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某探究学习小组的同学欲验证动能定理,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、滑块、细沙。当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态。若你是小组中的一位成员,要完成该项实验。

(1) 你认为还需要的实验器材有____________。
(2) 实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等,细沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是___________________,实验时首先要做的步骤是________________。
(3) 在(2)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量为M。往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量为m。让沙桶带动滑块加速运动。用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1<v2)。则本实验最终要验证的数学表达式为______________。(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)
(1)天平 刻度尺   (2)远小于滑块的质量;平衡摩擦力 (3)mgL=M(

试题分析:(1)由于实验中需要计算动能,所以必须测量沙桶和滑块的质量,故需要天平;实验中需根据纸带计算滑块的速度,故需要毫米刻度尺
(2)实验时要先平衡摩擦力,平衡摩擦力后,滑块和沙桶的加速度相同,由牛顿第二定律可知,解得,所以滑块受到的合力T近似等于沙桶的重力,需满足,即满足
(3) 由于滑块受到的合力T近似等于沙桶的重力,沙桶减少的重力势能等于滑块增加的动能,所以有
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

(6分)实验小组利用光电计时器验证物块沿斜面下滑过程中机械能守恒,装置如图甲.让小物块从斜面顶端滑下,若测得小物块通过A、B光电门时的速度为v1和v2,AB之间的距离为L,斜面的倾角为α,重力加速度为g.

①图乙表示用螺旋测微器测量物块上遮光板的宽度l,由此读出l=________mm.
②若实验数据满足关系式              则验证了物块沿斜面下滑过程机械能守恒.
③本实验的误差主要来源于斜面对物块的             而造成物块机械能的损失.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

某同学在实验室用如图甲所示的装置来探究“牛顿第二定律”.
(1)实验中,该同学先接通计时器的电源(频率为50Hz),再放开纸带,如图乙是打出的一条纸带,O为起点,A、B、C为三个相邻的计数点,相邻两个计数点之间有四个计时点没有标出,有关数据如图乙所示,则小车的加速度大小a=______m/s2,打B点时小车的速度大小vB=______m/s (结果均保留两位有效数字)

(2)该同学在做探究加速度与质量的关系实验时,保持沙和沙桶的总质量m一定。改变小车及车中砝码的总质量M,测出相应的加速度a,并采用图像法处理数据.为了比较容易地得出加速度a与质量M的关系,应该作a与_________的关系图像.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

(9分)某实验小组的同学欲“探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系”,在实验室设计了一套如图甲所示的装置,图中A为小车,B打点计时器,C为弹簧测力计,P为小桶(内有沙子),一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置,不计绳与滑轮的摩擦.实验时,把长木板不带滑轮的一端垫起适当的高度,以平衡摩擦力,先接通电源再松开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点.

(1)该同学在一条比较理想的纸带上,从点迹清楚的某点开始记为零点,顺次选取一系列点,分别测量这些点到零点之间的距离x,计算出它们与零点之间的速度平方差△v2=v2-v02,弹簧秤的读数为F,小车的质量为m,然后建立△v2—x坐标系,通过描点法得到的图像是一条过原点的直线,如图乙所示,则这条直线的斜率的意义为___________.(填写表达式)
(2)若测出小车质量为0.4 kg,结合图像可求得小车所受合外力的大小为__________N.
(3) 本实验中是否必须满足小桶(含内部沙子)的质量远小于小车的质量   (填“是”或“否”)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

(1)在验证机械能守恒定律的实验中,使质量为m=200g的重物自由下落,实验中得到一条点迹清晰的纸带,O为纸带上第一个测量点,另选连续的四个点A、B、C、D作为测量的点,测得OA、OB、OC、OD段的长度如图所示,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,当地的重力加速度为g=9.8m/s2,那么

(这四组数据中不符合有效数字读数要求的是                
(打点计时器打下连续相邻两个点的时间间隔T=              
③计算B点瞬时速度时,甲同学用,乙同学用.其中所选择方法正确的是______(填“甲”或“乙”)同学.
④若同学丁不慎将上述纸带从OA之间扯断,他仅利用A点之后的纸带能否实现验证机械能守恒定律的目的?______.(填“能”或“不能”)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

(8分)在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中,装置如图甲所示,实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端,每次测出相应的弹簧总长度。

(1)某同学通过以上测量后把6组数据描点在坐标图乙中,请作出F-L图线;
(2)由此图线可得出该弹簧的原长L0=__________cm,劲度系数k=___________N/m。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

(1)如图所示,一竖直弹簧下端固定于水平地面上,小球从弹簧的正上方高为h的地方自由下落到弹簧上端,经几次反弹以后小球落在弹簧上静止于某一点A,则(   )
A.h愈大,弹簧在A点的压缩量愈大
B.弹簧在A点的压缩量与h无关
C.小球第一次到达A点时的速度与A位置无关
D.h愈大,小球第一次到达A点时的速度愈大
(2)在探究功与速度关系实验中为什么要把小木板一端垫高                   ?          

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

(9分)在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器接在电压为U、频率为f=50Hz的交流电源上,在实验中得到一条理想纸带,如图所示.选取纸带上打出的连续5个点A,B,C,D,E,测出A点距起始点O的距离为x0 =4.70cm,点A、C间的距离为x1=4.51cm,点C、E间的距离x2="6.02" cm已知重物的质量为m=l.00kg,当地的重力加速度为g= 9.80 m/s2,则

(1)从打下起始点O到打下C点的过程中,重物重力势能的减少量△EP=      ,重物动能的增加量
ΔEk               
(2)根据题中提供的条件,还可求出重物实际下落的加速度a=                   

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

(10分)利用图示装置可以做力学中的许多实验。

(1)以下说法正确的是________。
A.利用此装置“研究匀变速直线运动”时,必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响
B.利用此装置探究“加速度与质量的关系”并用图象法处理数据时,如果画出的关系图象不是直线,就可确定加速度与质量成反比
C.利用此装置探究“小车与木板之间的动摩擦因数”实验时,不需要将长木板的一端抬高以平衡摩擦力。
(2) 甲、乙两同学在同一实验室,各取一套图示的装置放在水平桌面上,小车上放不同质量的砝码,在没有平衡摩擦力的情况下,研究小车与木板之间的动摩擦因数(实验中小车的轮子被锁死,小车只能在长木板上滑动)。
①为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力,应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________小车和小车上砝码的总质量。(填“远大于”、“远小于”或“近似等于”)
②实验中对小车及车内砝码研究,根据牛顿第二定律有,实验中记录小车的加速度a和小车所受的合外力F,通过图像处理数据.甲、乙两同学分别得到图中甲、乙两条直线.设甲、乙用的小车及砝码质量分别为,甲、乙用的小车与木板间的动摩擦因数分别为,由图可知,__________.(填“大于”、“小于”或“等于”)

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