1.一般公式法
一般公式法指速度、位移公式的运用,即基本规律的运用。它们均是矢量式,使用时注意方向。一般以v0的方向为正方向,其余与正方向相同者取正,与正方向相反者取负。
2.(上海市杨思中学2007学年第一学期期中考试)如图所示,将包有白纸的圆柱棒替代纸带和重物,蘸有颜料的毛笔固定在马达(即电动机)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,圆柱棒竖直自由落下,毛笔就在圆柱棒面上的纸上画出记号,测得记号之间的距离依次为26 mm、42mm、58mm、74mm、90mm、106mm.已知马达铭牌上标有“1440 r/min”的字样,由此验证机械能守恒定律.根据以上内容回答下列问题:
(1)毛笔画的相邻记号间的时间间隔T=________s,图11中的圆柱棒的______端是悬挂端.(填“左”或“右”)
(2)根据图中所给的数据,可知毛笔画下记号C时,圆柱棒下落的速度VC=_________,画下记号D时,圆柱棒下落的速度VD=_________,动能的变化量为__________,在这段这位移上,圆柱棒重力势能的变化量为_____________(设棒的质量为m)。
1.
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(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和沙桶的总重力大小基本相等,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).
3.实际上重锤和纸带在下落过程中要克服阻力(主要是打点计时器的阻力)做功,故动能的增加量△Ek必定稍小于势能的减少量△EP,这是属于系统误差。
[应用2](春来高中2007-2008学年度上期高三第四次月考)在用落体法验证机械能守恒定律时,某同学按照正确的操作选得纸带如图。其中O是起始点,A、B、C是打点计时器连续打下的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)。
(1)这三个数据中不符合有效数字读数要求的是 ,应记作 cm。
(2)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,他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的即时速度,则该段重锤重力势能的减少量为 ,而动能的增加量为 ,(均保留3位有效数字,重锤质量用m表示).这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量 动能的增加量(填“大于”、“小于”或“等于”),原因是 。
导示:(1)从题目提供的数据看,OA及OB段小数点后保留两位有效数字,而OC段小数点后只有一位有效数字,应写成15.70。
(2)△EP=mghOB=1.22m J
△Ek=mvB2/2=1.20m J
大于 因为有摩擦生热,减少的重力势能一部分转化为内能
2.本实验实验关于速度的求解,只能从纸带上直接求出物体实际下落的速度,而不能用理论值计算;高度h只能用刻度尺直接测量。
1.由于测量长度带来的误差属于偶然误差,减小办法:一是测距离时都应从刻度清晰的某点量起;二是多测几次取平均值;三是用图象法处理数据。
6.选取的纸带最好使第1,2两点间的距离接近2mm并且点迹清晰.因为打点计时器每隔0.02 s打一次点,自由落体运动在最初0.02s内下落的距离2 mm。所以,纸带第1,2两点间的距离接近2 mm,意味着纸带是在打第1个点的瞬间开始下落.
[应用1]在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器所用电源的频率为50 Hz,当地重力加速度的值为9. 80 m/s2,测得所用重物的质量为1.0 kg,甲、乙、丙三学生分别用同一装置打出三条纸带,量出各纸带上第1、第2两点间的距离分别为0. 10 cm、0. 19 cm和0. 25 cm,则可肯定 (选填“甲” 、“乙” 、“丙”)在操作上有错误,错误是 。
导示: 因为打点计时器每隔0.02 s打一次点,自由落体运动在最初0.02s内下落的距离2 mm。所以,纸带第1,2两点间的距离接近2 mm。故操作有错误的上甲 、丙,它们第1,2两个点间距与2mm相差太大。
第1,2两点间距2mm是我们判断纸带初速为零常用方法之一。
知识点三数据处理及误差分析
5.为减小测量h值的相对误差,选取的各个记数点要离起始点远些.纸带也不宜过长,约40 cm即可.
4.手提纸带上端时,释放纸带时,保证重锤下落的初速度为零,并且纸带上打出的第一个点是清晰的一个小点.
3.打点计时器必须接50 Hz交流低压电源.
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