(三)误差分析 实验所研究的过程是两个不同质量的金属球发生水平正碰.因此“水平 和“正碰 是碰撞中应尽量予以满足的前提条件.实验中两球球心高度不在同一水平面上.给实验带来误差.每次静止释放小球的释放点越高.两球碰撞时内力越大.动量守恒的误差越小.应进行多次碰撞.落地点取平均位置来确定.以减小偶然误差. [例题] 某同学利用如图实16-2所示的装置验证动量守恒定 律.图中两摆摆长相同.悬挂于同一高度.A.B两摆球均很小.质量之 比为1∶2.当两摆均处于自由静止状态时.其侧面刚好接触.向右上方 拉动B球使其摆线伸直并与竖直方向成45°角.然后将其由静止释放. 结果观察到两摆球粘在一起摆动.且最大摆角成30°.若本实验允许的最 大误差为±4%.此实验是否成功地验证了动量守恒定律? 解析:本题考查验证碰撞中的动量守恒定律及碰撞前与碰撞后的机械能守恒定律. 设摆球A.B的质量分别为..摆长为.B球的初始高度为h1.碰撞前B球的速度为.在不考虑摆线质量的情况下.根据题意及机械能守恒定律得 设碰撞前.后两摆球的总动量的大小分别为P1.P2. 有 联立得 同理可得 从而得 代入已知条件得 由此可以推出 ≤4% 所以.此实验在规定的范围内验证了动量守恒定律. [变式训练]碰撞的恢复系数的定义为e=.其中和分别是碰撞前两物体的速度.和分别是碰撞后两物体 的速度.弹性碰撞的恢复系数e=1.非弹性 碰撞的e<1,某同学借用验证动量守恒定律的 实验装置验证弹性碰撞 的恢复系数是否为1.实验中使用半径相等 的钢质小球1和2.(他们之间的碰撞可近似 视为弹性碰撞).且小球1的质量大于小球2的质量. 实验步骤如下 安装实验装置.做好测量前的准备.并记下重锤线所指的位置O. 第一步.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, 第二步.把小球2放在斜槽前端边缘处的C点.计小球1从A点由静止滚下.使它们碰撞.重复多次.并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置, 第三步.用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离.即线段OM.OP.ON的长. 在上述实验中. ①P点是 的平均位置, M点是 的平均位置, N点是 的平均位置. ②请写出本实验的原理 . 写出用测量表示的恢复系数的表达式 . ③三个落地点距O点的距离OM.OP.ON与实验所用的小球质量是否有关? . 解析:本题考查的是验证动量守恒定律的实验原理 ①小球1与小球2相碰后.小球1的速度要小于没有与小球2相碰时的速度.由碰撞规律可知.小球1的速度要小于小球2的速度.利用以上关系可确定各点对应的位置. 即:P点是在实验的第一步中小球1落点的平均位置.M点是小球1与小球2碰后小球1落点的平均位置.N点是小球2落点的平均位置. ②原理:小球从槽口C飞出后做平抛运动的时间相同.设为 t,则有 小球2碰撞前静止.即 ③当小球1下落时.由机械能守恒知.下落点与小球1的质量无关.但小球1与小球2碰撞时.碰撞后两球的速度与两球质量有关. 即:OP与小球的质量无关.OM和ON与小的质量有关 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(1)某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时,作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图1所示.该实验始终在弹簧的弹性限度内进行.由右图可知该弹簧的自然长度为______ cm.
(2)在验证机械能守恒定律实验时:
①关于本实验的叙述中,正确的有______
A、打点计时器安装时要使两限孔位于同一竖直线上并安装稳定,以减少纸带下落过程中的阻力
B、需用天平测出重锤的质量
C、打点计时器用四节干电池串联而成的电池组作为电源
D、用手托着重锤,先闭合打点计时器的电源开关,然后释放重锤
E、打出的纸带中,只要点迹清晰,就可以运用公式mg△h=
1
2
mv2
,来验证机械能是否守恒
F、验证机械能是否守恒必须先确定重力势能的参考平面
②验证机械能是否守恒时,实验中计算某一点的速度,甲同学用v=gt来计算,乙同学用vn=
(sn+sn+1)
2T
来计算.其中______同学的计算方法更符合实验要求.重力加速度g的数值,甲同学用9.8m/s2代入,乙同学用通过对纸带分析计算出重锤下落的实际加速度代入,丙同学用当地的实际重力加速度代入,其中______同学的做法是正确的.
③甲同学实验计算结果时发现重物重力势能的减少量△Ep略大于动能的增加量△Ek,乙同学发现△Ep<△Ek,实验过程中肯定存在错误的是______同学.
本实验中引起误差的主要原因是______.
④在一次实验中,重物自由下落时纸带上打出一系列的点,如图2所示,纸带中相邻两计数点间的时间间隔为0.04秒,那么重物下落过程中的实际加速度a=______ m/s2.(结果保留三位有效数字)

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(1)某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时,作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图1所示.该实验始终在弹簧的弹性限度内进行.由右图可知该弹簧的自然长度为______ cm.
(2)在验证机械能守恒定律实验时:
①关于本实验的叙述中,正确的有______
A、打点计时器安装时要使两限孔位于同一竖直线上并安装稳定,以减少纸带下落过程中的阻力
B、需用天平测出重锤的质量
C、打点计时器用四节干电池串联而成的电池组作为电源
D、用手托着重锤,先闭合打点计时器的电源开关,然后释放重锤
E、打出的纸带中,只要点迹清晰,就可以运用公式,来验证机械能是否守恒
F、验证机械能是否守恒必须先确定重力势能的参考平面
②验证机械能是否守恒时,实验中计算某一点的速度,甲同学用v=gt来计算,乙同学用来计算.其中______同学的计算方法更符合实验要求.重力加速度g的数值,甲同学用9.8m/s2代入,乙同学用通过对纸带分析计算出重锤下落的实际加速度代入,丙同学用当地的实际重力加速度代入,其中______同学的做法是正确的.
③甲同学实验计算结果时发现重物重力势能的减少量△Ep略大于动能的增加量△Ek,乙同学发现△Ep<△Ek,实验过程中肯定存在错误的是______同学.
本实验中引起误差的主要原因是______.
④在一次实验中,重物自由下落时纸带上打出一系列的点,如图2所示,纸带中相邻两计数点间的时间间隔为0.04秒,那么重物下落过程中的实际加速度a=______ m/s2.(结果保留三位有效数字)

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(1)在科学探究活动中,对实验数据进行分析归纳得出结论是非常重要的环节.下面表格中记录的是物体作直线运动中测得的位移x和对应时刻t的数据.
时刻t/s 0 0.89 1.24 1.52 1.76 1.97
位移x/m 0 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25
T2/s2 0 0.79 1.54 2.31 3.10 3.88
将上表中时刻与位移数据对比分析,发现位移成倍增加但所甩时间不是成倍增加的,即x与t不是正比关系,于是他猜想x与t2可能是正比关系.为验证他猜想的正确性,请在坐标纸(图一)上作出x-t2图线;如果他的猜想正确,请由图线求出x与t2间的关系式,并写在横线上:
0.32t2
0.32t2
《斜率取2位有效数字》
(2)某课外兴趣小组在研究“恒力做功和物体动能变化之间的关系”的实验中使用了如下实验装置(图二):
①该小组同学实验时在安装正确,操作规范的前提下(已平衡摩擦力),用钩码的重力表示小车受到的合外力,为减小由此带来的系统误差,钩码的质量和小车的总质量之间需满足的条件是:
钩码的质量远小于小车的总质量
钩码的质量远小于小车的总质量

②实验时,小车由静止开始释放,已知释放时钩码底端离地高度为H,现测出的物理量还有:小车由静止开始起发生的位移s(s<H)、小车发生位移s时的速度大小v,钩码的质量m,小车的总质量M,设重力加速度为g,则实际测量出的恒力的功mgs将
大于
大于
(选填“大于”、“小于”或“等于”) 小车动能的
变化;若用该实验装置验证系统机械能守恒定律,即需验证关系式
mgs=
1
2
(m+M)v2
mgs=
1
2
(m+M)v2

成立;

(3)要测量电压表V1的内阻r.现有如下器材:
A.待测电压表V1(量程3V,内阻约几千欧)    B.电压表V2(量程15V,内阻约30kΩ)
C.定值电阻R(3.0kΩ)                      D.滑动变阻器R1(O~10Ω)
E.直流电源E(约9V,内阻约2Ω)           F.开关S及导线若干.
①因为所给V1、V2、R都很大,即使它们并联所得电阻也很大,故最大值为10Ω的滑动变阻器在电路中必须使用
分压
分压
接法(“分压”或“限流”)才能对电路起到控制作用;
②待测电压表V1两端的电压值可以由V1的示数直接读出,通过V1的电流因缺少电流表而不能直接测量,但可以借助题中给出的定值电阻R、电压表V2间接的测出.为了测出通过V1的电流,甲、乙、丙三位同学分别设计了
三种电路(如图三),其中合理的是
同学设计的电路.
③在图三方框内画出测量电压表V1的内阻r的完整的实验电路图.

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(2012?广东二模)(1)某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时,作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图1所示.该实验始终在弹簧的弹性限度内进行.由右图可知该弹簧的自然长度为
10
10
 cm.
(2)在验证机械能守恒定律实验时:
①关于本实验的叙述中,正确的有
AD
AD

A、打点计时器安装时要使两限孔位于同一竖直线上并安装稳定,以减少纸带下落过程中的阻力
B、需用天平测出重锤的质量
C、打点计时器用四节干电池串联而成的电池组作为电源
D、用手托着重锤,先闭合打点计时器的电源开关,然后释放重锤
E、打出的纸带中,只要点迹清晰,就可以运用公式mg△h=
1
2
mv2
,来验证机械能是否守恒
F、验证机械能是否守恒必须先确定重力势能的参考平面
②验证机械能是否守恒时,实验中计算某一点的速度,甲同学用v=gt来计算,乙同学用vn=
(sn+sn+1)
2T
来计算.其中
同学的计算方法更符合实验要求.重力加速度g的数值,甲同学用9.8m/s2代入,乙同学用通过对纸带分析计算出重锤下落的实际加速度代入,丙同学用当地的实际重力加速度代入,其中
同学的做法是正确的.
③甲同学实验计算结果时发现重物重力势能的减少量△Ep略大于动能的增加量△Ek,乙同学发现△Ep<△Ek,实验过程中肯定存在错误的是
同学.
本实验中引起误差的主要原因是
重锤下落过程中存在着阻力作用
重锤下落过程中存在着阻力作用

④在一次实验中,重物自由下落时纸带上打出一系列的点,如图2所示,纸带中相邻两计数点间的时间间隔为0.04秒,那么重物下落过程中的实际加速度a=
9.38
9.38
 m/s2.(结果保留三位有效数字)

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(Ⅰ)如图为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置.
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(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持
 
不变,用钩码所受的重力作为
 
,用DIS测小车的加速度.
(2)改变所挂钩码的数量,多次重复测量.在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线(如图所示).
①分析此图线的OA段可得出的实验结论是
 

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②(单选题)此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是
 

A.小车与轨道之间存在摩擦   B.导轨保持了水平状态
C.所挂钩码的总质量太大    D.所用小车的质量太大
(Ⅱ)实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管,课外活动小组的同学设计了一个试验来测算螺线管的电阻.他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、导线和学生电源等.
(1)他们使用多用电表粗测金属丝的电阻,操作过程分以下三个步骤:
①将红表笔插入多用电表的
 
插孔(正、负)、黑表笔插入多用电表的插孔(正、负);选择电阻档“×1”;
 

③把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接,如图所示,读数为
 
Ω
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(2)根据多用电表示数,为了减少实验误差,并在实验中获得较大的电压调节范围,应从下图中的A、B、C、D四个电路中选择
 
  电路来测量金属丝电阻;
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(3)他们正确连接电路,接通电源后,调节滑动变阻器,发现电流始终无示数.请设计一种方案,利用多用电表检查电路故障并写出判断依据.(只需写出简要步骤)
 

 

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同步练习册答案