根據(jù)以下提供器材，設(shè)計實驗，驗證機械能守恒定律.

器材：白紙、圓柱棒、毛筆、馬達（銘牌上標(biāo)有“1 440 r/min字樣”）

思路點撥：本題考查利用物理模型解決實際問題的能力.本題將包有白紙的圓柱棒替代紙帶和重物，蘸有顏料的毛筆固定在馬達上并隨之轉(zhuǎn)動，使之替代打點計時器，毛筆在圓柱棒白紙上劃出記號相當(dāng)于打點計時器在紙帶上打出的各點，利用mgh=mv22-mv12即可驗證機械能守恒定律.這種實驗方法是對教材中“驗證機械能守恒定律”實驗的創(chuàng)新，實驗器材不同，但其依據(jù)的實驗原理及數(shù)據(jù)處理方法跟教材上的實驗是一致的.

解析： 如圖（b）所示，將包有白紙的圓柱棒替代紙帶和重物，蘸有顏料的毛筆固定在馬達上并隨之轉(zhuǎn)動，使之替代打點計時器.當(dāng)燒斷掛圓柱棒的線后，圓柱棒豎直自由落下，毛筆就在圓柱棒白紙上劃出記號，如圖（a）所示，測得記號之間的距離依次為s1、s2、s3、s4、s5、s6.

（1）由馬達銘牌“1 440 r／min”算出毛筆畫的線距的時間間隔為

T== s≈0.04 s.

（2）根據(jù)vn=算出任意選取的劃相鄰兩條線時圓柱棒的瞬時速度.

vD=,vC=

ΔEk=mvD2-mvc2

而ΔEp=mg·CD

驗證ΔEk=ΔEp是否成立，若成立，則驗證了圓柱棒自由下落時機械能是守恒的.


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）某同學(xué)為研究實驗小車沿斜面向下運動的規(guī)律，把打點計時器紙帶的一端固定在小車上，小車拖動紙帶運動時得到如圖1所示的紙帶．在打出的紙帶上每取5點為一個計數(shù)點，共取了A、B、C、D、E、F六個計數(shù)點（每相鄰兩個計數(shù)點間的四個點末畫出）．從每一個計數(shù)點處將紙帶剪開分成五段（分別為a、b、c、d、e段），將其由短到長緊靠但不重疊地粘在xOy坐標(biāo)系中，把每段紙條上端中心連起來．根據(jù)有關(guān)信息可求出實驗小車的加速度大小為
 
．
（2）一只量程為1V，內(nèi)阻RV約900Ω的電壓表是由小量程電流表改裝而成的，現(xiàn)在要測量它的內(nèi)阻并對該表進行校正．實驗室提供了以下可供選擇的器精英家教網(wǎng)材：
A．待測電壓表．
B．標(biāo)準(zhǔn)電壓表（量程1V）
C．滑動變阻器：最大阻值1000Ω，額定電流0.1A
D．滑動變阻器：最大阻值10Ω，額定電流l A
E．電阻箱：最大阻值999.9Ω，阻值最小改變量0.1Ω
F．電阻箱：最大阻值99.9Ω，阻值最小改變量0.1Ω
G．電池組：電動勢約3V，內(nèi)阻約1Ω，另外有導(dǎo)線和開關(guān)若干．
①為了用 半偏法測量該電壓表的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)汁了兩種電路（圖2中的甲和乙），要使測量較精確，應(yīng)選擇圖中的
 
電路．在器材的選擇上，除了電池組、導(dǎo)線、開關(guān)和待測電壓表外，還應(yīng)從提供的器材中選用
 
（用器材前的序號字母表示）．
②用上述方法測出的電壓表內(nèi)阻的測量值及RV
 
（填大于、等于或小于）電壓表內(nèi)阻的真實值．
③在對該電壓表進行校正時，該同學(xué)已經(jīng)選擇好了器材，如圖3所示．若要求對電壓表的每一根刻度線都進行校正，請你將這些器材連接成測量電路．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）有一個小燈泡上標(biāo)有“4V，2W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個燈泡的U-I圖線，有下列器材供選用：
A．電壓表（0～5V，內(nèi)阻10kΩ）     B．電壓表（0～10V，內(nèi)阻20kΩ）
C．電流表（0～0.3A，內(nèi)阻1Ω）      D．電流表（0～0.6A，內(nèi)阻0.4Ω）
E．滑動變阻器（5Ω，1A）           F．滑動變阻器（500Ω，0.2A）
①實驗中電壓表應(yīng)選用
 
，電流表應(yīng)選用
 
．為使實驗誤差盡量減小，要求電壓表從零開始變化且多取幾組數(shù)據(jù)，滑動變阻器應(yīng)選用
 
（用序號字母表示）．
②請在方框內(nèi)畫出滿足實驗要求的電路圖，并把圖中所示的實驗器材用實線連接成相應(yīng)的實物電路圖．
③根據(jù)U-I圖象，當(dāng)燈泡兩端所加電壓為3.2V時，電功率為
 
W
（2）在實驗室里為了驗證動量守恒定律，一般采用如圖甲、乙所示的兩種裝置：
①若入射小球質(zhì)量為m1，半徑為r1；被碰小球質(zhì)量為m2，半徑為r2，則
 

A．m1＞m2，r1＞r2
B．m1＞m2，r1＜r2
C．m1＞m2，r1=r2
D．m1＜m2，r1=r2
②若采用圖乙所示裝置進行實驗，以下所提供的測量工具中必需的是
 
．
A．直尺　B．游標(biāo)卡尺
C．天平　D．彈簧測力計　E．秒表
③設(shè)入射小球的質(zhì)量為m1，被碰小球的質(zhì)量為m2，則在用圖甲所示裝置進行實驗時（P為碰前入射小球落點的平均位置），所得“驗證動量守恒定律”的結(jié)論為
 
．（用裝置圖中的字母表示）
（3）在用如圖5所示的裝置做“探究動能定理”的實驗時，下列說法正確的是
 

A．通過改變橡皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值
B．通過改變橡皮筋的長度改變拉力做功的數(shù)值
C．通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的最大速度
D．通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的平均速度．精英家教網(wǎng)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

（1）為描繪出平拋運動的軌跡，某同學(xué)設(shè)計了以下實驗，每隔相等的時間T就將一個同樣大小的小球從斜槽軌道上P位置處由靜止釋放，這樣，在同一時刻，會有多個小球同時在空中運動，該同學(xué)認為，由于每個小球平拋運動的軌跡是重合的，因此，只要在同一張底片上拍攝下某一時刻各小球的位置，將各小球位置用平滑的曲線連續(xù)起來應(yīng)得到了小球平拋運動的軌跡．在重復(fù)多次實驗后，終于得到了一張如圖1所示的照片，圖中坐標(biāo)原點恰好是小球剛要水平拋出的時球心的位置．照片中有一個與C球相鄰的小球D，則在圖示時刻，設(shè)小球D的位置坐標(biāo)為（x，y），則x=
60
60
cm，y=
80
80
cm．

（2）現(xiàn)提供以下器材：
①電壓表V1（量程6V，內(nèi)阻約為30kΩ）
②電壓表V2（量程3V，內(nèi)阻約為3kΩ）
③電池E（電動勢6V，內(nèi)阻不計）
④定值電阻R1=3kΩ
⑤滑動變阻器R2（最大阻值為20Ω）
⑥電鍵S一個，導(dǎo)線若干
（1）在所給的兩只電壓表中，能較準(zhǔn)確地測出電壓表
V
 
2
V
 
2
的內(nèi)阻（選填“V1”或“V2”）；
（2）根據(jù)你的選擇，請在圖2方框中畫出實驗電路原理圖（標(biāo)注所用器材符號）；
（3）實驗中，要讀出的物理量有
電壓表
V
 
1
的示數(shù)
U
 
1
，電壓表
V
 
2
的示數(shù)
U
 
2
電壓表
V
 
1
的示數(shù)
U
 
1
，電壓表
V
 
2
的示數(shù)
U
 
2
（寫出物理量名稱并用相應(yīng)字母表示）；
（4）請用已知量和測量量對應(yīng)字母表示被測電壓表內(nèi)阻的表達式RV=
U2R1
U1-U2
U2R1
U1-U2
．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：2013年廣東省湛江一中高考物理模擬試卷（5月份）（解析版） 題型：解答題

（1）有一個小燈泡上標(biāo)有“4V，2W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個燈泡的U-I圖線，有下列器材供選用：
A．電壓表（0～5V，內(nèi)阻10kΩ）     B．電壓表（0～10V，內(nèi)阻20kΩ）
C．電流表（0～0.3A，內(nèi)阻1Ω）      D．電流表（0～0.6A，內(nèi)阻0.4Ω）
E．滑動變阻器（5Ω，1A）           F．滑動變阻器（500Ω，0.2A）
①實驗中電壓表應(yīng)選用______，電流表應(yīng)選用______．為使實驗誤差盡量減小，要求電壓表從零開始變化且多取幾組數(shù)據(jù)，滑動變阻器應(yīng)選用______（用序號字母表示）．
②請在方框內(nèi)畫出滿足實驗要求的電路圖，并把圖中所示的實驗器材用實線連接成相應(yīng)的實物電路圖．
③根據(jù)U-I圖象，當(dāng)燈泡兩端所加電壓為3.2V時，電功率為______W
（2）在實驗室里為了驗證動量守恒定律，一般采用如圖甲、乙所示的兩種裝置：
①若入射小球質(zhì)量為m1，半徑為r1；被碰小球質(zhì)量為m2，半徑為r2，則______
A．m1＞m2，r1＞r2
B．m1＞m2，r1＜r2
C．m1＞m2，r1=r2
D．m1＜m2，r1=r2
②若采用圖乙所示裝置進行實驗，以下所提供的測量工具中必需的是______．
A．直尺 B．游標(biāo)卡尺
C．天平 D．彈簧測力計 E．秒表
③設(shè)入射小球的質(zhì)量為m1，被碰小球的質(zhì)量為m2，則在用圖甲所示裝置進行實驗時（P為碰前入射小球落點的平均位置），所得“驗證動量守恒定律”的結(jié)論為______．（用裝置圖中的字母表示）
（3）在用如圖5所示的裝置做“探究動能定理”的實驗時，下列說法正確的是______
A．通過改變橡皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值
B．通過改變橡皮筋的長度改變拉力做功的數(shù)值
C．通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的最大速度
D．通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的平均速度．

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案