间为△t,则遮光片通过光电门的平均速度为v=
△s△t

(1)关于这个平均速度,有如下讨论:
A.这个平均速度不能作为实验中遮光片通过光电门时滑块的瞬时速度
B.理论上,遮光片宽度越窄,遮光片通过光电门的平均越接近瞬时速度
C.实验中所选遮光片并非越窄越好,还应考虑测量时间的精确度,遮光片太窄,时间测量精度就会降低,所测瞬时速度反而不准确
D.实验中,所选遮光片越宽越好,这样时间的测量较准,得到的瞬时速度将比较准确.
这些讨论中,正确的是:
 

(2)利用这一装置可验证机械能守桓定律.滑块和遮光片总质量记为M(kg),若测出气垫导轨总长L0、遮光片的宽度△s,气垫导轨两端到桌面的高度差h、滑块从由静止释放到经过光时门时下滑的距离L和遮光时间△t,这一过程中滑块减少的重力势能的表达式为:
 
,滑块获得的动能表达式为:
 

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科目:高中物理 来源:2012-2013学年陕西省岐山县高三上学期期中考试物理试卷(解析版) 题型:实验题

用如图实验装置验证组成的系统机械能守恒:从高处由静止开始下落,上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守 恒定律.下图给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图所示.已知=50g、=150g,打点频率为50Hz.(已知当地的重力加速度g=10.00m/s2,结果保留两位有效数字),则

(1)在纸带上打下计数点5时的速度____________m/s;

(2)在0—5过程中系统动能的增量△Ek=_____________J,系统势能的减少量△Ep=__________J;由此得出的结论是:_________________________________________.

 

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